Lista de Exercícios

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LISTA DE EXERCÍCIOS 
Curso: Gestão Ambiental Turma: N2TAG1-210 
Data: 28/ 03 /2012 
 Disciplina: ICF201 Prof. Valcimar S. Andrade 
Nome: .................................................................................................................... Matrícula: .......................... 
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Leia as instruções com cuidado. 
Esta avaliação vale 10 pontos distribuídos em 10 questões; Toda a atividade deverá ser feita com caneta 
esferográfica; Não se esqueça de assinar a avaliação (caneta azul ou preta). Utilize os espaços reservados para as 
soluções de cada questão colocando a última resposta em destaque (retângulo). Havendo algum problema em 
alguma questão informe ao professor no momento de entrega da lista para que ele tome as providências 
necessárias. Atenção para os pequenos erros, pois como se trata de trabalho com consulta eles não serão tolerados, 
assim como a falta de clareza e organização das questões (habitue-se a essa organização e com a memória de 
cálculo). Serão desconsideradas questões sem os devidos cálculos, justificativas e argumentos físicos. Esta folha foi 
feita de modo a padronizar todos os trabalhos, evitando-se casos absurdos de folhas sujas, questões fora de ordem, 
etc. 
 
 
1ª Questão - O chamado método do flutuador (Figura I) permite estimar com relativa precisão a vazão de 
um curso de água. Basicamente o método consiste em medir a velocidade média de escoamento da água 
em um trecho do curso d'água previamente escolhido, com o auxílio de um flutuador e determinar a seção 
média do referido trecho. A vazão é dada por Q = A v, onde Q é a vazão, v a velocidade média e A a 
seção média do referido trecho. 
 
A velocidade média (v) é conseguida através dos seguintes 
coeficientes corretivos: 
 
- Para canais com paredes lisas (cimento) 
 v = 0,85 a 0,95 v1 
- Para canais com paredes pouco lisas (terra) 
 v = 0,75 a 0,85 v1 
- Para canais com paredes irregulares e vegetação no fundo 
 v = 0,65 a 0,75 v1 
 
 
 
O processo de medição de área em cursos d´água recebe o nome de batimetria. E deve ser considerada 
como a média da medição de pelo menos três seções, no trecho considerado (seção A, seção B e seção 
D entre A e B). Os cursos d'água naturais apresentam-se com seções muito irregulares. Quando se tratar 
de um pequeno córrego, pode-se enquadrar a figura numa seção geométrica conhecida (retângulo, 
trapézio, etc.). No caso da seção ser avantajada, pode-se subdividi-la em subseções, para se ter uma 
maior precisão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura I 
Utilizando um flutuador, determinou-se a velocidade da água em um trecho de 12,0 m de um curso d’água 
com paredes irregulares. Sabendo que a seção deste curso d’água apresenta a forma dada a seguir 
(dimensões em metros), calcular a vazão que nele escoa, sabendo que os tempos medidos para o 
deslocamento do flutuador foram de 10,5 s; 10,7 s; 11,0 s e 10,8 s. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2ª Questão – Uma prefeitura decidiu implantar uma série de barreiras 
eletrônicas para limitar a velocidade das vias. Tais barreiras consistem 
de 2 sensores instalados na pista, um computador e uma câmera 
(“pardal”). O princípio de funcionamento é simples: quando a roda toca 
o primeiro sensor (s1) dispara um cronômetro no computador, quando a 
roda toca o sensor 2 (s2) o cronômetro para. Através da distância entre 
os sensores e do intervalo de tempo o computador calcula a 
velocidade. Se a velocidade for maior que a permitida mais 10% o 
computador envia sinal para o pardal que tira foto do veículo, caso 
contrário não envia sinal algum. Suponha que um carro passe pela via e atravesse a distância entre os 
dois sensores em 0,1 segundo. O limite de velocidade na via é 60 km/h. Julgue se o veículo foi multado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3ª Questão – Um foguete para pesquisas meteorológicas é lançado verticalmente para cima. O 
combustível, que lhe imprime uma aceleração de 1,5 g (onde g é a aceleração da gravidade) durante um 
período de ½ minuto. (a) Qual seria a altitude máxima atingida pelo foguete, se pudéssemos desprezar a 
resistência do ar? (b) Com que velocidade (em m/s e km/h) e depois de quanto tempo, ele voltaria a atingir 
o solo? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4ª Questão – Um aspersor de irrigação possui uma mangueira e um bico que fica a 1,5 m acima do solo, 
inclinado segundo um ângulo de 30° com o chão. A mangueira tem bitola (seção transversal) com 
diâmetro de 3,2 mm. O jato de água emitido pela mangueira atinge um canteiro a 15 m de distância. 
 
(a) Com que velocidade o jato sai da mangueira? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(b) Que altura ele atinge? 
 
 
 
 
 
 
(c) Qual a vazão da mangueira? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5ª Questão – Para alguns produtores de grãos, sal e areia é comum a necessidade de se fazer montes 
em forma de cone com esses produtos, antes de um armazenamento final. Suponha que um trabalhador 
deseja empilhar um monte de areia, em forma de cone, dentro de uma área circular. O raio do círculo é R 
e nenhuma areia vaza para fora do círculo. Se é o coeficiente de atrito estático entre a camada de areia 
da superfície inclinada e a camada imediatamente abaixo (sobre a qual a camada superior pode deslizar): 
 
(a) Faça um esboço que represente a situação. 
 
 
 
 
 
 
 
(b) Mostre que o maior volume de areia que pode ser empilhado desta forma é 
 . 
 
 
 
 
 
 
 
 
6ª Questão – O dispositivo da figura ao lado gira em torno de um eixo vertical com 
velocidade angular . 
(a) Qual deve ser o valor de para que o fio de comprimento com a bolinha 
suspensa (massa ) faça um ângulo com a vertical? 
 
 
 
 
 
 
 
 
(b) Determine a tração ou tensão no fio para a situação do item a. 
 
 
 
 
 
 
7ª Questão - Considere a tabela abaixo com informações sobre lâmpadas incandescentes e lâmpadas 
fluorescentes: 
 
 
Lâmpada Potência Valor da Lâmpada 
Incandescente 60 W R$ 2,00 
Fluorescente 20 W R$ 18,00 
 
 
 
 
 
 
 
Segundo algumas informações técnicas a lâmpada fluorescente de 20W é capaz de fornecer o mesmo 
“brilho” (luminosidade) de uma lâmpada incandescente de 60W. Suponha a substituição de uma lâmpada 
incandescente por uma fluorescente. Se a concessionária cobra R$ 0,50 por KWh de energia e a lâmpada 
fica acesa 6 horas por dia, em quanto tempo (meses) haverá retorno do investimento (preço da lâmpada 
fluorescente) e início de lucro com a substituição da lâmpada? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8ªQuestão - A figura ao lado representa um fogão solar. A calota espelhada visa 
refletir a maior parte da radiação solar incidente sobre o foco, onde se coloca uma 
panela. Sendo o raio da calota igua a 1 m, desprezando-se a energia fornecida ao 
recipiente e considerando a constante solar igual a 1500 W/m2, determine em quanto 
tempo 1 litro de água vai ser aquecido entre 20 e 80º C. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9ª Questão – A constante solar, quantidade de energia solar que chega à Terra por unidade de tempo e 
área, acima da atmosfera é para um elemento de área perpendicular à direção dos raios solares, é de 1,36 
kW/m2. Para um elemento de área cuja normal faz um ângulo coma direção dos raios solares, ofluxo de 
energia varia com ). Sabe-se também que 23% da energia solar incidente sobre a água vão produzir 
evaporação. O calor latente de vaporização da água em temperatura ambiente (quantidade de calor 
necessária para vaporiza-la por unidade de massa) é 590 cal/g. Sabendo-se que 71% da superfície 
terrestre são cobertos por oceanos, estime a profundidade da camada de água dos oceanos que seria 
evaporada por dia por ação da energia solar que chega à Terra. Calcule o índice pluviométrico que 
supostamente ocorreria se toda essa água evapora caísse de modo uniforme sobre a superfície terrestre 
(ciclo hidrológico). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10ª Questão - A instalação elétrica de uma casa envolve várias etapas, desde a alocação dos dispositivos, 
instrumentos e aparelhos elétricos, até a escolha dos materiais que a compõem, passando pelo 
dimensionamento da potência requerida, da fiação necessária, dos eletrodutos*, entre outras. Para cada 
aparelho elétrico existe um valor de potência associado. Valores típicos de potências para alguns 
aparelhos elétricos são apresentados no quadro seguinte: 
 
A escolha das lâmpadas é essencial para obtenção de uma boa iluminação. A potência da lâmpada 
deverá estar de acordo com o tamanho do cômodo a ser iluminado. O quadro a seguir mostra a relação 
entre as áreas dos cômodos (em m2) e as potências das lâmpadas (em W), e foi utilizado como referência 
para o primeiro pavimento de uma residência. 
 
 
Considerando a planta baixa fornecida, com todos os aparelhos em funcionamento, a determine: 
 
(a) a potência total, em watts, do circuito residencial. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(b) a corrente total drenada do ponto de fornecimento para uma tensão de 120 V. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Os erros são no fim das contas princípios da verdade, pois se um homem não sabe o que uma coisa é, será um 
grande avanço saber o que ela não é. A experiência da análise do erro talvez seja a maior oportunidade de 
aprendizagem, seja no campo acadêmico, profissional ou na vida.”. 
 
 
BONS ESTUDOS !