Movimento de Oscilação e Ondas

Prévia do material em texto

Questão 1/10 - Física - Termodinâmica e Ondas Ler em voz alta Em um experimento de movimento de oscilação, utilizando um sistema massa mola Ao se alterar a massa obteve-se 0 período de oscilação. Os valores de período medidos para cada massa oscilante estão apresentados na tabela. Massa m(kg) Período (s) 1 0 0 2 0,103 0,543 3 0,153 0,847 4 0,203 1,043 5 0,253 1,194 6 0,303 1,331 7 0,353 1.456 o gráfico do período massa é melhor representado em, assinale a resposta correta: A massa (kg) B (s) massa (kg) Você assinalou essa (B) Você acertou! massa (kg)D massa (kg) Questão 2/10 - Física - Termodinâmica e Ondas Ler em voz alta Uma sujeita a uma oscilação harmônica simples de período T está em - A no instante de tempo t = Quando 0 instante de tempo for t onde a partícula estará? Assinale a alternativa correta: A -A B + A C 0 D Entre -A 0 Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! Pela equação modelo para MHS: (t) Para t = 0, substituindo na equação = Aplicando a operação inversa do cosseno, ângulo de fase será: = rad Sendo a frequência angular dada por: 2n T E sendo t = 3,15T, substituindo na equação = (3,15T) = Como o cosseno de 7,3 radianos é -0,59 então: A estará entre Questão 3/10 - Física - Termodinâmica e Ondas Ler em voz alta Uma banda de rock num determinado concerto estabeleceu uma intensidade sonora de 120 dB num local a 46 m à frente das caixas Determine a razão entre a intensidade da banda e a intensidade de um martelo hidráulico operando com nível de 92 dB. Assinale a alternativa correta:A 631 assinalou essa alternativa (A) Você acertou! Determinando a intensidade IB para banda de rock, = W A intensidade para o martelo hidráulico, 1 = W A razão entre a intensidade da banda IB e a intensidade de um martelo hidráulico IM, será: 1 = B 670 C 890 D 950 Questão 4/10 - Física - Termodinâmica e Ondas Ler em voz alta Qual comprimento de um pêndulo simples que marca os segundos completando um balanço completo para a esquerda e para a direita a cada Assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A L = 45 cm B L = 23 cm C L = 67 cmVocê assinalou essa alternativa Você acertou! período de um pêndulo simples é dado pela relação: T=2n Sendo o período de acordo com o enunciado igual a T = 2 S, e considerando = então: L 9,8 2 L 9,8 4 L = 9,8 4.9,8 0,99 m = 99 cm Questão 5/10 - Física - Termodinâmica e Ondas Ler em voz alta Uma onda tem uma velocidade escalar igual a 240 m/s e seu comprimento de onda é de 3,2 m. Determine a frequência e período da onda. Assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A T 13 ms e f = 75 Hz assinalou essa alternativa Você acertou! A frequência pode ser obtida pela equação da velocidade da onda: Substituindo valores: 240 f=32 3,2 Como o período é o inverso da frequência: 1 = B C T = 1,99 ms e = 25 Hz D T = 5,99 ms etQuestão 6/10 Física Termodinâmica e Ondas Ler em voz alta Um sistema sujeito a um MHS precisa de 2,5 para deslocar-se de um ponto onde a velocidade do bloco é zero até próximo ponto onde isto Se deslocamento do primeiro ponto até segundo é de 60 cm Calcule a frequência e a amplitude do Assinale a resposta correta: Nota: 10.0 A assinalou essa Você acertou! Como o deslocamento é metade do movimento completo do oscilador, o período será: T = Como a frequência é o inverso do período, então: 1 1 E finalmente, como o deslocamento realizado foi o dobro de amplitude, então a amplitude será: B Questão 7/10 Física Termodinâmica e Ondas Ler em voz alta Qual das seguintes relações entre a aceleração de uma a(t) e deslocamento x(t) sofrido por ela representa um movimento harmônico simples? Assinale a alternativa correta: Nota 10.0 A B C Você assinalou essa alternativa (C) Você acertou! Analisando as equações modelos para a e aceleração a(t) de uma em MHS, teremos respectivamente: Como para mesmo instante de tempo t os valores do produto da amplitude pelo cosseno [A. t + é o mesmo, então, isolando em ambas as equações: e Igualando as equações: (t) Pode-se verificar que a aceleração da particula no MHS deve ser proporcional ao produto da frequência angular ao quadrado negativa pela posição x(t). Portanto a única resposta que se assemelha é a(t) = -20.x(t) DQuestão 8/10 Física - Termodinâmica e Ondas Ler em voz alta Uma fonte sonora pontual, emite ondas sonoras em todas as uniformemente Determine a intensidade das ondas sonoras a uma distância de m da da fonte se esta emite energia com uma potência de 25 W? Nota: A 120 B I 190 C I 250 D I = 318 assinalou essa alternativa (D Você acertou! A intensidade de uma onda é dada pela razão entre a potência média da fonte e a área da esfera que esta onda atravessa. Potência Área P 25 W mW 318 Questão 9/10 Física - Termodinâmica e Ondas Ler em voz alta Uma executa um MHS linear com frequência de Hz em torno de um ponto = 0. Em = ela tem um deslocamento de = 0,37 cm e velocidade zero. Para determine 0 período e a frequência Assinale a alternativa correta: Nota: A T 4 W = 1,57 rad/s assinalou essa alternativa (A) Você acertou! A frequência angular pode ser obtida pela equação: w=2nf Sendo f = 0,25 Hz, então: = S Como o período é o inverso da frequência, então: 1 B T = 5 W = rad/s T = 1,5 W = rad/s D T 3 W = 2 rad/sQuestão 10/10 Física Termodinâmica e Ondas Ler em voz alta Em um objeto sujeito a um movimento harmônico simples leva 0,25s para in de um ponto de velocidade zero até próximo ponto onde isto A distância entre estes pontos e de 36 cm. Calcule a frequência e a amplitude do Assinale a alternativa correta: A 2,0 Hz e 18 cm Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! Resolução : Se a distância entre os 2 pontos é 36cm para uma oscilação completa, então a amplitude é a metade A=18cm Ele gastou 0,25 para meia oscilação completa, para uma T= 0,25x2=0,5s Resposta: a) 0,5s, Hz e 18 cm B 0,6s, 10 Hz e 15 cm Hz e 8 cm D 8,0 Hz e 21 cm Atenção. Este gabarito é para uso exclusivo do aluno e não deve ser publicado ou compartilhado em redes sociais ou grupo de mensagens. seu compartilhamento infringe as políticas do Centro Universitário UNINTER e poderá implicar sanções disciplinares, com possibilidade de desligamento do quadro de alunos do Centro Universitário, bem como responder ações judiciais no âmbito civel e criminal. Questão 1/10 Física Termodinâmica e Ondas Ler em alta Uma certa massa de água de 10kg cai de uma altura de 854m. Supondo-se que toda a energia desenvolvida se converte em calor para aquecer a água, determinar a temperatura final desta, supondo que a temperatura inicial é de 20°C. Dados: C= 1 cal/g°C Assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A 20,3°C B 22°C Você assinalou essa alternativa (B) Você acertou! A energia que será convertida em calor será a energia potencial gravitacional, dada por: U Sendo calor fornecido igual a energia potencial gravitacional, então: Q 20Kcal Então: 20) 20000 + 200000 = 10000 T1 220000 10000 T1 220000 = 100000 22 °C 34°C D 36°CQuestão 2/10 - Física Termodinâmica e Ondas Ler em alta Um gás no interior de uma câmara passa pelo ciclo mostrado na Figura. Determine a energia transferida pelo sistema sob a forma de calor durante o processo CA se a energia adicionada sob a forma de calor QAB durante o processo AB for 20,0 J, se nenhuma energia for transferida sob a forma de calor durante o processo BC e se o trabalho resultante realizado durante o ciclo for de 15,0 J. B A C 0 Volume Assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A 5. J Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! Como ciclo começa e no mesmo estado a troca de energia interna é zero e calor absorvido pelo gás é igual ao trabalho feito pelo gás: QAB + QBC + = W logo = Portanto, a energia transferida pelo sistema sob a forma de calor durante o processo é de B 10 J C 20 J D 30 J Questão 3/10 - Física - Termodinâmica e Ondas Ler em alta Calcular o rendimento teórico máximo de uma máquina a vapor cujo fluído entra a 400 °C e abandona Assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A BC Você assinalou essa alternativa (C) Você acertou! Mudando as unidades da temperatura para o sistema internacional de unidades, SI A temperatura do reservatório quente será TH = 400°C = 673 K e a temperatura do reservatório frio rendimento será dado por: 673 = 0,438 o rendimento será de 43,8% D Questão 4/10 - Física - Termodinâmica e Ondas Ler em alta (Enade 2011) A segunda lei da termodinâmica pode ser usada para avaliar propostas de construção de equipamentos e verificar se projeto é factivel, ou seja, se é realmente possível de ser Considere a situação em que um inventor alega ter desenvolvido um equipamento que trabalha segundo o ciclo termodinâmico de potência mostrado na figura. o equipamento retira 800 de energia, na forma de calor, de um dado local que se encontra na temperatura de 1000 desenvolve uma dada quantidade liquida de trabalho para a elevação de um peso e descarta 300 de energia, na forma de calor, para outro local que se encontra a 500 K de temperatura. A eficiência térmica do ciclo é dada pela equação Reserv quente Fronteira frio Qc 1 MORAN M H N Principios de Termodinâmica para Engenharia Rio de Janeiro LTC S.A. 6 2009 Nessa situação, a alegação do inventor é Nota: 10.0 A correta, pois a eficiência de seu equipamento é de 50% e é menor do que a eficiência teóricaB incorreta, pois a eficiência de seu equipamento é de 50% e é maior do que a eficiência teórica C correta. pois a eficiência de seu equipamento é de 62,5% e é menor do que a eficiência teórica D incorreta. pois a eficiência de seu equipamento é de e é maior do que a eficiência teórica máxima. Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! Primeiramente é retirado 800 kJ de energia do reservatório quente (QH) que está com de 1.000 K, que chamaremos de TH Com certa quantidade de energia é realizado o trabalho, que facilmente se descobre que é 500 kJ e para o reservatório frio (2c) é mandado 300 kJ de energia. Esse reservatório está a uma temperatura de 500 K, que chamaremos de Tc De acordo com a segunda lei da termodinâmica, é impossível toda a energia que provém do reservatório quente ser transformada em trabalho. Como a eficiência n é a razão entre o trabalho realizado e a quantidade de calor recebida pelo sistema, então: n = 300000 3 = = Por outro lado, sabe-se que o rendimento limite de uma máquina térmica é dado pela relação: = = pois pelo Teorema de Carnot vale a igualdade QH TH Como demonstramos, a alegação do inventor é incorreta, pois a eficiência teórica limite não pode ser menor que a eficiência da máquina. Portanto, a resposta certa é a alternativa (D). E pois a eficiência de seu equipamento é de e é menor do que a eficiência teórica Questão 5/10 Física Termodinâmica e Ondas Ler em alta Qual o trabalho realizado por um gás ao se expandir tendo volume inicial é de 3 litros e um final de 30 sendo a pressão externa constante é de 2atm? Assinale a alternativa correta: Nota: A 1500J B 2340J C 4320JD 5470J Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! Transformando as unidades para o SI: P=2atm=202650 Pa Sendo o trabalho a pressão constante dado por: Questão 6/10 - Física Termodinâmica e Ondas Ler em alta Uma certa massa de água de 10 kg cai de uma altura de 854 m. Supondo-se que toda a energia desenvolvida se converte em calor para aquecer a água, determinar a temperatura final supondo que a temperatura inicial é de Assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A 20,3 °C B 22 °C Você assinalou essa alternativa (B) Você acertou! A energia que será convertida em calor será a energia potencial dada por: U = 20 kcal Sendo o calor fornecido igual a energia potencial gravitacional, então: Q = 20Kcal Q=m.c.AT Então: 20000 220000 = 10000 220000 100000 = C 36 °CQuestão 7/10 - Física - Termodinâmica e Ondas Ler em alta Se um médico lhe diz que sua temperatura é 310 K acima do zero você deve ficar preocupado? Assinale a alternativa correta: A Não: 310 K = 36.85 °C = °F Você assinalou essa alternativa (A) Você acertou! Transformando a temperatura da escala Kelvin para escala Celsius, temos: Substituindo = °C Já na transformação da escala Kelvin para escala Fahrenheit 5 9 Substituindo 310 - 273,15 = 5 9 B C 310K = 37,89 °C = 98,6 °F Questão 8/10 - Física - Termodinâmica e Ondas Ler em voz alta Em um gás a velocidade média das do gás é nula, ou seja, a média aritmética das velocidades de todas as do gás se anula, pois, as se movimentam em todas as direções e sempre há se movimentando nos dois sentidos para determinada direção. Para determinar a velocidade de cada molécula utilizamos a velocidade quadrática média, pois está não é nula e é calculada pelo quadrado da velocidade de cada Qual dos seguintes gases apresenta a maior velocidade quadrática média? Nota: 10.0 A Oxigênio - M = 32 g/mol; T = 300 K B Nitrogênio - M = 28 g/mol; C Oxigênio - M = 32 g/mol; T = 330 KD Nitrogênio - M = 28 g/mol; Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! Para o cálculo da velocidade quadrática média iremos utilizar a seguinte relação: 3RT M Sendo R = 8,314 J/mol.K Situação a) Gás oxigênio M = 32 g/mol; T = 300 K Transformando a unidade da massa molecular M = 0,032 kg/mol Substituindo na equação da velocidade quadrática média. = 0,032 Situação b) Gás nitrogênio M = 28 g/mol; T = 300 K Transformando a unidade da massa molecular M = 0,028 kg/mol Substituindo na equação da velocidade quadrática média. = 0,028 Situação c) Gás oxigênio M = 32 g/mol; T = 330 K Transformando a unidade da massa molecular M = 0,032 kg/mol Substituindo na equação da velocidade quadrática média. 3.8.314.330 = 0,032 S Situação d) Gás nitrogênio M = 28 g/mol; T = 330 K Transformando a unidade da massa molecular M = 0,028 kg/mol Substituindo na equação da velocidade quadrática média. = 3.8,314.330 0,028 542,18 m S Questão 9/10 - Física - Termodinâmica e Ondas Ler em alta Um cilindro contém 12 L de oxigênio a 20 °C e 15 atm. A temperatura é aumentada para 35 °C e o volume, reduzido para 8,5 L. Qual é a pressão final do gás? Suponha que o gás seja ideal. Assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A 12 atmB Você assinalou essa alternativa (B) Você acertou! gás sofre um processo gasoso do estado inicial V = 12 L; T = Pi = 15 atm Para o estado final Vf = 8,5 L; Tf = 35 °C; Pela equação do gás ideal: Tf Transformando a temperatura para escala absoluta, kelvin: T = 20 °C = 20 + 273 = 293K Tf = 35 °C Substituindo os valores conhecidos na equação 15.12 Pf.8,5 293 308 Isolando a pressão final Pf 15.12.308 Pf= 293.8,5 = 22,3 atm O 45 atm 67 atmQuestão 10/10 - Física - Termodinâmica e Ondas Ler em voz alta Um mol de O2 (supondo gás ideal), se expande a temperatura constante de 310 de um volume inicial até um volume final V = 19 Qual trabalho realizado pelo gás ao se expandir? Assinale a alternativa correta: Nota: 10.0 A 304 J B 567 J D 1180 J Você assinalou essa alternativa (D) Você acertou! Analisando as variáveis de estado na transformação gasosa: Estado inicial L; T = 310 K Estado final = 19 L; Tf=310 K Transformando a unidade do volume para metros cúbicos, = 1000 L1000L 1m3 = Pela equação do trabalho de um gás: PdV A pressão varia de acordo com a equação: nRT V Substituindo temos: Vf W = V V dV nRT i Sendo J R = 8,314 ; , n= 1 310 K mol.K 0,019 1.8,314.310 W = dV V 0,012 0,019 2577,34 W = dV V 0,012 0,019 1 W = 2577,34 V dV 0,012 W = 2577,34(InV)12 = 2577,34 (In - =