Gabarito P1

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Física 2 - FS2120
Prova 1 - 21 de setembro de 2016
No. Seq.
Nome: ‐
Assinatura: Turma de teoria:
Consulta: NãoNão Calculadora: simples: Sim Sim α ‐ numérica: NãoNão
Celular: Desligado e guardado na frente da salaDesligado e guardado na frente da sala Duração da prova: 80 min80 min
Instruções: *Responda as questões somentesomente no espaço designado. *Mostre o raciocínio que o levou à
resposta e não escreva apenas o valor final encontrado. *Respostas desacompanhadas de suas resoluções
ou resoluções confusas nãonão serão consideradas. *Respostas sem jus.fica.vas plausíveis, quando solicitadas,
nãonão serão consideradas. *As unidades das grandezas devem ser indicadas corretamente em todas as
respostas. *Penalização de 0,2 pontos por ausência de unidade ou por unidade incorreta. Respostas com
“[SI]” após o valor numérico da grandeza serão consideradas incorretas. *O valor de cada item está
indicado. 
NOTA
1
2
3
4
Total
1. (2.0) Um calorímetro ideal contém Ma = 200 g de água e Mv = 15 g de vapor d´água em equilíbrio térmico. Coloca‐se então no
calorímetro uma certa quan'dade de gelo de massa Mg a uma temperatura Tg = 0
o
C. o que leva o sistema a um novo equilíbrio térmico
com Tf = 40,0
o
C. Todo o processo ocorre à pressão atmosférica. 
Revisão
(a) (1.0) Analise se as frases abaixo são verdadeiras ou falsas e assinale a alterna.va correta.
I. Para a.ngir o novo estado de equilíbrio, toda a água no calorímetro irá congelar. 
( ) Verdadeiro ( X ) Falso
II. Para a.ngir o novo estado de equilíbrio, toda o vapor d´água no calorímetro irá passar para o estado líquido. 
( X ) Verdadeiro ( ) Falso
III. Para a.ngir o novo estado de equilíbrio, parte da massa do gelo irá passar para o estado líquido e parte irá permanecer no estado
sólido. ( ) Verdadeiro ( X ) Falso
IV. Para a.ngir o novo estado de equilíbrio, a água, o vapor d´água e o gelo perdem calor.
( ) Verdadeiro ( X ) Falso
(b) (1.0) Determine a massa de gelo Mg que foi adicionada ao calorímetro. 
Dados: calor específico da água: 1,00 cal/g.
o
C calor específico do gelo: 0,50 cal/g.
o
C
calor específico do vapor: 0,48 cal/g.
o
C
calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g calor latente de vaporização da água: 540 cal/g
BRANCA
0,25 cada item 
Critérios gerais: Critérios gerais: ausência de unidade ou unidade incorreta: 
‐0,2 caso não indicado outro critério
erro de conta 50% do valor do item.
Obs: Obs: critérios sujeitos a atualização durante a correção da prova.
1,0 somente se todas as contas estiverem corretas
0,1 por cada calor considerado e com valor calculado
corretamente (considerar incorreto de usar o 
valor do calor específico errado)
2. (5.0) Uma massa m = 0,30 kgm = 0,30 kg, presa a uma mola de constante elás'ca kk11 = 33 N/m= 33 N/m (sistema 1), oscila em um movimento harmônico
simples (MHS) com período T1 conforme mostra a figura ao lado. A mesma massa m = 0,30 kgm = 0,30 kg, presa a uma outra mola de constante
elás'ca kk22 (sistema 2), oscila em um MHS com período T2 conforme mostra a figura ao lado. 
(a) (0.5) A energia mecânica dos dois sistemas é a mesma? Jus.fique sua
resposta.
(b) (1.0) Calcule a amplitude de oscilação do sistema 2sistema 2.
Formulário para a questão 2:
OU
0,5 somente se associar a velocidade máxima à 
energia mecânica
0,5
1,0 para o valor correto
1,0 para o valor correto
(c) (1.5) Calcule o módulo da força restauradora no sistema 1 sistema 1 no instante t = 1,0 st = 1,0 s. Nesse instante, a massa se move no sen.do
crescente ou decrescente do eixo x? Jus.fique sua resposta.
A par.r do instante t = 4T uma força viscosa proporcional à velocidade FF = = ‐‐ 2,5.v (N)2,5.v (N) passa a atuar no sistema 1sistema 1. 
(d) (0.5) Mostre que nesse caso o movimento do é subamortecidosubamortecido.
(e) (1.0) Mostre que o período do movimento amortecido vale TT ´´ = 0,65 s= 0,65 s.
(f) (0.5) Determine a variação da amplitude de oscilação após uma oscilação completa.
OU
1,0 para o valor correto de F
Considerar correto variações
numéricas razoáveis devido à
leitura do gráfico
0,5 somente com
justificativa correta
0,5
0,5
0,5
0,5
1,0
0,5
OU
0,5
4. (2.0) Cada um dos diagramas abaixo indica um possível processo termodinâmico que leva um gás ideal de um estado inicial para um
estado final.
(a) (1.0) Indique qual dos diagramas P‐V corresponde ao 
(a1) maior trabalho realizado sobre gás ( ) 1 (X ) 2 ( ) 3 ( ) 4
(a2) maior trabalho realizado pelo o gás. (X ) 1 ( ) 2 ( ) 3 ( ) 4
(b) (1.0) Para o diagrama 3, calcule o trabalho para que o gás vá do estado D para o estado A.
P (10
5
Pa)
V (10‐3 m3)
2,0
1,0
0,5
2,0 3,01,0
A
B
CD
P (10
5
Pa)
V (10‐3 m3)
2,0
1,0
0,8
2,0 3,01,0
A
B C
D
0,5
P (10
5
Pa)
V (10‐3 m3)
2,0
1,0
0,5
2,0 3,01,0
A
B C
D
0,5
P (10
5
Pa)
V (10‐3 m3)
2,0
1,0
0,5
2,0 3,01,0
A
B
C
D
0,5
diagrama 1 diagrama 2
diagrama 3 diagrama 4
A ‐ B: Isotérmico A ‐ B: Isotérmico
Dados: 
3. (1.0) Uma lâmina bimetálica é formada por dois materiais diferentes, A e B, como mostra a figura abaixo. Considere que essa lâmina
é subme'da a um aumento de temperatura ∆T e assinale a alterna'va correta:
(a) (X ) A extremidade direita D da lâmina irá se curvar na direção do ponto 1.
A
B
1
2
D
(b) ( ) A extremidade direita D da lâmina irá se curvar na direção do ponto 2.
(c) ( ) A extremidade direita D da lâmina irá permanecer na mesma posição.
(d) ( ) A extremidade direita D da lâmina irá oscilar entre os pontos 1 e 2.
Dados: 
Dados: Coeficiente de dilatação
térmica linear: 
αA = 6,4 x 10
‐6 oC ‐1
αB = 32 x 10
‐6 oC ‐1
1,0
0,5 cada item
0,2
0,2
0,4
0,2