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CENTRO UNIVERSITÁRIO DA GRANDE DOURADOS FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA ENGENHARIA DE PRODUÇÃO #ATIVIDADE ESPECIAL - 1 DISCIPLINA: FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL Prof.Dr. Wilson Espindola Passos ANO: 2021 Resolva as questões 1-Um ponto material obedece à função horária: (no SI), t > 0. Determine: a) o instante em que passa pela origem; b) a posição inicial, a velocidade inicial e a aceleração; c) a função horária da velocidade escalar; d) a posição no instante 2s. 2- É dado um movimento cuja equação horária do espaço é ( unidades do SI). A equação horária da velocidade em função do tempo é? 3. Um trabalhador empurra um conjunto formado por dois blocos A e B de massas 4 kg e 6 kg, respectivamente, exercendo sobre o primeiro uma força horizontal de 50 N, como representado na figura a seguir. Admitindo-se que não exista atrito entre os blocos e a superfície, o valor da força que A exerce em B, em newtons, é? 4- A figura representa uma onda periódica que se propaga numa corda com velocidade . Determine a freqüência dessa onda e a amplitude. Escreva a função de onda. 5- Uma corda esticada apresenta o padrão de vibração mostrado na figura abaixo. Sendo o comprimento l da corda igual a 40 cm e a frequência na qual ela está vibrando calcule a frequência em que esta corda, sobre a mesma tensão, vibraria em seu 5º harmônico. 6- Considere uma corda de violão com 50 cm de comprimento, que está afinada para vibrar com uma frequência fundamental de 500 Hz. Se o comprimento da corda for reduzido à metade, qual a nova frequência do som emitido? 7- Uma bomba de encher pneus de bicicleta é acionada rapidamente, tendo a extremidade de saída do ar vedada. Consequentemente, o ar é comprimido, indo do estado (1) para o estado (2), conforme mostram as figuras a seguir. Para qual transformação podemos aproximar o processo do estado (1) para o estado (2). Justifique sua resposta. Resposta: A transformação que aproxima o processo do estado (1) para o estado (2) é adiabática, porque praticamente não há troca de calor do ar com o meio exterior. Primeira lei da termodinâmica. 8. A figura abaixo representa um esquema de uma geladeira. Marque entre as opções abaixo aquela que representa corretamente o funcionamento da geladeira: Explique e justifique entre as opções abaixo aquela que representa corretamente o funcionamento da geladeira. a) No interior da geladeira, o motor elétrico retira calor dos alimentos e o gás que circula bombeia o calor para fora. b) A geladeira é uma máquina térmica funcionando ao contrário, retirando calor da fonte fria através da realização de trabalho externo do motor e liberando calor para fonte quente, o ambiente externo. c) O calor dos alimentos flui através do gás e o motor obriga o calor recolhido a expandir-se, liberando-o na parte traseira. d) O calor passa naturalmente dos alimentos para um gás apropriado, capaz de atraí-lo, e o mesmo gás, pela ação do motor, repele o calor para o lado de fora da geladeira. Resposta: Opção B – O enunciado de Clausius expressa o princípio afirmando ser impossível construir um refrigerador operando em um ciclo, e somente transferindo uma mesma quantidade de calor de um corpo frio para um corpo quente. O desempenho de um refrigerador é obtido por meio da razão entre o calor removido da fonte fria Ԛ e o trabalho Ԝ realizado sobre o refrigerador. Essa razão é denominada coeficiente de desempenho (COP). 9. O esquema a seguir representa trocas de calor e realização de trabalho em uma máquina térmica. Os valores de T1 e Q1 não foram indicados, mas deverão ser calculados durante a solução desta questão. Considerando os dados indicados no esquema, se essa máquina operasse segundo um ciclo de Carnot, a temperatura T1, da fonte quente, seria, em Kelvins, igual a? Resolução: T = 800 J T = Q1 - Q2 Q1 = 4000 J 800 = 4000 - Q2 Q2 = ? Q2 = 4000 - 800 Q2 = 3200 J T2 = 300 K Ciclo de Carnot ɳ = 1 - Q2/Q1 1 - Q2/Q1 = 1 – T2/T1 Q2/Q1 = T2/T1 Na temperatura T1 = T2 (Q1/Q2) T1 = 300 (4000/ 3200) ɳ = 1 - T2/T1 T1 = 300 (1,25) T1 = 375 K Resposta: O valor de Q2 é 3200 J O valor de T1 em Kelvns é igual a 375 K 10. Quando pressionamos um aerossol e o gás sai, sentimos um abaixamento na temperatura do frasco. Veja a figura. Este resfriamento é explicado pelas leis da Termodinâmica. Escolha e Justifique entre as opções abaixo aquela que representa a melhor explicação para este fenômeno. a) O gás está sofrendo uma expansão rápida, ou seja, adiabática ao realizar trabalho para se expandir, ele gasta sua energia interna e isto se manifesta no abaixamento de sua temperatura. b) A abertura da válvula do aerossol permite a troca de calor com o ambiente. Calor do gás sai pela válvula, reduzindo sua temperatura. c) Ao apertarmos a válvula realizamos trabalho sobre o gás. De acordo com a 1ª Lei da Termodinâmica, este trabalho que realizamos tem o sinal positivo, que devido ao sinal negativo da equação, se traduz em um abaixamento de temperatura. d) A temperatura de um gás está relacionada ao número de moléculas que sua amostra possui. Abrindo a válvula e perdendo moléculas, o gás perde também temperatura. Resposta: Opção A – A energia interna é expressa conforme o processo termodinâmico, ou seja, Q (quantidade de calor) e W (trabalho). O processo adiabático é o que não ocorre troca de calor (Q=0), devido sua rápida ocorrência, não é atingido o equilíbrio interno.
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