O aluno deverá refazer os exercícios dados em sala e realizar a lista de exercícios. Deverá,
também, refazer as provas aplicadas como forma de rever o conteúdo de maneira prática e
assistir as vídeoaulas dos assuntos indicados.
O conteúdo descrito abaixo será avaliado por meio de:
1 prova com 20 questões (valor:10,0)
Matéria a ser estudada (conteúdo):
VOLUME CAPÍTULO ASSUNTO
4 14 Equilíbrio de um corpo extenso
5 15 Hidrostática I – Pressão; Densidade e massa específica; Pressão
hidrostática e Teorema de Stevin; Pressão atmosférica
5 16 Hidrostática II – Princípio de Pascal; Teorema de Arquimedes – Empuxo (𝑬⃗⃗ )
5 17 Introdução à Termologia – Termometria
6 20 Calorimetria
LISTA DE EXERCÍCIOS PARA ESTUDAR
1- Uma barra de peso desprezível está em equilíbrio na posição horizontal, conforme o esquema a seguir.
Dado: g = 10 m/s2.
a) Determine, em cm, a distância “x”.
b) Determine, em newtons, a intensidade da força normal de reação do apoio?
2- Pedrinho e Carlinhos são garotos de massas iguais a 48 kg cada um e estão sentados, em repouso, sobre uma gangorra constituída de uma tábua homogênea articulada em seu ponto médio, no ponto O. Próxima a Carlinhos, há uma pedra de massa M que mantém a gangorra em equilíbrio na horizontal, como representado na figura 1. Adotando g = 10 m/s2, calcule o valor da massa M.
3- Em um experimento, um professor levou para a sala de aula um saco de arroz, um pedaço de madeira triangular e uma barra de ferro cilíndrica e homogênea. Ele propôs que fizessem a medição da massa da barra utilizando esses objetos. Para isso, os alunos fizeram marcações na barra, dividindo-a em oito partes iguais, e em seguida apoiaram-na sobre a base triangular, com o saco de arroz de massa 5,0kg pendurado em uma de suas extremidades, até atingir a situação de equilíbrio. Adote g = 10 m/s2.
Nessa situação, qual foi o valor obtido pelos alunos para a massa da barra?
4- Aproximadamente 50% do peso corporal é sustentado pela quinta vértebra lombar. Qual a pressão exercida, em N/m², sobre a área de 20 centímetros quadrados dessa vértebra, em um homem ereto de 800N de peso? 5- Um elevador hidráulico de um posto de gasolina é acionado por um pequeno êmbolo de área igual a 4.10-4 m2. O automóvel a ser elevado tem peso de 2.104 N e está sobre o êmbolo maior de área 0,16 m2.
a) Qual a intensidade da pressão, em N/m², que o carro exerce sobre o êmbolo em que está apoiado?
b) Qual a intensidade mínima da força, em newtons (N) que deve ser aplicada ao êmbolo menor para conseguir elevar o automóvel?
6- A figura abaixo mostra, de forma simplificada, o sistema de freios a disco de um automóvel. Ao se pressionar o pedal do freio, este empurra o êmbolo de um primeiro pistão que, por sua vez, através do óleo do circuito hidráulico, empurra um segundo pistão. O segundo pistão pressiona uma pastilha de freio contra um disco metálico preso à roda, fazendo com que ela diminua sua velocidade angular.
Considerando o diâmetro d2 do segundo pistão duas vezes maior que o diâmetro d1 do primeiro, qual a razão entre a força aplicada ao pedal de freio pelo pé do motorista e a força aplicada à pastilha de freio?
9- O esquema apresentado representa um vaso comunicante, e mostra dois líquidos imiscíveis, cujas densidades são iguais a 0,8 g/cm3 e 1,2 g/cm3. A altura h1 vale 15 cm.
a) Qual o líquido menos denso? Justifique. b) Determine, em cm, a altura h2.
10- Para medir a pressão P exercida por um gás, contido num recipiente, utilizou-se um manômetro de mercúrio, obtendo-se os valores indicados na figura a seguir.
A pressão atmosférica local medida por um barômetro indicava 750 mmHg. Determine o valor de P em mmHg. 11- Uma pedra cujo peso vale 500 N é mergulhada e mantida submersa dentro d’água em equilíbrio por meio de um fio inextensível e de massa desprezível. Este fio está preso a uma barra fixa como mostra a figura. Sabe-se que a tensão no fio vale 300 N.
a) Represente as forças que atuam sobre a esfera. b) Determine o volume do corpo em m3.
12- A mina naval, ou mina submarina, é um artefato explosivo, em geral, estacionário, que é ativado ao toque de uma pessoa, veículo ou embarcação. Geralmente, em forma esférica ou ovalada, as minas contêm ar suficiente em seu interior para flutuar. Um cabo ancorado no leito do mar mantém a mina submersa até a profundidade desejada. Considere uma mina submarina esférica de volume 4m3 e massa 300kg. A mina fica ancorada verticalmente por meio de um cabo de massa desprezível. Determine a intensidade da força de tração aplicada pelo cabo à mina. Considere g = 10m/s2 e a densidade absoluta da água como 1.000kg/m3.
13- Vários turistas frequentemente têm tido a oportunidade de viajar para países que utilizam a escala Fahrenheit como referência para medidas da temperatura. Em um desses países, um turista observou que um termômetro assinalava temperatura de 77ºF.
a) Qual o valor da temperatura observada pelo turista na escala Celsius? b) E na escala Kelvin?
14- Para medir a febre de pacientes, um estudante de medicina criou sua própria escala linear de temperaturas. Nessa nova escala, os valores de 0 (zero) e 10 (dez) correspondem respectivamente a 37°C e 40°C.
a) Determine a equação de conversão entre as escalas nova (ºN) e Celsius (ºC). b) Determine a temperatura de mesmo valor numérico nas duas escalas.
15- O verão de 1994 foi particularmente quente nos Estados Unidos da América. A diferença entre a máxima temperatura do verão e a mínima no inverno anterior foi de 60 °C. Qual o valor dessa diferença na escala Fahreheit?
16- Deseja-se aquecer 400g de água de 20°C até 100°C para fazer café.
a) Qual a quantidade de calor necessário, em joules, para promover este aquecimento? Dado: cágua = 4 J/g.°C.
b) Quanto tempo, em segundos, levará este aquecimento se o mesmo for realizado utilizando-se uma fonte de calor de potência 800W?
17- Uma forma de aquecer água é usando aquecedores elétricos de imersão, dispositivos que transformam energia elétrica em energia térmica, mediante o uso de resistores elétricos. Um desses aquecedores, projetado para fornecer energia na razão de 500 calorias por segundo, é utilizado no aquecimento de 500 gramas de água, da temperatura de 20°C para 80°C. Considerando que toda a energia transferida é aproveitada no aquecimento da água e sabendo que o calor específico da água é 1,0cal/g.°C, determine o tempo necessário para atingir 80°C. 18- O gráfico abaixo mostra a evolução da temperatura de 10g de determinada substância pura, inicialmente no estado sólido, em função da quantidade de calor que lhe é fornecida.
20- Para explicar o princípio das trocas de calor, um professor realiza uma experiência, misturando em um recipiente térmico 300g de água a 80°C com 200g de água a 10°C. Desprezadas as perdas de calor para o recipiente e para o meio externo, determine, em °C, a temperatura de equilíbrio térmico da mistura.
21- Para cortar galhos de árvores um jardineiro usa uma tesoura de podar, como mostra a figura 1. Porém, alguns galhos ficam na copa das árvores e como ele não queria subir nas mesmas, resolveu improvisar, acoplando à tesoura cabos maiores, conforme figura 2.
Assim, assinale a alternativa correta que completa as lacunas da frase a seguir.
Utilizando a tesoura da __________ o rapaz teria que fazer uma força __________ a força aplicada na tesoura da __________ para produzir o mesmo torque.
a) figura 2 – menor do que – figura 1. b) figura 2 – maior do que – figura 1. c) figura 1 – menor do que – figura 2. d) figura 1 – igual – figura 2.
e) figura 2 – igual – figura 1.
22- Uma cancela manual é constituída de uma barra homogênea AB de comprimento L = 2,40m e massa M = 10kg, está articulada no ponto O, onde o atrito é desprezível. A força F tem direção vertical e sentido descendente, como mostra a figura abaixo. Considerando a aceleração da gravidade g = 10m/s2, a intensidade da força mínima que se deve aplicar em A para iniciar o movimento de subida da cancela é:
a) 150 N. b) 175 N. c) 200 N. d) 125 N. e) 100 N.
23- Uma barra metálica homogênea, de 2,0m de comprimento e 10N de peso, está presa por um cabo resistente. A barra mantém dois blocos em equilíbrio, conforme mostra a figura abaixo. Sendo d = 0,5m e o peso do bloco A, PA = 100N, é correto afirmar que o peso do bloco B, em N, é:
a) 45. b) 30. c) 60. d) 6. e) 55.
24- José aperta uma tachinha entre os dedos, como mostrado nesta figura:
A cabeça da tachinha está apoiada no polegar e a ponta, no indicador.
Sejam F(i) o módulo da força e p(i) a pressão que a tachinha faz sobre o dedo indicador de José. Sobre o polegar, essas grandezas são, respectivamente, F(p) e p(p).
Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que: a) F(i) > F(p) e p(i) = p(p).
b) F(i) = F(p) e p(i) = p(p). c) F(i) > F(p) e p(i) > p(p). d) F(i) = F(p) e p(i) > p(p). e) F(i) = F(p) e p(i) < p(p).
25- A figura mostra três vasos V1, V2 e V3 cujas bases têm a mesma área.
Os vasos estão cheios de líquidos l1, l2 e l3 até uma mesma altura. As pressões no fundo dos vasos são P1, P2 e P3, respectivamente. Com relação a essa situação, é correto afirmar que:
a) P1 = P2 = P3 somente se os líquidos l1, l2 e l3 forem idênticos. b) P1 = P2 = P3 quaisquer que sejam os líquidos l1, l2 e l3 . c) P1 > P2 > P3 somente se os líquidos l1, l2 e l3 forem idênticos. d) P1 > P2 > P3 quaisquer que sejam os líquidos l1, l2 e l3. e) P1 < P2 < P3 quaisquer que sejam os líquidos l1, l2 e l3.
Adote a densidade da água igual a 1.000kg/m3 e g = 10m/s2.
Considere h = 4cm e d = 5cm. Pode-se afirmar que o valor da densidade do petróleo, em kg/m3, vale: a) 400.
b) 800. c) 600. d) 1.200. e) 300.
27- A pressão exercida por uma coluna de água de 10m de altura é igual a 1atm. Um mergulhador encontra-se a uma profundidade H, da superfície livre da água, onde a pressão atmosférica é 1atm. A pressão total sobre o mergulhador é de 5atm. A profundidade que o mergulhador se encontra é:
a) 50 m. b) 40 m. c) 30 m. d) 20 m. e) 10 m.
28- A figura abaixo representa um elevador hidráulico constituído de dois pistões A e B, tal que a área de B é 16 vezes maior que a de A. Esse dispositivo será utilizado para elevar com velocidade constante um veículo de peso igual a 10.000N por meio da aplicação de uma força F. Despreze as massas dos pistões, todos os atritos e considere que o líquido seja incompressível. O valor de F deve ser de:
a) 16 N. b) 256 N. c) 625 N. d) 10.000 N. e) 160.000 N.
29- Duas esferas, A e B, maciças e de mesmo volume, são totalmente imersas num líquido e mantidas em repouso pelos fios mostrados na figura. Quando os fios são cortados, a esfera A desce até o fundo do recipiente e a esfera B sobe até a superfície, onde passa a flutuar, parcialmente imersa no líquido. Sendo PA e PB os módulos das forças Peso de A e B, e EA e EB os módulos das forças Empuxo que o líquido exerce sobre as esferas quando elas estão totalmente imersas, é correto afirmar que:
a) PA < PB e EA = EB. b) PA < PB e EA < EB. c) PA > PB e EA > EB. d) PA > PB e EA < EB. e) PA > PB e EA = EB.
30- Um bloco maciço de ferro de densidade 8,0 g/cm3 com 80 kg encontra-se no fundo de uma piscina com água de densidade 1,0 g/cm3 e profundidade de 3,0 m. Amarrando-se a esse bloco um fio ideal e puxando esse fio de fora da água, leva-se o bloco à superfície com velocidade constante. Adotando g = 10 m/s2, qual será, em N, a intensidade da força aplicada a esse fio?
a) 800 N. b) 700 N. c) 600 N. d) 300 N. e) 100 N.
31- Sêmen bovino para inseminação artificial é conservado em nitrogênio líquido que, à pressão normal tem temperatura de 78 K. Essa temperatura corresponde a:
a) - 195 °C. b) 78 °C. c) - 319 °C. d) 351 °C. e) - 280 °C.
32- Uma panela com água é aquecida de 25 °C para 80 °C. A variação de temperatura sofrida pela panela com água, na Fahrenheit, foi de:
a) 25 °F. b) 55 °F. c) 80 °F. d) 99 °F. e) 105 °F.
33- Um estudante de Física resolveu criar uma nova escala termométrica que se chamou Escala NOVA ou, simplesmente, Escala N. Para isso, o estudante usou os pontos fixos de referência da água: o ponto de fusão do gelo (0° C), correspondendo ao mínimo (25° N) e o ponto de ebulição da água (100° C), correspondendo ao máximo (175° N) de sua escala, que era dividida em cem partes iguais. Dessa forma, uma temperatura de 55°, na escala N, corresponde, na escala Celsius, a uma temperatura de:
a) 10 °C. b) 20 °C. c) 25 °C. d) 30 °C. e) 35 °C.
34- A utilização do termômetro, para a avaliação da temperatura de um determinado corpo, é possível porque, após algum tempo de contato entre eles, ambos adquirem a mesma temperatura. Neste caso, é válido dizer que eles atingem a (o):
a) equilíbrio térmico. b) ponto de fusão. c) mesma massa.
d) mesma capacidade térmica. e) mesmo calor específico.
36- Um corpo absorve calor de uma fonte a uma taxa constante de 30 cal/min e sua temperatura (T) muda em função do tempo (t) de acordo com o gráfico a seguir.
A capacidade térmica (ou calorífica), em cal/°C, desse corpo, no intervalo descrito pelo gráfico, é igual a: a) 1.
b) 3. c) 10. d) 25. e) 30.
37- Observe no diagrama as etapas de variação da temperatura e de mudanças de estado físico de uma esfera sólida, em função do calor por ela recebido. Admita que a esfera é constituída por um metal puro.
Durante a etapa D, ocorre a seguinte mudança de estado físico: a) solidificação.
b) fusão. c) sublimação. d) condensação. e) vaporização.
38- O gráfico representa a variação em função do tempo da temperatura de uma amostra de um material cuja massa é de 1 kg, observada durante 9 minutos.
A amostra está no estado sólido a no instante t = 0 e é aquecida por uma fonte de calor de potência constante. A partir dos dados do gráfico, pode-se afirmar que esse material apresenta uma temperatura de fusão igual a: a) 0 °C. b) 3 °C. c) 6 °C. d) 40 °C. e) 70 °C.
39- Um estudante irá realizar um experimento de física e precisará de 400 g de água a 0 °C. Acontece que ele tem disponível somente um bloco de gelo a 0 °C, de massa igual a 400 g, e terá que transformá-lo em água. Considerando o sistema isolado, a quantidade de calor, em calorias, necessária para que o gelo derreta será: Dados: calor de fusão do gelo = 80 cal/g
a) 5. b) 80. c) 32.000. d) 40.000. e) 480.000.
40- Dois blocos metálicos idênticos de 1 kg estão colocados em um recipiente e isolados do meio ambiente. Se um dos blocos tem a temperatura inicial de 50 °C, e o segundo a temperatura de 100 °C, qual será a temperatura de equilíbrio, em °C, dos dois blocos?
a) 75. b) 70. c) 65. d) 60. e) 55. 0 º C
