Física. Resoluções. Aula d

(1)

PB Extensivo Terceirão – <disciplina> <numdisciplina> Extensivo Terceirão – Física 5A 1

Aula 13

13.01. d

Antes de saltar, o atleta corre por alguns metros. Dessa forma, pre- cisa transformar energia muscular em energia cinética. Em seguida, ao chegar próximo ao local do salto, para ganhar altura, energia cinética se transforma em energia potencial (gravitacional). Essas transformações comprovam que houve conservação da energia.

13.02. e

Como o corpo está sujeito apenas ao peso e à força elástica (conservativas) não há dissipação da energia mecânica, que consequentemente permanece constante.

13.03. a

Como a resistência do ar é desprezível, não há dissipação de energia (sistema conservativo). Com isso a energia mecânica (soma das energias cinética e potencial) permanece constante, o que é mos- trado no gráfico que apresenta uma reta paralela ao eixo horizontal.

13.04. c

Em queda livre não existe resistência do ar (ou ela é desprezível).

Dessa forma, enquanto um corpo cai livremente, sua energia potencial gravitacional é transformada em energia cinética. Com isso, a energia mecânica (total) do sistema se conserva.

13.05. c

Como apenas forças conservativas atuam sobre o sistema, não há dissipação da energia mecânica, que consequentemente não varia.

13.06. e

E E

E E E E

m g h m v

v gh

Como

h h h

v v v

Mi Mf

ci pi cf pf

=

+ = +

⋅ ⋅ = ⋅

=

= =

2

1 2 3

1 2

2 2

33

13.07. b

O simples fato de existir atrito entre as bolas e os planos inclina- dos não permite que o sistema se mantenha perpetuamente em movimento. Aos poucos, energia mecânica vai sendo dissipada, de forma que a tendência final é o repouso.

Caso o sistema permanecesse em movimento indefinidamente mesmo com dissipação de energia, o princípio da conservação da energia estaria sendo violado.

13.08. d

E E

E E E E

mv m g h mv m g h

v

Mi Mf

ci pi cf pf

=

+ = +

+ ⋅ ⋅ = + ⋅ ⋅

+ ⋅ = +

2 2

2

2 2

0 10 5 2 0

�⇒

⇒ =

= ⋅ ⇒ = ⋅ = = ⋅

v 10m

2

70 10

2 3500 3 5 10

2 2

3

/ s ,

E_c m v E_c J

13.09. d

E E

E E E E

mv m g h mv

m g h v

Mi Mf

ci pi cf pf

=

+ = +

+ ⋅ ⋅ = + ⋅ ⋅ + ⋅ = +

2 2

8 10 5

2 2

110 8

32 50 2 80 2

2

⋅

+ = +

= v V m s/ 13.10. b

Mi Mf

ci pi cf pf

E E

E E E E

m

= + = + v2 m

2 + ⋅ ⋅ =g h mv² m 2 +

2

g h 0 10 18 v 10 13 v 10 m/ s

2

⋅ ⋅ + ⋅ = + ⋅ ⇒ = 13.11. d

Como não há atrito e todas as esferas caem a mesma altura h, por conservação de energia, elas terão a mesma velocidade v na pon- ta da rampa, ocasionando o mesmo deslocamento horizontal em todos os casos.

13.12. c

v = 36 km/h = 10 m/s

Mi Mf

ci pi cf pf

v 36 km/h 10 m/ s

E E

E E E E

m

= =

= + = + v2 m

2 + ⋅ ⋅ =g h mv² m 2 +

2

gh 10 0 0 10 h h 5 m

2

⋅ + = + ⋅ ⇒ =

13.13. b

energia cinética Q

R

tempo Ec máx v máx h mín

Ec min v mín h máx

13.14. e

E E

E E E E

k x m g h

h h

h

Mi Mf

ci pi cf pf

=

+ = +

= ⋅ ⋅

⋅ ⋅ = ⋅ ⋅

= ⋅

2

2 2

2 4 10 0 1

2 0 5 10

2 5

, ,

==0 4, m

Resoluções 5A

Física

(2)

2 Extensivo Terceirão – Física 5A Extensivo Terceirão – Física 5A 3

13.15. b

E E

E E E E

kx m g h

h h

h

Mi Mf

ci pi cf pf

=

+ = +

= ⋅ ⋅

⋅ = ⋅ ⋅

= ⋅

=

2

2 400 0 2

2 0 3 10 8 3

2

, ,

,,6 m

Altura em que o corpo estará invertendo o sentido do movimento (v = 0) isso ocorrerá entre B e C.

13.16. b

E E

E E E E

m g h kx mv h

Mi Mf

ci pi pf cf

=

+ = +

⋅ ⋅ = +

⋅ ⋅ = ⋅

+ ⋅

2 2

2

2 2

5 10 400 0 5 2

∆ , 5 4²²

2 50 50 40

1 8

∆

∆ h

h m

= +

=, 13.17. b

E E

E E E E E E

m g h kx m g h

Mi Mf

c pg pel c pg pel

=

+ + = + +

⋅ ⋅ + = ⋅ ⋅

⋅ ⋅ + ⋅

2

2 0 5 10 4, 50 11

2 0 5 10 9

2= ⋅

=

, h

h m

13.18. e

E E

E E E E

kx mv v

v m s

v

Mi Mf

ci pi cf pf

=

+ = +

=

⋅ = ⋅

=

2 2

400 0 04 2

1 2 0 8

, , /

∆ss T s

s m

∆

∆ 0 8 5

4 , =

=

E E

E E E E

kx mv v

v m s

v

Mi Mf

ci pi cf pf

=

+ = +

=

⋅ = ⋅

=

2 2

400 0 04 2

1 2 0 8

, , /

∆ss T s

s m

∆∆

∆ 0 8 5

4 , =

=

E E

E E E E

kx mv v

v m s

v

Mi Mf

ci pi cf pf

=

+ = +

=

⋅ = ⋅

=

2 2

400 0 04 2

1 2 0 8

, , /

∆ss T s

s m

∆

∆ 0 8 5

4 , =

= 13.19. a) 40 N

F k x F

F N

E E

E E E E

kx mv

Mi Mf

ci pi cf pf

= ⋅

=

+ = +

=

⋅ 200 0 2

40

2 200 0 2

2

2 2

2

,

, 22

2 2 2

= 2

=

v v m s/ b) v = 2 m/s

F k x F

F N

E E

E E E E

kx mv

Mi Mf

ci pi cf pf

= ⋅

=

+ = +

=

⋅ 200 0 2

40

2 200 0 2

2

2 2

2

,

, 22

2 2 2

= 2

=

v v m s/ F k x F

F N

E E

E E E E

kx mv

Mi Mf

ci pi cf pf

= ⋅

=

+ = +

=

⋅ 200 0 2

40

2 200 0 2

2

2 2

2

,

, 22

2 2 2

= 2

=

v v m s/ v = 2 m/s 13.20. 4 m/s

Cálculo de h, a altura no ponto A:

sen 30° = (x / 1,6) ⇒ 0,5 = (x / 1,6) ⇒ x = 0,8 m h = R – x ⇒ h = 1,6 – 0,8 ⇒ h = 0,8 m

Como a superfície é perfeitamente lisa, o sistema é conservativo.

Assim:

i f i i f f

2

Em Em Ec Ep Ec Ep 0 m g h 0 m v

2 10 0,8 2 v v 4 m/ s

= ⇒ + = +

+ ⋅ ⋅ = = + ⋅

⋅ ⋅ = ⇒ =v = 4 m/s

Aula 14

14.01. d

O sistema é conservativo nos trechos sem atrito, nos quais a soma das energias cinética e potencial (energia mecânica) não se altera.

Já no trecho com atrito, parte da energia é dissipada, diminuindo seu valor absoluto.

14.02. e

Como não há atrito entre o bloco e a superfície, o sistema é conservativo. Portanto, a energia mecânica (total) ao logo da trajetória ABC é constante.

14.03. b Inicial

2

Em Ec Ep Em m v m g h 2

Em 1 0 1 10 5 50 J 2

= + → = ⋅ + ⋅ ⋅

= ⋅ + ⋅ ⋅ =

Final

2

f i

Em Ec Ep Em m v m g h 2

Em 1 8 1 10 0 32 J 2

Em Em Em Em 32 50 18 J

= + → = ⋅ + ⋅ ⋅

= ⋅ + ⋅ ⋅ =

∆ = − ⇒ ∆ = − = − 14.04. a

Fn cons

f i

F n cons

f f i f

2 2

F n cons f i

f i

2 2

F n cons

Em Em

Ec Ep (Ec Ep )

m v m v

m g h m g h

2 2

20 6 20 10 0 20 0 20 1 0 2 360 400 40 J

2 2

Em módulo: 40 J

τ = −

τ = + − +

 

⋅ ⋅

τ = + ⋅ ⋅ − + ⋅ ⋅ 

 

⋅ ⋅

τ = + ⋅ ⋅ − + ⋅ ⋅ = − =−

(3)

2 Extensivo Terceirão – Física 5A Extensivo Terceirão – Física 5A 3

Fn cons

f i

F n cons

f f i f

2 2

F n cons f i

f i

2 2

F n cons

Em Em

Ec Ep (Ec Ep )

m v m g h m v m g h

2 2

20 6 20 10 0 20 0 20 1 0 2 360 400 40 J

2 2

Em módulo: 40 J

τ = −

τ = + − +

 

⋅ ⋅

τ = + ⋅ ⋅ − + ⋅ ⋅ 

 

⋅ ⋅

τ = + ⋅ ⋅ − + ⋅ ⋅ = − =−

14.05. e

Se o sistema for conservativo, a quantidade de energia mecânica permanecerá constante, ou seja, 400 J.

Se o sistema for dissipativo, a quantidade de energia mecânica di- minuirá devido a forças como atrito e resistência do ar (o trabalho dessas forças será resistente, ou seja, negativo, o que provoca redu- ção da quantidade de energia mecânica do sistema).

14.06. a

A B

f inal v = 0h = ?

h

inicial v = 4 m/sh = 0

Como a superfície é perfeitamente lisa, o sistema é conservativo.

Assim:

i f i i f f

2

Em Em Ec Ep Ec Ep m v 0 0 m g h

2

4 10 h h 0,8 m 2

= → + = +

⋅ + = + ⋅ ⋅

= ⋅ → =

14.07. c

F n cons

f i

F n cons

f f i i

2 2

F n cons f i

f i

2 2

F n cons

Em Em

Ec Ep (Ec Ep )

m v m g h m v m g h

2 2

1 10 1 10 0 1 6 1 10 5

2 2

50 0 (18 50) 18 J

τ = −

τ = + − +

 

⋅ ⋅

τ = + ⋅ ⋅ − + ⋅ ⋅ 

 

⋅ ⋅

τ = + ⋅ ⋅ − + ⋅ ⋅  τ = + − + = −

F n cons

f i

F n cons

f f i i

2 2

F n cons f i

f i

2 2

F n cons

Em Em

Ec Ep (Ec Ep )

m v m g h m v m g h

2 2

1 10 1 10 0 1 6 1 10 5

2 2

50 0 (18 50) 18 J

τ = −

τ = + − +

 

⋅ ⋅

τ = + ⋅ ⋅ − + ⋅ ⋅ 

 

⋅ ⋅

τ = + ⋅ ⋅ − + ⋅ ⋅  τ = + − + = −

14.08. e

Mi Mf

ci pi cf pf

f f f

E E

E E E E

300 0 Ec m g h 300 Ec 50 10 0,5 Ec 50 J

= + = +

+ = + ⋅ ⋅ ⇒ = + ⋅ ⋅ ⇒ = 14.09. a

Mi Mf

ci pi cf pf

E E

E E E E

m

=

+ = +

v2 m

2 + ⋅ ⋅ =g h mv² m 2 +

2 2

g h

v 0 0 g h h v

2 2g

⋅ ⋅ + = + ⋅ → =

Mi Mf

ci pi cf pf

E E

E +E =E +E

⋅ ⋅ =g h

2 2

g h

v 0 0 g h h v

2 2g

⋅ ⋅ + = + ⋅ → =

14.10. 49 (01, 16, 32)

01) Verdadeiro. Parte da energia da onda se transforma em energia cinética do surfista.

02) Falso. Qualquer onda transporta energia.

04) Falso. O surfista aproveita apenas parte da energia mecânica disponível na onda.

08) Falso. Se o surfista duplicar sua velocidade a energia cinética será quadruplicada.

16) Verdadeiro. Energia cinética (velocidade do surfista) e energia potencial (variação de altura do surfista).

32) Verdadeiro. Pode-se sem problemas converter energia mecâ- nica das marés. Basta criar um sistema de barragens que arma- zena água na maré alta e a utiliza para movimentar turbinas, de forma similar a uma usina hidrelétrica. Nos casos da hidre- létrica, o potencial de geração de energia elétrica depende da altura do reservatório e da vazão de água. Nas usinas que apro- veitam as marés, o que mais importa é a amplitude entre as marés alta e baixa.

14.11. c

Mi Mf

ci pi cf pf

2 2

E E

E E E E

m v 6 v

200 2500 0 2700 v 30 m/ s

2 2

=

+ = +

⋅ ⋅

+ = + ⇒ = ⇒ =

14.12. e

Mi Mf

ci pi cf pf

02 cf

cf 02

E E

E E E E

1 m v 0 E m g h 2

E 1 m v m g h 2

=

+ = +

⋅ + = + ⋅ ⋅

= ⋅ − ⋅ ⋅

14.13. b

Enquanto a esfera é puxada para baixo, a força que a movimenta com velocidade constante (exercida, por exemplo, pela mão de uma pessoa) realiza trabalho motor (positivo), pois essa força e o deslocamento possuem ambos o mesmo sentido (para baixo). As- sim, pelo teorema da energia mecânica, tem-se:

F n cons

f i

F n cons

f f i i

Em Em

Ec Ep (Ec Ep ) 0 Ec Ep Ec Ep

τ = −

τ = + − +

< + − −

Como a velocidade é constante, Ec_f – Ec_i = 0. Assim:

Ep_f – Ep_i > 0 ⇒ Ep_f > Ep_i

Isso significa que aumenta a energia potencial total do sistema (soma das energias potencial gravitacional e potencial elástica).

14.14. c

F n cons

f i

F n cons

f f i i

FA N i

A o

Em Em

Ec Ep (Ec Ep ) 0 0 (0 m g h ) F s cos 180 m g h

N s m g h m g s m g h s h

0,5 s 12,8 s 25,6 m

τ = −

τ = + − +

τ + τ = + − + ⋅ ⋅

⋅∆ ⋅ = − ⋅ ⋅

µ⋅ ⋅∆ = ⋅ ⋅ ⇒ µ⋅ ⋅ ⋅∆ = ⋅ ⋅ ⇒ µ⋅∆ =

⋅∆ = ⇒ ∆ = 14.15. c

Como a massa de Y é maior que a massa de Z, se não houvesse atrito, o sistema começaria a acelerar de forma que Y desceria e Z subiria. No entanto, de acordo com o enunciado, o sistema

(4)

4 Extensivo Terceirão – Física 5A Extensivo Terceirão – Física 5A 5

mantém velocidade constante. Isso só pode estar ocorrendo pelo fato de haver atrito entre o corpo X e a superfície de apoio. Sendo assim, o sistema é dissipativo e, consequentemente, a energia me- cânica dele está diminuindo.

14.16. b

2 m

i h = 2 mv = 0

A

{

f x = x

{

v = 0

Mi Mf

ci

E E

E

=

pi cf

E E

+ = _pf

2

E m g h kx

150 x 0,6 10 2

2 x 0,

2

4 m +

⋅ ⋅ =

⋅ ⋅ = ⋅

= 14.17. c

( )

F n cons

f i

F n cons

f f i i

FA N

i A

Em Em

Ec Ep (Ec Ep ) 0 0 0 m g h F s cos 180 m g h

N s m g h m g s m g h s h

0,8 s 400 s 500 m

τ = −

τ = + − +

τ + τ = + − + ⋅ ⋅

⋅∆ ⋅ ° = − ⋅ ⋅

µ⋅ ⋅∆ = ⋅ ⋅ ⇒ µ⋅ ⋅ ⋅∆ = ⋅ ⋅ ⇒ µ⋅∆ =

⋅∆ = ⇒ ∆ = 14.18. e

T

P = 1 000 N

F n cons

f i

RAr T

f f i i

T f f i i

Em Em

Ec Ep (Ec Ep ) 2000 Ec Ep Ec Ep

τ = −

τ + τ = + − +

− + τ = + − − Como a velocidade é constante, E_cf – E_ci = 0. Assim:

T T T

2000 m g h 2000 100 10 10 12000 J

− + τ = ⋅ ⋅ ⇒ τ = + ⋅ ⋅ ⇒ τ =

14.19. 10 m/s

Inicial v = 0

{

h = 10 m

Final v = ?

{

h = 0

Como foram gerados 100 J de (calor), isso significa que 100 J de energia mecânica foram transformados em energia térmica. Assim, a energia mecânica final é 100 J menor que a energia mecânica inicial. Escrevendo isso matematicamente, tem-se:

Mf Mi

Cf Pf Ci Pi

2

E E 100

E E E E 100

m · v 0 m · g · h 100 2

2 · v 0 2 · 10 · 10 100 2

v 100 v 10 m/ s

= −

+ = + −

+ = −

= ⇒ = 14.20. 4 m/s

Mi Mf

ci

E E

E

=

pi cf pf

2 2

2

E E E

kx mv m · g · h

2 2

100 · 0,2 0,1· v

0,1· 10 · 1,2

2 2

2 0,05 v 1,2 v 4 m/ s

+ = +

= +

=

Aula 15

15.01. a

Como Dona Maria sobe a ladeira com velocidade constante, não há variação de energia cinética. Varia apenas sua energia potencial gravitacional. Assim:

m g h

P t

= ⋅ ⋅

∆

Ao fazer ziguezague e com menor velocidade, não se alteram a massa de Dona Maria, a aceleração da gravidade e a altura em que se situa a casa dela. O fator que se modifica é o intervalo de tempo que ela gasta para chegar à sua casa. Como esse tempo fica maior, a potência de Dona Maria fica menor (com isso, ela se esforça menos, exigindo menos de seu coração).

15.02. d

I. Verdadeiro. Durante a queda, o bloco diminui a altura em que está e aumenta sua velocidade escalar. Assim, sua energia potencial gravitacional se transforma em energia cinética, que é máxima quando o bloco está prestes a colidir com a estaca.

II. Falso. A energia do sistema não desaparece. Ela se transforma em outras modalidades, como energia térmica (bloco e estaca esquentam) e sonora (ouve-se um barulho na colisão).

III. Verdadeiro. A potência de uma máquina e o intervalo de tempo que ela gasta para realizar uma tarefa são grandezas inversamente proporcionais. Assim, a potência realmente será maior, se o tempo for menor.

(5)

4 Extensivo Terceirão – Física 5A Extensivo Terceirão – Física 5A 5

15.03. e

E 2160 10 43

P P 100 W

t 24 3600

∆ ⋅ ⋅

= ⇒ = =

∆ ⋅

15.04. e

Como pai e filho sobem a rampa com velocidade constante, não há variação de energia cinética. Variam apenas a energia potencial gravitacional deles. Assim:

m g h

P t

= ⋅ ⋅

∆

Como a aceleração da gravidade (g), a altura (h) e o intervalo de tempo (∆t) são fatores idênticos para ambos, a única diferença entre eles é a massa. Pela equação, nota-se que a potência desenvol- vida é diretamente proporcional à massa. Assim, o filho, que possui massa menor que o pai, desenvolve menor potência.

15.05. d

3

2

m g h Peso h 1 10 4

P P P

t t 8

P 500 W 5 10 W

⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

= ⇒ = ⇒ =

∆ ∆

= = ⋅

15.06. b

10000 1055 J 10550 10 J3 k J

P P P 2,93 P 2,93 kW

h 3600 s s

⋅ ⋅

= ⇒ = ⇒ = ⇒ =

15.07. c

a) Falso. Uma redução de 25 W de potência por lâmpada daria uma redução de 250 W no total das lâmpadas. Em termos de economia de energia por dia, teríamos:

En P t En 250 W 8 horas 2000 Wh En 2 kWh En P t En 1000 W 2 horas 2000 Wh En 2 kWh En P t En 2000 W 2 horas 4000 Wh En 4 kWh En P t En 3000 W 1hora 3000 Wh En 3 kWh En P' t' P" t"

En 250 W 8 horas 800 W 2 horas 3200 Wh

= ⋅ ∆ ⇒ = ⋅ = ⇒ =

= ⋅ ∆ + ⋅∆ ⇒

= ⋅ + ⋅ =

En 3,2 kWh

⇒

=

b) Falso. Isso representaria uma redução de 100 W vezes as 10 lâm- padas, ou seja, 1000 W de economia durante 2 horas por dia.En P t En 250 W 8 horas 2000 Wh En 2 kWh

En P t En 1000 W 2 horas 2000 Wh En 2 kWh En P t En 2000 W 2 horas 4000 Wh En 4 kWh En P t En 3000 W 1hora 3000 Wh En 3 kWh En P' t' P" t"

= ⋅ ∆ ⇒ = ⋅ = ⇒ =

= ⋅ ∆ + ⋅∆ ⇒

= ⋅ + ⋅ =

En 3,2 kWh

⇒

=

c) Verdadeiro. Nesse caso teríamos a redução do consumo de 2000 W por um período de 2 horas por dia:

= ⋅ ∆ ⇒ = ⋅ = ⇒ =

= ⋅ ∆ + ⋅∆ ⇒

= ⋅ + ⋅ =

En 3,2 kWh

⇒

=

d) Falso. Agora temos 1000 W de lâmpadas mais 2000 W do condi- cionador de ar, o que dá 3000 W pelo período de 1 hora diária.

= ⋅ ∆ ⇒ = ⋅ = ⇒ =

= ⋅ ∆ + ⋅∆ ⇒

= ⋅ + ⋅ =

En 3,2 kWh

⇒

=

e) Falso. Agora teremos uma redução de 200 W (2 lâmpadas) pelo período de 8 horas somada à redução de 800 W (8 lâmpadas) por 2 horas diárias:

= ⋅ ∆ ⇒ = ⋅ = ⇒ =

= ⋅ ∆ + ⋅∆ ⇒

= ⋅ + ⋅ =

En 3,2 kWh

⇒

= 15.08. a

F F s cos 100 10 cos 0

P P 100 W

t t 10

τ ⋅∆ ⋅ α ⋅ ⋅

= = ⇒ = =

∆ ∆

15.09. b

2 v 2 2

m v m o 1000 20 0

2 2 2

P P P 100 kW

t 2

⋅ − ⋅ ⋅ −

= ⇒ = ⇒ =

∆

15.10. d

Supondo que a velocidade do fardo é constante, não há variação de energia cinética. Varia apenas a energia potencial gravitacional dele. Assim:

m g h Peso h 1865 30

P P 746

t t t

t 75 s

⋅ ⋅ ⋅ ⋅

= ⇒ = ⇒ =

∆ ∆ ∆

∆ = 15.11. d

Δt = 2 horas = 2.3600 s Cálculo da potência total:

8 5

E 7,2 10

P P P 10 W

t 2 3600

∆ ⋅

= ⇒ = ⇒ =

∆ ⋅

Cálculo da potência útil:

P_u = 40%

.

₁₀⁵_{= 40 kW}

15.12. b

F F s cos 60 8 cos 60°

P P 20 W

t t 12

τ ⋅∆ ⋅ α ⋅ ⋅

= = ⇒ = =

∆ ∆

15.13. c

m

2 2 2

o

m m m

P E t

m v –m v 500 40 –0

2 2 2

P P P 40 kW

t 10

=∆

∆

⋅ ⋅ ⋅

= ⇒ = ⇒ =

∆ 15.14. a

v_o = 36 km/h = 10 m/s v = 108 km/h = 30 m/s

m

2 2 2 2

o

m m

m

P E t

m v –m v 1000 30 –1000 10

2 2 2 2

P P

t 10

P 40 kW

=∆

∆

⋅ ⋅ ⋅ ⋅

= ⇒ =

∆

= 15.15. b

E m g h

P t t

120 10 6

P 20

P 360 W

∆ ⋅ ⋅

= =

∆ ∆

= ⋅ ⋅

= 15.16. c

Como o elevador sobe com velocidade constante, não há variação de energia cinética. Varia, apenas, sua energia potencial gravitacional. Assim:

( )

m 10 60 10 20 2,5 m g h

P 80000

t 25

8000 m 600 2 m 3400 kg + ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

= ⋅ ⋅ ⇒ =

∆

= + ⋅ ⇒ =

15.17. e

2 2

2

P E t

m v m g h 2 4 2 10 10

2 2

P P

t 1

P 216 W 2,16 10 W

=∆

∆

⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅

= ⇒ =

∆

= = ⋅

Como os grãos são elevados (ganham altura) e são lançados (ganham velocidade), simultaneamente eles ganham energia potencial e cinética. Assim:

(6)

6 Extensivo Terceirão – Física 5A Extensivo Terceirão – <disciplina> <numdisciplina> PB

2 2

2

P E t

m v m g h 2 4 2 10 10

2 2

P P

t 1

P 216 W 2,16 10 W

=∆

∆

⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅

= ⇒ =

∆

= = ⋅

15.18. a

Verão Inverno

P 2,7 kW P 4,8 kW

1 1

t h t h

3 3

En P t En P t

1 1

En 2,7 En 4,8

3 3

En 0,9 kWh En 1,6 kWh 1kW h R$ 0,20 1kWh R$ 0,20 0,9 kWh x 1,6 kWh x x R$ 0,18 x R$ 0,32 Economia de R$ 0,14

= =

∆ = ∆ =

= ⋅ ∆ = ⋅ ∆

= ⋅ = ⋅

= =

⋅ ⇒ ⇒

⇒ ⇒

= =

P 2,7 kW P 4,8 kW

1 1

t h t h

3 3

En P t En P t

1 1

En 2,7 En 4,8

3 3

En 0,9 kWh En 1,6 kWh 1kW h R$ 0,20 1kWh R$ 0,20 0,9 kWh x 1,6 kWh x x R$ 0,18 x R$ 0,32 Economia de R$ 0,14

= =

∆ = ∆ =

= ⋅ ∆ = ⋅ ∆

= ⋅ = ⋅

= =

⋅ ⇒ ⇒

⇒ ⇒

= =

15.19. a)

= −

= ⋅ =

mv mv

J

2 020

2

2 2

1500 30

2 675000

b) P t P

P W

CV W

x W

P CV

=

⇒

=

∆ 675000

10 67500

1 750

67500 90 15.20. _avião

roda

P 0,30 MW 300000 W P 2 hp 2.750 W 1500 W 1500 W 1roda

300000 W x

300000

1500 x 300000 1 x x 200 rodas 1500

= =

 = = =



 ⇒

 ⇒



⋅ = ⋅ ⇒ = ⇒ =

Assim, por regra de 3, teremos:

avião roda

P 0,30 MW 300000 W P 2 hp 2.750 W 1500 W 1500 W 1roda

300000 W x

300000

1500 x 300000 1 x x 200 rodas 1500

= =

 = = =



 ⇒

 ⇒



⋅ = ⋅ ⇒ = ⇒ =

avião roda

P 0,30 MW 300000 W P 2 hp 2.750 W 1500 W 1500 W 1roda

300000 W x

300000

1500 x 300000 1 x x 200 rodas 1500

= =

 = = =



 ⇒

 ⇒



⋅ = ⋅ ⇒ = ⇒ =

(7)

PB Extensivo Terceirão – <disciplina> <numdisciplina> Extensivo Terceirão – Física 5B 1

Aula 13

13.09. a

Na figura temos as forças que atuam no homem.

a = 2 m/s²

P N

Como força resultante e aceleração sempre possuem a mesma di- reção e sentido, teremos:

F_R = P – N

Aplicando a 2^a. Lei de Newton, teremos:

F_R = m . a P – N = m . a 700 – N = 70 . 2 N = 560 N 13.10. a

Balança mede a força de compressão, portanto a normal.

13.11. e

Como os objetos cairão em queda livre, ambos terão a mesma ace- leração e a tração entre eles será nula.

13.12. c A força T

no cabo do elevador é igual, em módulo, ao peso do elevador pois, como o movimento é retilíneo e uniforme (MRU), trata- -se de uma situação de equilíbrio (1.^a Lei de Newton) e, portanto, a resultante das forças é nula.

13.13. d

Pela 2^o. Lei de Newton, temos:

F_R = m . a N – P = m . a N – 800 = 80 . 2 N = 960 N 13.14. d

Elevador subindo retardado:

F_R = m . a P – N = m . a 2 mg – N = 2m . a N = 2m (g – a) 13.15. d

F_R = m . a P – N = m . a mg – N = m .1

5 mg N = 4

5 mg Assim a razão será:

N P

m g

= m g

⋅ ⋅

⋅ = 4

5 4

5

↑^v^ ↑^FR^ ↑^a^

↑^v^ ↓_FR^ ↓_a^

↓ ↓^_v _FR^ ↓^_a 13.01. a) P

b) 2P c) 0 13.02. a) A ⇒ F

b) B ⇒ F c) C ⇒ F; D ⇒ F d) E ⇒ F e) F ⇒ F

2; G ⇒ F 2 13.03. a) P

b) 2P c) 2P d) 4

3P e) 4

3P f) 2

3 P

g) P h) 4 3P i) 2

3P j) P k) 2P l) 2P 13.04.

Movimento Vetor

velocidade Força

resultante Aceleração Qual força é maior?

Subindo

acelerado ↑ ↑ ↑ N

Subindo

retardado ↑ ↓ ↓ P

Descendo

acelerado ↓ ↓ ↓ P

Descendo

retardado ↓ ↑ ↑ N

Subindo

em MRU ↑ 0 0 P = N

Descendo

em MRU ↓ 0 0 P = N

Queda livre ↓ ↓P ↓g P > N = 0

13.05. a 13.06. e

Pela 2^o. Lei de Newton, temos: ↑v ↑F_R ↑a

F_R= ⋅ → − =m a T P ma→ −T 15000 1500 3= × → =T 19500 .N 13.07. b

Pela 2^o. Lei de Newton, temos:

F_R = m . a T – P = m . a

T – (m + M)g = (m + M) . a T = (m + M) . (g + a) 13.08. d

I. Falsa. Nas situações I e III a força F

que o soalho do elevador exerce nos pés do homem é igual, em módulo, ao peso P veto- rial do homem, pois ambas tratam de uma situação de equilíbrio (1^a. Lei de Newton). Porém, na situação II, como o movimento é acelerado, a resultante é diferente de zero e, por isso, a força F possui módulo diferente de P

. II. Verdadeira. (vide explicação anterior) III. Verdadeira.

↓^_v ↑^FR^ ↑^^a

Resoluções 5B

Física

(8)

2 Extensivo Terceirão – Física 5B Extensivo Terceirão – Física 5B 3

Aula 14

14.05. a) 2 × 10^–1 m b) 2 × 10^–2 m² c) 2 × 10^–3 m³ d) 4 × 10² cm e) 5 × 10⁴ cm² f) 6 × 10⁷ cm³ g) 2 × 10³ L

h) 2 × 10³ cm³ i) 5 × 10^–3 L j) 3 × 10³ kg/m³ k) 4,5 × 10⁴ kg/m³ l) 5 g/cm³ m) 3 kg/L n) 10⁵ N/m² 14.06. e

A grandeza pressão e a área onde a força é aplicada são inversamente proporcionais e, por isso, quanto maior é a área, menor é a pressão.

14.07. c

Pelo aumento no volume da água no recipiente, conclui-se que o volume da pepita é 8 cm³.

Calculando a densidade:

d m

V d g cm

= =158⇒ =

8 19 / ³

14.01. a) 5 N/m² b) 4 g/cm³ c) 8,4 d) 8,9 e) 200 N/m³ 14.02. a) densidade absoluta

b) densidade relativa c) pressão d) peso específico e) densidade de um corpo 14.03. a) 11,3 g/cm³

b) 11,3 g/cm³ c) 0,24 g/cm³ 14.04. a) V

b) V c) F d) F e) F

f) F g) F h) V i) V j) F

k) F l) V m) V n) F o) V 13.16. a

F_R = m . a P – 4f = m . a

6000 – (4 . 1350) = 600 . a a = 1,0 m/s²

13.17. c F_R = m . a T₂ – P_Q = m_Q. a T₂ – 10 = 1 . 1 T₂ = 11 N 13.18. c

Elevador subindo:

F_R = m . a N – P = m . a N – mg = ma N = m(g + a) Elevador descendo:

F_R = m . a mg – N = m . a N = m(g – a) Queda livre: N = 0 13.19. 120 m

Na primeira parte do deslocamento temos um movimento acelerado. Aplicando a 2.^a Lei de Newton, teremos:

T – mg = m . a

16250 – 13000 = 1300 . a a = 2,5 m/s²

Nesse trecho, o elevador atingirá uma velocidade que pode ser assim determinada:

v = v₀ + a . t

v = 0 + 2,5 . (8) = 20 m/s

Nesse mesmo trecho, a distância percorrida será:

S = S₀+ v₀. t + a . t²/2 S = 2,5 . (8)²/2 = 80 m

A seguir o elevador passa a descrever um movimento retardado, até parar e, por Torricelli, podemos calcular o deslocamento percor- rido enquanto desacelera:

↓ ↓^_v ^ ↓^

FR a

↑^v^ ↑^FR^ ↑^a^

↓ ↓^_v _FR^ ↓^_a

↑^v^ ↑^FR^ ↑^a^

v² = v₀² + 2 . a . ∆S 0 = (20)² + 2 . (–5) . ∆S 0 = 400 – 10 . ∆S

∆S = 40 m

Assim, considerando os dois trechos (acelerado e retardado), teremos:

∆S = 80 + 40 = 120 m

13.20. a) A pantera e o elevador estão em queda livre e, portanto, ela está numa condição de imponderabilidade. Assim ela não exerce compressão sobre o chão, o que a impossibilita de se deslocar para fora do elevador.

b) Observe a figura a seguir:

P_p T_p

T_E

N_p

N_E P_E

Pantera Elevador

c) Como a pantera e o elevador se movem com velocidade constante, a força resultante sobre ambos é nula. Assim, pode-se escrever:

• Pantera: N_P + T_P = Mg

• elevador: T_E = N_E + mg

da da ação e reação, N_P = N_E = N e T_P = T_E= T. Tem-se então:

N + T = Mg ( I ) T = N + mg ( II )

Resolvendo o sistema das equações. ( I ) e ( II ), obtém-se:

T=(M m+ )⋅g 2

13.21. Como o dinamômetro registra um valor menor que o peso, há duas possibilidades: ou o elevador sobe em movimento retardado ou desce em movimento acelerado.

(9)

2 Extensivo Terceirão – Física 5B Extensivo Terceirão – Física 5B 3

14.08. b

Na primeira figura observa-se que o recipiente possui massa de 40 g. Na segunda figura, observa-se que a metade do volume do béquer foi preenchida (100 cm³) e que, do lado direito, foram acres- centados 150 g de massa. Assim:

d m

V g cm

= =150= 100 15, / ² 14.09. d

Como pressão e área são grandezas inversamente proporcionais, conclui-se que, quanto menor a área de contato, maior será a pressão. A esfera é o objeto que possui a menor área de contato.

14.10. a

Dentre os materiais apresentados, o chumbo é o que possui a maior densidade e, por isso, para um mesmo volume, é o que possui a maior massa. Assim, trata-se do material de número 1.

14.11. a

µ= ⇒ =µ

= =

m

V V m

V 80000 cm

0 8 100000 ³ ,

Como 1 L = 1000 cm³, teremos que V = 100 L (100 recipientes) 14.12. 34 (2, 32)

01) Falsa pois a força é a mesma.

02) Verdadeira pois, como a força é a mesma mas a área em A é menor, a pressão é maior.

04) Falsa (veja item anterior) 08) Falsa.

16) Falsa. Depende também da área.

32) Verdadeira (veja item 01).

14.13. d p m g

A m p A

g m kg

= ⋅ ⇒ = ⋅ =2 10 10 0 02× ⋅ ⋅ ⇒ = ×

10 4 10

6 , 4

14.14. c p F

=A p=

× ⁻ 10 100 1 10

6

π( 2 2) p=10⁸Pa

π 14.15. d

A densidade do material pode ser calculada da seguinte maneira:

µ µ

=

= m

V L1 I

3 ( )

O segundo cubo terá lado igual a 2 L, mas como o material é o mesmo, a densidade será a mesma. Assim:

µ µ

=

= =

m V m L

m L II

( ) ( )

2 ³ 8³ Igualando I e II, teremos:

1

3 83

L m

= L m = 8 kg

14.16. d Como µ

µ

=

= m V L1 I

3 ( )

, então m = µ . V e, portanto, a força peso, que aqui denominaremos de F_P para não confundir com P de pressão, será F_P = µ . V . g. Assim, a pressão exercida pelo cubo 1, cuja aresta é a, poderá ser determinada por:

p F A

p Vg

a a g

a ag

=

= = =

1 2

3 2

µ µ µ

A pressão exercida pelo cubo 2, cuja aresta é ³2 a, poderá ser determinada por:

p F A

p Vg

a

a g

a a g

=

= = =

2 3 2

3 3

3 2 3

2

2 2

µ µ

( ) µ

( )

( ) ( )

Dessa forma, a relação entre as pressões será:

p p

a g ag

2 1

32 32

=µ =

µ ( )

14.17. e

Como a densidade da água é igual a 1 g/cm³ = 1 . 10³ kg/m³, é possível calcular a massa referente ao volume de

0,6 mm³ (0,6 . 10^–9 m³). Assim:

µ =

⋅ =

⋅ ⁻ m

V 1 10 m

0 6 10

3

, 9

m = 6 . 10^–7 kg = 6 . 10^–4 g Se:

6,0 x 10²³ ________ 18 g x ________ 6 . 10^–4 g x = 2 x 10^–19 ordem de grandeza = 10^–19 14.18. a

d m m

V V d V d V

V V

V V V V

V

M= +

+

= +

+

+ = +

1 2

1 1 2 2

1 2

1 2 1 2

0 9

0 9 0 9 0 7 13 0 9

,

, , , ,

, ₁₁ ₁ ₂ ₂

1 2

2 2

2 3

1 3

0 7 13 0 7 2

3

2 3

1 2

+ = −

= + =

+ =

=

, V , V , V

V V

V V V V

V m

14.19. a) O avião decola no instante em que a força de sustentação se iguala ao peso (3000 N). Portanto em t = 10 s.

b) Em t = 20 s a força de sustentação é igual a 3000 N. Assim:

p F A p

p N m

=

∆

∆ 3000

50 60 / ²

(10)

4 Extensivo Terceirão – Física 5B Extensivo Terceirão – Física 5B 5

Aula 15

15.12. c

Aplicando a Lei de Pascal, teremos:

F A

P A

mot inj

total elevador

= F

A A

mot=1100 4 F_mot = 275 N 15.13. e

Usando a Lei de Stevin, teremos:

p_h = µ . g . h

p_h = 10³. 10 . 0,2 . 4 = 8000 Pa 15.14. a

Pela Lei de Pascal, teremos:

F A

F A F

R F

R F F

1 1

2 2

12 2

2

1 2

2 1 4

=

= π π( )

15.15. a

O volume dos cilindros é calculado por: V = A . h Assim:

V₂ = 4 V₁ A₂. h₂ = 4 . A₁. h₁ A₂. h = 4 . A₁. 3h A₂ = 12 A₁

Pela Lei de Pascal, teremos:

↑v ↑FR ↑a

15.16. c

Calculando o diâmetro:

F A

F A F d

F d

d

1 1

2 2 1

12 2

22

2 2 22

100 5 10

10000

=

⋅ ₋ =

π π

π( ) π

d₂ = 0,5 m 15.01. mesma

15.02. força; área

15.03. diretamente proporcionais; inversamente proporcionais 15.04. trabalho; ₁ = ₂; conservação da energia; maior; menor 15.05. diretamente proporcionais

15.06. a

A Lei de Pascal afirma que acréscimos de pressão em qualquer ponto de um fluido em equilíbrio é são transmitidos integralmente para todos os demais pontos desse fluido.

15.07. a

A Lei de Pascal afirma que acréscimos de pressão em qualquer ponto de um fluido em equilíbrio é são transmitidos integralmente para todos os demais pontos desse fluido.

15.08. b

p_h = µ . g . h p_h = 10³. 10 . 10 p_h = 10⁵ Pa 15.09. c

F A

1 1

2 2

= F x

x 4 10

2 10

4 0 16

4

− = , F = 50 N 15.10. b

Por ser menos denso que a água, o líquido que está em cima é do óleo e o que está em baixo é a água. Pelo fato de o objeto estar a 10 cm do fundo do recipiente, há 4 cm de água sobre ele, além de 6 cm óleo.

14 cm 20 cm

Assim, pela Lei de Stevin, a pressão hidrostática suportada pelo objeto é:

p = p_ag + p_ol ⇒ µ_aggh_ag + µ_olgh_ol= 10³×10×4×10^–2 + 0,9×10³×10×6×10^–2 ⇒ p = 940 N/m² ⇒ p = 9,4×10² N/m².

15.11. d

A Lei de Stevin afirma que a pressão hidrostática de uma coluna líquida depende da densidade do liquido (µ), da intensidade da aceleração gravitacional local (g) e da profundidade (h). Assim:

p_h = µ . g . h

14.20. a) Como a pressão interna é maior que a externa, a força provoca- da por esta diferença de pressão tem direção perpendicular à janela e sentido de dentro para fora.

b) p F A

F F

F N

=

⋅ − ⋅ =

×

= ⋅ ⋅ ⋅

= ×

−

1 10 1 410

0 3 0 2 0 75 10 6 10 4 50 10

5 5

5 2

3

, , ,

,

(11)

4 Extensivo Terceirão – Física 5B Extensivo Terceirão – Física 5B 5

Calculando a pressão:

p F A p

=

= ⋅ ⁻

100 2 5 10 ^{2 2} π( , )

p = 5,09 × 10⁴ Pa = 50,9 kPa 15.17. b

1 2

tampa êmbolo tampa êmbolo tampa 6

êmbolo 2

tampa 6 2

êmbolo 3 2

F F

A A

F F

A A

F 9 10

F R

F 9 10 4 10

F (15x10 )

−

− −

−

=

= π π

= π = ⋅

π 15.18. b

Por se tratar de uma prensa hidráulica, a lei que explica seu funcio- namento é a Lei de Pascal e, como a área S₂ é 4 vezes maior que S₁, certamente a força do lado 2 também será 4 vezes maior. Além dis- so, como são aplicadas forças, inevitável se fazer presente a Lei da Ação e Reação. Por fim, o trabalho de um lado e outro é o mesmo, fato garantido pela Lei da Conservação da Energia.

15.19. a) ¹ ²

1 2

1 1

2 2

1 2

22 12

2 1

F F

A A

F 100F

R R

R 100 R R 10 R

=

π =π

=

b) ¹ ¹ ²

2 2 1

1 2

2 1

1 2

1 1

2 1

F A d

F d

100F d

d 1

d 100

= =

=

O resultado acima significa que o êmbolo maior sofre deslocamen- to 100 vezes menor.

15.20. F A

F A F

A A

F N

1 1

2 2

400 8 50

=

(12)

Resoluções

Extensivo Terceirão – Física 5C 1

5C Física

13.01. a 13.02. e 13.03. c 13.04. a 13.05. a

Efeito Joule gera calor e não absorve.

13.06. c

E R i

∑ ∑

⁼ ^⋅

18 6

= ⋅ i2

i = 6 A → Em R₁ → i₁ = 3 A 13.07. a

E R i

∑ ∑

⁼ ^⋅

100 8 4

= + 2

 

⋅ i i = 10 A

No amperímetro: i = 10 2 = 5 A No voltímetro: U = R ∙ i → U = 8 ∙ 10 U = 80 V

13.08. a

E R i

∑ ∑

⁼ ^⋅

21 2 3 6 3

= + +6 3⋅ +



 

 ⋅ i i = 3 A

Voltímetro → U = RP ∙ i U= ⋅

+



 

 ⋅ 6 3 6 3 3 U = 6 V 13.09. a

E R i

∑ ∑

⁼ ^⋅

80 – 54 = (4 + 9) ∙ i → i = 2 A 13.10. a

E R i

∑ ∑

⁼ ^⋅

12 2 6 3

= +6 3⋅ +



 

 ⋅ i i = 3 A → A₁ U_p = R_p ∙ i U_p = 2 ∙ 3 U_p = 6 V U_p = R ∙ i₂ 6 = 6 ∙ i₂ i₂ = 1A→ A₂ i₁ = i₂ + i₃ 3 = 1 + i₃ i₃ = 2 A → A₃ 13.11. b

E R i

∑ ∑

⁼ ^⋅

15 6 6 12 , = +6 12⋅

+



 

 ⋅ i → i = 0,15 A

U R i U

U V

p p p

p

= ⋅ → = ⋅

+



 

 ⋅

=

6 12

6 12 0 15 0 6

, ,

Amperímetro: U = R ∙ i 0,6 = (3 + 3) ∙ i i = 0,1 A

Voltímetro: U = R ∙ i U = 6 ∙ 0,15 U = 0,9 V 13.12. d

E R i

∑ ∑

⁼ ^⋅

36 24 3 5 15 3 6 3

− = + + +6 3⋅ +



 

 ⋅

, , i

i = 1,2 A U_p = R_p ∙ i

U_p= ⋅ +



 

 ⋅ 6 3 6 3 12, U_p = 2,4 V

Amperímetro: U = R ∙ i 2,4 = 3 ∙ i

i = 0,8 A

Voltímetro: U = R ∙ i U = 3 ∙ 1,2 U = 3,6 V 13.13. b

U₁ = U₂ R₁ ∙ i₁ = R₂ ∙ i₂ 40 ∙ 0,6 = 60 ∙ i₂ i₂ = 0,4 A i = i₁ + i₂ i = 0,6 + 0,4 i = 1 A

E R i

∑ ∑

⁼ ^⋅

E= ⋅ i

+ +



 

 ⋅ 40 60 40 60 12 E = 36 V 13.14. a

U₁ = U₂ R₁ ∙ i₁ = R₂ ∙ i₂ 3 ∙ 2 = 6 ∙ i₂ i₂ = 1 A

i = i₁ + i₂ = 2 + 1 = 3 A I.

∑ ∑

E⁼ R i^⋅ E= + ⋅

+



 

 ⋅ 2 6 3

6 3 3 E = 12 V → Verdadeira II. U = R ∙ i

U = 2 ∙ 3 U = 6 V → Falsa III. P = Ri² P = 6 ∙ i²

P = 6 W → Verdadeira

13.15. d

Chave Aberta E R i

∑ ∑

⁼ ^⋅

E = 2R ∙ i i E

= R

Chave Fechada 2 E R i

∑ ∑

⁼ ^⋅

E R R R R i

= ⋅ + ⋅ 2

2 ’

i E R i i

’=3 → =’

2 3

13.16. d

Aberta → i = 0 A E = 30 V Fechada → i = 2 A

E R i

∑ ∑

⁼ ^⋅

30 – 12 = (2 + 4 + r₁) ∙ 2 r₁ = 3 Ω

13.17. d

Aberta → (U = 50 V) U = Ri

50 = 100 ∙ i i = 0,5 A

E R i

∑ ∑

⁼ ^⋅

E = (100 + 100) ∙ 0,5 E = 100 V Fechada

E R i

∑ ∑

⁼ ^⋅

100 = 100 ∙ i i = 1 A 13.18. c

Aberta → E = 1,5 V Fechada

E R i

∑ ∑

⁼ ^⋅

1,5 = 100 ∙ i

i = 0,015 A → i = 15 mA

13.19. No segundo caso, os pássaros não têm contato com a terra e tocam apenas um fio, em dois pontos muito próximos. A diferença de potencial entre esses pontos é muito pequena, devido à resistên- cia desprezível do trecho entre os pontos. Assim, a corrente que atravessa o corpo do pássaro (que possui resistência bem maior que o trecho do fio conside- rado) é imperceptível.

13.20. a) U = E − r ∙ i U = 12 – 0,5 ∙ 4 U = 10 V b) U = Ri 10 = R ∙ 2 R = 5 Ω

Aula 13

(13)

14.01. b 14.02. a 14.03. d 14.04. b 14.05. c 14.06. a

Após atrito os corpos adquirem cargas de sinais contrários e de mesmo módulo.

14.07. e

Q_inicial= Q_final

Q_píon = Q_múon + Q_neutrino +e = +e + Q_neutrino Q_neutrino = 0 14.08. e 14.09. b

Após atrito, a barra e o pano ficam com sinais contrários.

Após contato, vidro e esfera A ficam com mesmo sinal, assim como pano e esfera B ficam com mesmo sinal. Sendo assim, o pano de lã atrairá a esfera A .

14.10. a

X +

+ +

+ Y

–

– – – Atrito

X +

+ Contato

Z +

+

14.11. c 14.12. b 14.13. c

Q_T = +6 C – 4 C → Q_T = +2 C Após contato

A

Q_A = 1 C Q_B = 1 C

+ + +

+ B

+ + + +

14.14. c

1 Q_T = Q

2 Q_T = Q2

1 2

Q₂ = Q4 Q_T = Q2 Q = Q2 Q = Q4

1.^o contato 2.^o contato

14.15. 22 (02, 04, 16) 01) Falsa 02) Verdadeira 04) Verdadeira 08) Falsa 16) Verdadeira

1.^o contato A Q_T = Q + Q = Q

A Q2

D D

B D B D

Q2

Q_T = Q + = Q

Q 4 Q 4

2 Q

2

C D C D

Q_T = Q + = Q

Q 8 Q 8

4 Q

4 2.^o contato

3.^o contato

14.16. d

1.^o contato A

Q_T = 0 + 1,2 μC = 1,2 μC

A

B B

2.^o contato

+0,6 μC +0,6 μC

A

Q_T = 0,6 μ + 1,8 μ = 2,4 μC A

C C

1,2 μC 1,2 μC

14.17. b

1.^o contato m₁

Q_T = Q + Q = Q Q

2 m₂

Q2

Q_T = Q + = Q 2 3Q

2 2.^o contato

m₁ m₂

m₃ m₂ m₃ m₂

3Q4 3Q

4

14.18. a

A

Q_T = 6 μC – 10 μC = –4 μC A

B B

–2 μC –2 μC

Q_transf. = n ∙ e 8 ∙ 10^–6 = n ∙ 1,6 ∙ 10^–19 n = 5 ∙ 10¹³

14.19.

A Q_T = Q₁ + Q₂

B

A B

Q₁ + Q₂

2 Q₁ + Q₂ 2

As esferas são idênticas, e após o contato as cargas são iguais. Pelo princípio de conservação das cargas, a soma das cargas antes e após o contato se conserva.

14.20. a) Q₁ e Q₂ devem ter sinais opostos.

b) Como Q₁ é repelida por uma carga Q₃ positiva, concluímos que Q₁ tem carga positiva. Como Q₁ e Q₂ têm sinais opostos, então Q₂ tem carga negativa.

Aula 14

2 Extensivo Terceirão – Física 5C

(14)

Aula 15

Extensivo Terceirão – Física 5C 3

15.01. e 15.02. a 15.03. a 15.04. b 15.05. e 15.06. e 15.07. b 15.08. b 15.09. d 15.10. c 15.11. c 15.12. b 15.13. a

++ +

++ Luz violeta

15.14. a 15.15. a

Início

A B C

– ++ –

++ – –

–

Fio retirado

A B C

– ++

++ – –

–

A levado longe e depois B e C afastadas

A B C

– +

– – +

– +

+

15.16. d

R I.

S

+ + R

– –

+ +

–

⁺₊ ^–_–

– –

+ +

R S

+ + –

– + + II.

III.

–

15.17. a 15.18. a

15.19. I. Errada – É impossível A , B e C estarem carregadas e ocorrer atração nas três figuras.

II. Errada – Cargas de mesmo sinal não se atraem.

III. Verdadeira – Duas esferas estão carregadas e outra está neutra.

15.20. a) a função do fio terra é descarregar eletricamente os equipa- mentos que podem ficar eletrizados por causa do contato com outros equipamentos, do uso inadequado e/ou instalações elétricas inadequadas.

b) o fio terra pode ser usado para carregar um corpo eletrostatica- mente após um processo de eletrização por indução, no qual o contato desse fio com o solo pode neutralizar parte das cargas presentes no equipamento. Para verificar se um corpo está ele- trizado, utiliza-se um eletroscópio.