FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL - ENERGIA - Unidades 1

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Questão 1
Correta
A energia cinética de rotação é a energia que um objeto ganha quando gira, sendo uma função da velocidade angular e do momento de inércia.
Sobre essa temática, qual a energia cinética de rotação de uma pequena esfera de massa 0,43 kg e velocidade angular 3,69 rad/s, presa a um fio muito leve de comprimento 0,8 m?
Assinale a alternativa correta.
Sua resposta
Correta
1,874J
Questão 2
Correta
A medida do tempo se baseia no movimento de rotação da Terra, que provoca a rotação aparente da esfera celeste. O dia sideral (rotação) utiliza as estrelas como referência para a determinação do tempo. Assim, no planeta Terra, um dia tem  exatamente 23 horas e 56 minutos.
Dessa forma, calcule a velocidade angular (ω) do movimento de rotação da Terra, sabendo que ω = 2π/T
Assinale a alternativa correta.
Sua resposta
Correta
7,3 x 10-5 rad/s
Questão 3
Correta
Período e frequência são grandezas físicas relacionadas entre si e inversamente proporcionais. O período é o tempo necessário para que um objeto em movimento circular complete uma volta. A frequência é o número de ocorrências de um evento em um determinado intervalo de tempo. A relação entre período e frequência é fundamental para entender o comportamento dos sistemas oscilatórios.
Determine o período de oscilação de um pêndulo simples, sabendo que o fio desse pêndulo tem comprimento de 6,4 m. Considere a aceleração da gravidade local igual a 10 m/s² e utilize π = 3.
Assinale a alternativa correta.
Sua resposta
Correta
4,80s
Questão 4
Correta
O momento de inércia desempenha na rotação um papel equivalente ao da massa no movimento linear. Por exemplo, se uma catapulta lança uma pedra pequena e uma grande, aplicando a mesma força a cada uma, a pedra pequena terá uma aceleração muito maior que a da grande.
Com relação ao momento de inércia, considere uma situação em que uma esfera de 2,5m de raio e 5,6kg de massa é colocada para girar em torno de um eixo que toca sua extremidade.
Qual o valor do momento de inércia, em kg m2, com relação a esse eixo, sabendo que o momento de inércia de uma esfera girando ao redor de um eixo que atravessa seu centro é dado por Ie=25MR2
Assinale a alternativa correta.
Sua resposta
Correta
49
Questão 5
Correta
Um movimento geral no plano é composto pelo movimento de translação em conjunto com o movimento de rotação. Para calcular a energia cinética desse movimento, podemos calcular as energias cinéticas de cada um (translação e rotação) e somar os valores.
Assim, imagine que uma bola de 5,05 kg e raio de 0,21 m é arremessada sobre uma rampa. Em determinado momento, sua velocidade é medida e verifica-se que o centro de massa se move em linha reta, com velocidade 1,59 m/s, enquanto todos os pontos de sua extremidade giram com velocidade angular 2,87 rad/s. Qual sua energia cinética total.
Dado: momento de inércia da esfera I=25mr2
Assinale a alternativa correta.
Sua resposta
Correta
6,75J
Unidade 02
Questão 1
Incorreta
Uma estrutura está em equilíbrio estático quando todas as forças que atuam sobre ela se anulam (estão em equilíbrio) e atendem as condições de equilíbrio. No desenvolvimento de um projeto, é de extrema importância conhecer a estrutura que será construída, os apoios utilizados, as possíveis forças que atuarão e, ainda, como os apoios irão reagir para manter a estrutura em equilíbrio estático.
A figura abaixo apresenta uma viga com dois apoios: um móvel e um fixo. Sobre esta viga, uma carga variável, conforme o desenho.
Fonte: elaborada pela autora.
Com relação a viga bi apoiada apresentada, qual a resposta correta para as reações VA e VB, respectivamente?
Sua resposta
Incorreta
Solução esperada
200N e 700N
Questão 2
Correta
É possível obter informações importantes de um objeto em equilíbrio aplicando as condições de equilíbrio.
Assim, considere uma situação em que duas crianças brincam em uma gangorra uniforme com 3m de comprimento. As crianças possuem massas de 54kg e 25kg. Na brincadeira, elas se sentam nas extremidades da tábua, deixando o sistema em equilíbrio. A gangorra está apoiada sobre uma pedra a 1m da criança de maior massa. Qual o peso da tábua da gangorra? Dado: g = 10 m/s2 e ΣM = 0.
Assinale a alternativa correta.
Sua resposta
Correta
80N
Questão 3
Correta
Quando um corpo está em equilíbrio de rotação (tanto repouso, quanto em rotação uniforme), a resultante dos momentos ou torques das forças aplicadas é expresso por ΣM = 0.
Desta forma, no equilíbrio de rotação, a soma dos torques sobre o corpo rígido é __________ e, consequentemente, a aceleração angular sobre ele é __________. Isso é possível, pois os torques em sentidos distintos têm sinais __________ e se __________.
Marque a alternativa que completa corretamente as lacunas no texto acima.
Sua resposta
Correta
Nula, nula, opostos, cancelam
Questão 4
Correta
Torque é a medida de força que faz com que um objeto gire em torno de um eixo. É também conhecido como momento de uma força.
Segundo o torque, vamos imaginar uma situação em que um menino esteja empurrando a porta com uma força F1 = 5N, atuando a uma distância d1 = 2 m das dobradiças (eixo de rotação) com um torque de sentido anti-horário. Já um homem, com o objetivo de contrapor a força do menino e impedir o movimento da porta, exerce uma força F2 = 80N a uma distância de 10 cm do eixo de rotação, com sentido horário.
Nessas condições, pode-se afirmar que:
Sua resposta
Correta
a porta estaria girando no sentido de ser aberta.
Questão 5
Correta
O momento angular é uma grandeza física que mede a quantidade de movimento dos corpos em rotação. É uma das principais grandezas para o estudo da Cinemática Rotacional.
Sobre o momento angular, calcule o momento angular de uma roda de motocicleta, com momento de inercia igual a 40,5 kg.m², girando com uma velocidade de 72 km/h e com diâmetro de 80 cm?
Assinale a alternativa correta.
Sua resposta
Correta
2025 kg.m²/s
Unidade 03
A densidade é uma grandeza física que mede a concentração de matéria de um corpo em um dado volume. Medidas de densidade são afetadas por alterações de pressão, temperatura e composição química. A densidade é empregada em procedimentos de controle de qualidade, como análise de leite, combustíveis e bebidas alcoólicas. Por meio dos valores de densidade, também é possível determinar se uma substância afunda ou se mantém suspensa em outra.
Considere um bloco maciço de alumínio com massa 810 gramas. Sabendo que a densidade do alumínio é 2,7 g/cm3, assinale a alternativa que contenha o valor do volume do bloco.
Assinale a alternativa correta.
Sua resposta
Correta
300 cm3
Comentário
Pela equação da densidade, temos:ρ = m / VIsolando o volume, teremosV = m / ρ = (810 g) / (2,7 g/cm3) = 300 cm3
Questão 2
Incorreta
A figura abaixo traz uma representação de um macaco hidráulico.
Fonte: elaborada pela autora.
Um equipamento hidráulico, conforme o da figura acima, é composto por áreas móveis quadradas denominadas a e b.
Se a força Fb é 81 vezes maior que a força Fa, marque a alternativa que indica a relação entre os lados l das áreas quadradas.
Assinale a alternativa correta.
Sua resposta
Solução esperada
9 la = lb
Comentário
Segundo a Lei de Pascal, temos que:FbAb=FaAaFb=AbAaFaComo:Fb=81FaTeremos que:AbAa=81Como a área do quadrado é dada por lado vezes lado, teremos l x l = l2. Então:AbAa=lb2la2=81Isolando lb, temos:lb = 9la
Questão 3
Correta
A equação da continuidade relaciona a área disponível para o escoamento de um fluido e a sua velocidade. Por exemplo, ao taparmos a saída de água de uma mangueira, a velocidade de escoamento do fluido aumenta.
Segundo essa temática, a equação da continuidade é uma consequência direta da:
Sua resposta
Correta
conservação da massa
Comentário
A equação da continuidade decorre da conservação da massa. Por meio dessa propriedade, podemos dizer que a quantidade de massa de fluido que atravessa o tubo é a mesma na entrada e na saída. Matematicamente:A1.v1 = A2.v2
Questão 4
Correta
O empuxo é uma força vertical que atua sobre todo objeto mergulhado em um fluido. Essa força é descrita no Princípiode Arquimedes.
Considerando os conceitos descritos no princípio de Arquimedes, calcule a força de empuxo sobre uma esfera de raio 0,4m completamente submersa em um fluido de densidade 1200 kg/m3.
Assinale a alternativa correta.
Sua resposta
Correta
3,22kN
Comentário
A força de empuxo pode ser calculada a partir da densidade do fluido e do volume do objeto, de acordo com a seguinte expressão:Fe=ρfVbgPrecisamos somente calcular o volume da esfera a partir da expressão:V=43πr3=43π(0,4m)3=0,268 m3Então, aplicando os valores:Fe=3,22 kN
Questão 5
Correta
A vazão é uma das grandezas mais medidas nos processos industriais. As aplicações são muitas, indo desde aplicações simples como a medição de vazão de água em estações de tratamento e residências, até medição de gases industriais e combustíveis, passando por medições mais complexas. Dentre as formas de vazão que podem ser medidas, a vazão volumétrica é definida como sendo a quantidade em volume que escoa através de certa seção em um intervalo de tempo considerado.
Segundo essa temática, qual o tempo necessário, em minutos, para o enchimento completo de um reservatório com capacidade de 3000 litros considerando uma vazão de 0,03 m3/s?
Assinale a alternativa correta.
Sua resposta
Correta
1,67 minutos
Comentário
A vazão volumétrica, dada pela letra Q, é definida como sendo o volume de fluido que cruza uma determinada seção do escoamento por unidade de tempo, dessa forma:Q= Vtt=VQ=3m30,03 m3/s=100s=1,67 min
Unidade 4
Questão 1
Correta
A pressão é uma das três variáveis de estado dos gases (as outras duas são o volume e a temperatura) e pode ser definida como a força exercida pela colisão das partículas dos gases contra as paredes do recipiente que os contém.
Sabe-se que um gás mantido num recipiente fechado exerce determinada pressão, consequência do choque das moléculas gasosas contra as paredes do recipiente. Se diminuirmos o volume do recipiente e mantivermos constante a temperatura, o que podemos falar sobre a pressão do gás?
Assinale a alternativa correta.
Sua resposta
Correta
Aumentará
Comentário
Nas condições mencionadas, como o recipiente é fechado, não havendo possibilidade de expansão, a pressão aumentará pelo fato de que as moléculas se colidirão com mais incidência umas com as outras e contra as paredes do recipiente.
Questão 2
Correta
Dentro de um calorímetro, os corpos trocam calor até atingir o equilíbrio térmico. Como os corpos não trocam calor com o calorímetro e nem com o meio em que se encontram, toda a energia térmica passa de um corpo ao outro.
Assim, pelo princípio da conservação de energia, ao absorver calor Q > 0 e ao transmitir calor Q