lista EXTRA AP2 2017

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��Faculdade de Ciência e Tecnologia				
Disciplina – Fenômenos Oscilatórios e Termodinâmica
	Lista EXTRA AP2
Profa Jacira Lucas Semestre – 2017.1
01) Um jato supersônico voa paralelamente ao solo plano e horizontal com velocidade constante de módulo 425m/s. Um observador, em repouso em relação ao solo, ouve o ruído produzido pelo avião 12s depois de este ter passado pela vertical daquele. Adotando-se para a velocidade do som o valor 340m/s, qual a altitude do jato? (R. 6,8km)
02) Uma corda de massa 240 g e de comprimento 1,2 m vibra com frequência de 150Hz, conforme indica a figura. a) Qual a velocidade de propagação da onda na corda? 
b) Qual a intensidade da força tensora na corda? (R. 120m/s; 2,88kN)
  
03) Uma onda periódica propaga-se em uma corda A, com velocidade de 40 cm/s e comprimento de onda 5 cm. Ao passar para uma corda B, sua velocidade passa a ser 30 cm/s. Determine: a) o comprimento de onda no meio B; b) a frequência da onda. (R. 3,75cm; 8Hz)
04) Uma onda estacionária de frequência 8 Hz se estabelece numa linha fixada entre dois pontos distantes 60 cm. Incluindo os extremos, contam-se 7 nodos. Calcule a velocidade da onda progressiva que deu origem à onda estacionária. (R. 1,6m/s)
   
05) Uma banda de rock pode conseguir, com seu equipamento de som,  um nível sonoro , a uma distância de 40 m das caixas acústicas. Qual a potência do som produzido na condição acima, por essa banda aqui considerada uma fonte puntiforme e isotrópica? (R. 20,106Kw)
06) Em um canteiro de obras, existem três máquinas,  denominadas M1, M2 e M3. Avaliando-se o nível de ruído produzido, isoladamente, por cada máquina, o Técnico de Segurança no Trabalho obteve as seguintes leituras num dado ponto: (1 = 86 dB; (2 = 90 dB e (3 = 94dB. Considerando a pior situação exposta ao trabalhador, quando funcionam as três máquinas simultaneamente, calcule o valor do nível de ruído produzido no mesmo ponto de leitura. (R. 95,9dB)
07) Um maratonista treina correndo ao longo de uma rodovia, com velocidade de 5 m/s. Nesta rodovia, no mesmo sentido, trafega um carro com velocidade de 20 m/s. Ao avistar o maratonista, o motorista buzina para incentivá-lo, com frequência real de 320 Hz. Sabendo que a velocidade do som é 340 m/s, determine a frequência da buzina percebida pelo maratonista. (R. 335Hz)
08) Uma piscina com 40m2 contém água com profundidade de 1m. Se a potência absorvida da radiação solar, por unidade de área, for igual a 836W/m2, qual o tempo de exposição necessário para aumentar a temperatura da água de 17oC a 19oC? (R. 104s)
09) Uma mistura de gelo e água em estado líquido, com massa total de 100 g, encontra-se à temperatura de 0°C. Um certo tempo após receber 16.000 J de calor, a mistura acha-se completamente transformada em água líquida a 20°C. Qual era, aproximadamente, a massa de gelo contida na mistura inicial? Dados: Calor de fusão do gelo = 334,4 J/g; calor específico da água = 4,18 J/(g.°C). (R. 22,84g)
10) Um rapaz  deseja tomar banho de banheira com água a temperatura de 30oC misturando água quente com água fria. Inicialmente ele coloca na banheira 100L de água fria a 20oC. Desprezando a capacidade térmica da banheira e a perda de calor de água pergunta-se: a) quantos litros de água quente a 50oC ele deve colocar na banheira; b) se a vazão da torneira de água quente  é 0,20L/s durante quanto tempo a torneira devera ficar aberta? Considere a massa específica da água igual a 1kg/L. (R. 50L; 250s)
11) Num recipiente de capacidade térmica 30cal/ºC há 20g de um líquido de
calor específico 0,5cal/ºC, a 60ºC. Colocando-se nesse líquido 10g de
gelo em fusão, qual a temperatura final de equilíbrio, admitindo que o
sistema está termicamente isolado do ambiente? (R. 320C)
12) Um forno elétrico fornece 40kcal a um recipiente de alumínio com massa de 1,4kg e contendo 2,5 kg de álcool etílico. Sabendo-se que a temperatura inicial do recipiente é de 16ºC qual será a temperatura final, supondo que 25% do calor fornecido pelo forno seja disperso? Dados: calor específico do alumínio é igual a 0,21 cal/gºC; calor específico do álcool é igual a 0,58 cal/gºC. (R. 9,130C)
13) Uma máquina de Carnot é operada entre duas fontes, cujas temperaturas são, respectivamente, 100oC e 0oC. Admitindo-se que a máquina receba da fonte quente uma quantidade de calor igual a 1.000 cal por ciclo, pede-se: a) o rendimento térmico da máquina; b) a quantidade de calor rejeitada para a fonte fria. (R.26,8%; 732cal) 
14) Durante a compressão (trecho if) o volume da mistura é reduzido de Vi para Vf. A razão de compressão r é definida como r = Vi/Vf. Valores típicos de r para motores a gasolina e a álcool são, respectivamente, r(g) = 9 e r(a) = 11. A eficiência termodinâmica ( de um motor é a razão entre o trabalho realizado num ciclo completo e o calor produzido na combustão. A eficiência termodinâmica é função da razão de compressão e é dada por: ( ≈1-1/√r.
a) Quais são as eficiências termodinâmicas dos motores a álcool e à gasolina? b) Encontre a temperatura da mistura ar-álcool após a compressão (ponto f do diagrama). Considere a mistura como um gás ideal. (R. 67%; 810K)
		
15) Um mol de gás diatômico ideal passa pelo ciclo mostrado no diagrama pV da figura, onde V2 = 3V1. Determine, em termos de p1, V1, T1 e R: a) p2, p3 e T3; b) trabalho W, Q, (U e (S, para os três processos. (R. p2 = p1/3, p3 = p1 3 -7/5, T3 = T1 3-2/5; W1,2 = - RT1ln3, W2,3 = 0, W3,1 = 0,889RT1, Q1,2 = RT1ln3, Q2,3 = - 0,889 RT1, Q3,1 = 0, (U1,2 = 0, (U2,3 = - 0,889 RT1, (U2,3 = 0,889 RT1)