FisicaBasicaVol I
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físicos acontecem próximos à superfície terrestre. 
Tabela 1 
Sistema físico Vizinhança que interage 
Pássaro voando (a) Terra (campo gravitacional) 
Peixe nadando (b) Terra (campo magnético) 
Carro derrapando na chuva (c) Nuvem carregada de cargas elétricas 
Ponteiro de uma bússola (d) ar 
Carga elétrica em repouso (e) velocidade do vento 
Carga elétrica em movimento (f) força elétrica 
Fóton ionizando a molécula d\u2019água (g) água 
Elétron ionizando a molécula d\u2019água (h) outros campos elétricos 
Satélite em órbita na Terra (i) peso 
 (j) velocidade 
 (h) outros campos magnéticos 
 (i) outros campos gravitacionais 
2. O piloto de uma moto atravessa descuidadamente o sinal vermelho de uma avenida de tráfego 
intenso. Para evitar a colisão com a moto, o motorista do carro (1) freia bruscamente, resultando um 
engavetamento entre 4 carros (veja a Figura 18). 
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(1) (2) (3) (4) 
Figura 18 - Figura do problema I.2. 
Assinale a(s) alternativa(s) que identifica(m) o causador dos danos físicos no veículo 3: 
a) A moto; b) A moto e o carro (2); c) O carro (2); 
d) O carro (2) e o carro (4); e) O carro (1) e o carro (4); f) O piloto; 
g) O motorista do carro (3). 
3. Uma das teorias sobre a origem do Universo é a teoria do Big-Bang. Essa teoria afirma que o 
universo iniciou a partir de uma grande explosão há, aproximadamente, 14 bilhões de anos, daí o 
nome Big-Bang. Supondo que nesse momento foram emitidas ondas eletromagnéticas viajando com 
a velocidade c = 3 x 105 km/s em todas as direções, determine: 
a) A distância em km mais longínqua do Big-Bang que a luz percorreu até os dias de hoje. 
b) Supondo que a luz se propaga em todas as direções com a mesma velocidade, determine o 
volume da esfera equivalente, também chamado espaço de Hubble23, que define nosso Universo 
observável. 
4. Determine a razão entre o volume ocupado pelo espaço vazio existente no interior de uma amostra 
sólida de alumínio de volume igual a 1cm3 e o volume total da amostra. Dados: 1 mol de átomos de 
alumínio possui 13 g. Considere a densidade do alumínio \u3c1 = 2,3 g/cm3 e o raio do átomo igual ao raio 
de Bohr.(veja o Exemplo 4). 
 
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 Edwin Hubble (1889-1953), astrônomo que descobriu o processo de expansão do universo. 
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5. Considere que a extensão do sistema solar seja equivalente a uma esfera de raio igual ao raio da 
órbita do planeta anão mais distante (Plutão), isto é, igual a RP = 5,9 x 10
9 km, e que esta esfera fosse 
equivalente ao tamanho de um grão de areia de forma esférica de raio igual a 0,1mm. Avalie de 
quanto deverá ser o raio da esfera de Hubble, comparado ao grão de areia. (Veja a definição da esfera 
de Hubble no problema 3). Com essas considerações o sistema solar poderia ser considerado uma 
partícula? 
6. Considere o comprimento de um carro de Fórmula-I igual a 3 m e o comprimento da trajetória de 
um circuito fechado de uma pista de corrida igual a 1500 m. Determine o número mínimo de voltas 
necessário em uma competição para que um carro de corrida possa ser considerado como partícula 
(\u3b4= 0,001). 
7. Verifique se os objetos de interesse podem ser considerados como partícula nos experimentos 
seguintes (leia o texto do Exemplo 5, e considere \u3b4=0,01): 
\u2022 Ao determinar a posição de um avião de 15 m de comprimento, quando se movimenta em uma 
pista de 1 km de comprimento; 
\u2022 Ao determinar o tempo que a Lua fica totalmente oculta durante um eclipse; 
\u2022 Ao determinar a velocidade média de uma bola de futebol de diâmetro igual a 30 cm, ao descer 
rolando uma rampa inclinada de 200 m de comprimento; 
\u2022 Ao analisar o período de oscilação dos braços de pessoas andando. 
8. Uma criança, quando enche com a boca uma bexiga, está acrescentando matéria em seu interior 
que são as moléculas de ar. Defina o ar no interior da bexiga como um sistema físico e identifique na 
coluna da direita da Tabela 2 a variável de estado que caracteriza a propriedade física correspondente 
do sistema. 
Identifique qual das propriedades físicas listadas na coluna da esquerda da Tabela 2 que não são 
modificadas quando: 
a) A criança pressiona com os pés a bexiga apoiada no chão; 
b) A bexiga é introduzida no interior de uma geladeira; 
c) A bexiga é mantida próxima a uma lareira acesa; 
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d) A bexiga é colocada no interior de um elevador em queda livre; 
e) A bexiga é levada do alto de um morro até o nível do mar; 
f) Um pequeno orifício é feito na bexiga permitindo o vazamento do ar lentamente. 
Tabela 2 
Propriedade Física do Sistema Variável de estado 
extensão (tamanho) Temperatura 
agitação das moléculas pressão 
colisão das moléculas mol 
quantidade de matéria volume interno da bexiga 
9. Os sistemas físicos são constituídos de matéria e energia. A energia se apresenta nas formas de 
configuração, as quais dependem da posição relativa entre os elementos que compõem o sistema e 
do tipo de interação entre eles, e em energia de movimento, que aparece nos elementos que 
apresentam movimento de translação e/ou rotação. Identifique nos sistemas físicos abaixo quais 
tipos de energia de configuração e/ou de movimento estão sendo modificados: 
a) Uma mola sendo deformada; 
b) Uma nave pousando na Terra; 
c) Um capacitor sendo carregado por cargas elétricas; 
d) Uma porção de água sendo aquecida; 
e) Uma porção de gelo fundindo. 
10. Um homem come uma barra de chocolate (que contém energia armazenada) e sobe uma escada 
distanciando-se do centro da Terra. Em seguida permanece no alto da escada por muito tempo 
ficando com fome e fraco, e cai da escada até o chão. Explique, para cada etapa dos eventos, as 
transformações entre os diferentes tipos de energia. 
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11. Uma das propriedades da matéria é a sua resistência às mudanças do estado de seu movimento 
(inércia). Para que o estado de movimento de um objeto se modifique é necessário que haja alguma 
interação com a vizinhança. Essa interação pode ser de natureza gravitacional, elétrica, magnética ou 
nuclear. 
Suponha que um astronauta esteja flutuando e em repouso com relação ao interior de uma nave 
espacial, que está em órbita estável em torno de um planeta, podemos afirmar que: 
a) Apenas a nave está submetida à interação de natureza gravitacional; 
b) Nenhuma interação está ocorrendo entre o astronauta e a nave; 
c) A nave e o astronauta estão submetidos à interação gravitacional. 
d) Se os foguetes da nave forem acionados, acelerando-a, o astronauta ficará submetido a 
interações de natureza gravitacional e eletromagnética. 
e) A interação sobre o astronauta flutuando é, predominantemente, de natureza 
gravitacional. 
 
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Capítulo II - Simetrias e Conservações 
 
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Simetrias, conservações e predições 
É interessante observar nos jornais diários a necessidade que as pessoas têm de saber o futuro. 
Normalmente, a primeira