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CENTRO UNIVERSITÁRIO DA GRANDE DOURADOS FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA ENGENHARIA DE PRODUÇÃO ATIVIDADE - 1 DISCIPLINA: FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL Prof.Dr. Wilson Espindola Passos ANO: 2023 Resolva as questões Respostas das conversões. 1-Atividade a) 2000 m b) 1500 mm c) 580000 cm d) 400 mm e) 2,7 cm f) 0,126m g) 0,012 km 2- Atividade a) 83700mm² b) 31416 cm² c) 2140000 mm² d)0,0001258 km² e) 12900000 m² f) 15300000 mm² 3- Atividade a) 8132 hm² b) 0,180 km² c) 1000000000 mm² d) 0,000005 m² e) 0,00000000785 km² f) 12000000 cm ² g) 0,00000000139 cm² 4- Atividade a) 3,5 l b) 5,000 l c) 3,4 l d) 0,028 l e) 4,3e +1012l f)1,3e+7l 5 Atividade 3540 dm³ = 3,54 m³ 340.00 cm³ = 0,34 m³ 3,54 m³+ 0,34 m³ = 3,88 m³ 6-Atividade 50.32.25= 40000 cm³ 1cm³= 0,001l 4000 = x X = 40 l 40.3/4 = 30 l 7- Atividade a)12,5 m/s b) 360 km c) 0,804613 hp d) 26099,5 w e) 89055,18 btu/h f) 0,86kgf/cm2 g) 0,0254 km h) 0,12UA/min i) 2000000 kg/cm³ 8- Atividade Constante de gravitação 6,67 x 10⁸ dyn,cm²/g² 1- Lebre 30 / 3,6 = 8,3 m/s Tartaruga 1,5 /60 = 0,025 m/s T Tartaruga T= 600/0,025 T= 2400 m/s Distancia da lebre 0,5 min= 30 s D=8,3 * 30 D= 249 Tempo final T= 351/8,3 T = 42,2 s Resposta 240000-42 = 23957,8s é a duração da soneca 2- am=v−v0Δt⇒am=100−04s⇒am=6,9m/s²am=v−v0Δt⇒am=100−04s⇒am=6,9m/s² Considerando a aceleração da gravidade (agag) como 9,8m/s 2 , temos: amag=6,99,8=0,71⇒am=0,71agamag=6,99,8=0,71⇒am=0,71ag Para saber a distância o carro percorre até atingir 100km/h, ultilizamos a equação: Δx=12am.Δt²⇒Δx=126,9m/s².(4s)²⇒Δx=55,6mΔx=12am.Δt²⇒Δx=126,9m/s².(4s)²⇒Δx= 55,6m R: 55,6m 3- Vm Deslocamento/ tempo D= 10 km + 10 km + 10 km = 30 km Vm= D/T 40= 10/ T T =10/40 T= 0,25 Horas 80 = 10/T T= 10/80 T= 0,125 Horas 30 = 10/T T= 10/30 T= 0,33 Horas Somando os tempos, temos 0,705 Horas A média das velocidades M= 40+80+30 divida por 3 = 50 km/h 4- R: 18,46 mt a profundidade do poço. 5- Um ponto material obedece à função horária: (no SI), t > 0. Determine: a) o instante em que passa pela origem; S= O O= -30+5t+ 5 t2 (/5) O= -6 + 1t +1t2 A = 1 b = 1 c = -6 T= -(1) +-v(1)² - 4.1. (-6)/2.1 T= -1 +- v1+ 24/2 T = +-1 +- v25/2 T = 1 +- 5/2 T = -1 + 5/2 + 4/2 = 2s T = -1 -5/2=6/2=3 T = 2s b) a posição inicial, a velocidade inicial e a aceleração; x(t)= -30 +5t +5t² 0 = -30 +5t +5t² 0 = -6 + 1t + 1t² a = 1 b = 1 c = -6 t = -b + - Vb² - 4.a.c / 2.a t = -(1) + - V(1)² - 4.1.(-6) /2.1 t = -1 + - V1 + 24 / 2 t = -1 + - V25/2 t = 1 + - 5 / 2 t' = -1 + 5 / 2 = 4 / 2 = 2 s t'' = -1 - 5 / 2 = -6 / 2 = -3 t = 2s S= -30 + 5t +5t² a= 5/ 1/2 a = 5*2 a = 10 ms c) a função horária da velocidade escalar; v = vo + at v = 5 + 10 t v = 15 t d) a posição no instante 2s. t = 2 s, S = ? x(t) = -30 +5t +5t² x(t)= -30 + 5.2 + 5.2² x(t)= -30 + 10 + 5.4 x(t)= -30 + 10 + 20 x(t)= 0 6- É dado um movimento cuja equação horária do espaço é ( unidades do SI). A equação horária da velocidade em função do tempo é? x(t) = 8 -4t + t² x(t) = so + vo.t + at²/2 vo= -4 m/s e a= 2m/s² x(t) = Vo + at x(t) = -4 + 2 t x(t) = 2 t A-Resolva os problemas abaixo: 1. 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? F = m * a 50 = (4+6) * a 50 = 10 * a a = 50/10 a = 5 m/s2 F = 6 x 5 30 N 2. Dois corpos A e B, de massas MA = 3,0 kg e MB = 2,0 kg, estão ligados por uma corda de peso desprezível que passa sem atrito pela polia C, como mostra a figura a seguir. Entre A e o apoio existe atrito de coeficiente (de valor 0,5), a aceleração da gravidade vale g = 10 m/s2 e o sistema é mantido inicialmente em repouso. Liberado o sistema, após 2 s de movimento, a distância percorrida por A, em metros, é de? (Fat = força de atrito; mA = massa de A; mB = massa de B; PB peso de B; N = normal) A: T - Fat = mA * a B: PB - T = mB * a mB . g - μ . NA = (mA + mB) * a 2 . 10 - μ . mA . g = (mA + mB) * a 20 - 0,5 .3 .10 = (3+2) * a 20 - 15 = 5 * a a = 1m/s² S = So + Vo.t + (a.t)²/2 S = 0 + 0 + (1 * 2²) /2 S = 4/2 S = 2 metros Distância percorrida e de 2,0 metros. 3. Dois blocos de massa M estão unidos por um fio de massa desprezível que passa por uma roldana com um eixo fixo. Um terceiro bloco de massa m é colocado suavemente sobre um dos blocos, como mostra a figura. Com que força esse pequeno bloco de massa m pressionará o bloco sobre o qual foi colocado? T - P = M*a T = P + Ma = Mg + Ma = M (a + g) (P + p) - T = (M + m) a Mg + mg - Ma - Mg = (M + m) a mg = a(2M+m) a = mg/(2M+m) mg - N = m*a N = m (g - a) = m [g - mg/(2M+m)] = mg [(2M+m - m) /(2M+m)] = mg*2M/(2M+m) (Letra “A”) 4. No esquema da figura os fios e a polia são ideais e não se consideram resistência e o empuxo do ar. O sistema é abandonado do repouso. Os blocos A e B têm massa de 2,0kg. O módulo de aceleração de gravidade vale 10m/s2 e . Supondo a inexistência de atrito, determine: a) o módulo da aceleração do sistema; P= a(ma + mb) 2.10.0,5=a(2+2) A=10/4 = 2,5m/ s² 2,5m/s² aceleração será de 2,5m/s². b) a intensidade da força que traciona a corda. T= mba=2.2,5= 5N A intensidade e de 5 N B-Resolva 1- 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. V = λ . f 10 = 5. f f = 2Hz Amplitude é 2 m. E A frequência é 2 Hz 2- Num tanque pequeno a velocidade de propagação de uma onda é de 0,5 m/s. Sabendo que a frequência do movimento é de 10 Hz, calcule o comprimento da onda. Escreva o número de onda. V = λ . f 0,5 = λ * 10 λ = 0.5/10 = 0,05m = 5 cm O comprimento da onda e de 5 cm 3- questões: a) O que é crista de uma onda? O que é vale? R - Crista é o ponto mais alto da onda, enquanto o vale é a parte mais baixa. b) O que é o período de uma onda? E frequência? R - Período é o tempo necessário para a fonte produzir uma onda completa. No SI, é representado pela letra “T” e medido em segundos. Frequência é o número de oscilação da onda por um certo período de tempo. No SI é representado pela letra “ f ”, sendo a unidade o Hertz (HZ), que equivale a 1 segundo. c) O que é amplitude de uma onda? R - É a “altura” da onda. É a distância entre o eixo da onda até a crista. Quanto maior for a amplitude, maior será a quantidade de energia transportada. d) Como podemos produzir uma onda? R- Através de impacto ou pressão repentina sobre algo. Exemplos: tacar pedra na água, navio navegando no mar, bater palmas (ondas sonoras), tomar banho na piscina. e) Explique os principais fenômenos ondulatórios, reflexão, refração, difração e interferência. R - haverá reflexão sempre que uma onda atingir determinada superfície e voltar a propagar-se no meio de origem. A onda refletida manterá a velocidade, frequência e comprimento de onda igual aos da onda incidente. Refração: Ocorrerá refração quando a onda muda seu meio de propagação. A luz do Sol, por exemplo, vem da estrela através do vácuo e sofre refração ao entrar na atmosfera terrestre. Na refração: a velocidade de propagação da onda será alterada, pois a mudança de meio gera mudança no comprimento de onda. A frequência das ondas, por depender da fonte geradora, não é alterada na refração. Difração: A difração trata da capacidade das ondas de contornar obstáculos. Interferência: Quando ocorre o encontro entre duas cristas ambas aumentam sua amplitude. Quando dois vales se encontram sua amplitude é igualmente aumentada e os dois abaixam naquele ponto. 4- Uma corda (de aço) de piano tem comprimento de 1,0 m. Sua tensão é ajustada até que a velocidade das ondas transversais seja de 500 m/s. Qual a frequência fundamental desta corda? 500/2 l = 250 , A frequência e de 250 HZ 5- Uma corda esticada apresenta o padrão de vibração mostrado na figura abaixo. Sendo o comprimento l da corda igual a 60 cm e a frequênciana qual ela está vibrando calcule a frequência em que esta corda, sobre a mesma tensão, vibraria em seu 5º harmônico. F1= f3/3=120hz F5=f51 5x120 = 600hz 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? V=λ*f 500=0,5f f=1000Hz Se reduzirmos a corda pela metade a frequência dobra, sendo 1000 Hz. 7- A figura abaixo representa três tubos acústicos de comprimento . Com relação às frequências de seus modos de vibração fundamentais, é correto afirmar que: Letra: C 2fɪɪ = F ɪ = F ɪɪɪ 8- Uma onda sonora se propaga em um instrumento de sopro formando o padrão mostrado abaixo. Se a frequência da nota musical tocada é igual a 220 Hz, calcule a frequência do 5º harmônico deste instrumento. F 2 = 220Hz f 1 = 110Hz(f2/2) f 5 = 550Hz (5xf1) A frequência é de 50Hz C-Resolva 1. 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. R - Adiabática Porque praticamente não há troca de calor do ar com o meio exterior, devido acionamento rápido da bomba. 2. 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. R - A geladeira é uma máquina térmica com funcionamento ao revés (contrário). Retira-se o calor do refrigerador (fonte fria) e transfere para o ambiente externo (fonte quente). 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. 3. 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? T = Q1 - Q2 800 = 4000 - Q2 Q2 = 3200 J 3200 Joules é o calor da fonte fria. No ciclo de Carnot η = 1 - Q2/Q1 Na temperatura η = 1 - T2/T1 Ou seja 1 - Q2/Q1 = 1 - T2/T1 Portanto Q2/Q1 = T2/T1 Ou T1 = T2 (Q1/Q2) Substituindo os valores T1 = 300 (4000/ 3200) T1 = 300 (1,25) Logo temos T1 = 375 K A temperatura de T₁ seria igual a 375 Kelvins. 4. 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. R - A saída do gás é rápida: adiabática. Sua expansão, para sair, se dá às custas de sua própria energia interna, que reduz e está ligada a temperatura que abaixa. 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.
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