Gabarito P3

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Física 2 ­ FS2120
Prova 3 ­ 07 de dezembro 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 às questões Responda às questões somentesomente no espaço designado. Resoluções fora desseno espaço designado. Resoluções fora desse
espaço não serão consideradasespaço não serão consideradas. *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 jus0fica0vas 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. (2.5) Um oscilador harmônico simples é formado por um bloco de massa m = 0,500 kg preso a uma mola de constante elás!ca
k = 250 N/m. O bloco desliza em uma super�cie horizontal sem atrito com o ponto de equilíbrio em x = 0 m e uma amplitude de 
xm = 0,300 m. O gráfico da velocidade do bloco em função do tempo é mostrado na figura abaixo.
(a) (0.5) Determine a velocidade máxima do bloco.
(b) (0.5) Calcule o módulo e determine o sen0do da aceleração do bloco no instante t = T/4 s.
A par0r do instante t = , o sistema passa a oscilar em uma região onde b = 6,00 kg/s. 
(c) (0.5) Calcule o período de oscilação do movimento amortecido. 
(d) (1.0) Calcule a energia mecânica do sistema amortecido após 1 ciclo.
T t(s)
vmax
v(m/s)
—vmax
AZUL
Critérios gerais: Critérios gerais: ausência de unidade ou unidade incorreta: ‐0,2 no item
erro de conta 50% do valor do item.
Obs: Obs: critérios sujeitos a atualização durante a correção da prova.
0,5
0,5
0,5 ‐somente se usar T´
0,5 ‐ não propagar o erro de x(T´ )
0,3 ‐módulo / 0,2 ‐ sinal
(a) (0.5) Mostre que a pressão no ponto 2 vale p2 = 2,00 x10
5 Pa.
(b) (1.5) Calcule, para 1 ciclo, os calores Qq e Qf . Iden0fique claramente o sinal de cada um deles.
2. (5.0) Um gás ideal diatômico é subme!do aos processos mostrados no diagrama pV abaixo, onde o processo 1-2 é isotérmico.
p (105 Pa)
V (10-3 m3)
6,00
1,00 3,00
p2
1
2
3
Dados: calor específico da água: 4180 J/kg.K
calor específico do gelo: 2220 J/kg.K
calor latente de fusão do gelo: 333x103 J/kg
0,5 ‐somente mostrando o raciocínio
0,5 ‐ somente com o sinal correto
0,5 ‐ somente com o sinal correto
0,5 ‐ somente com o sinal correto
(c) (0.5) Calcule o coeficiente de desempenho do refrigerador.
(d) (0.5) Em qual dos processos, 1-2, 2-3 ou 3-1, ocorreu a maior variação, em módulo, da energia interna do gás? Jus0fique sua resposta.
(e) (0.5) O trabalho no ciclo, é realizado pelo gás ou sobre o gás? Jus0fique sua resposta.
(f) (1.5) Suponha que a cada ciclo o refrigerador re0re da fonte fria uma quan0dade de calor Q = 3659 J. Calcule a massa de água, em
temperatura inicial de 30,0oC, que é conver0da em gelo a —10oC em 1h, sabendo que são realizados 3 ciclos/s. 
Formulário Termodinâmica
0,5
0,5
0,5
0,5 ‐ para o valor correto da massa
1,0 ‐ montagem correta das equações com os
sinais corretos
3. (1.5) Uma onda senoidal que se propaga em uma corda é mostrada duas vezes na figura abaixo, antes e depois que o ponto A se
desloque 6,00 cm no sen!do nega!vo do eixo x em 5,00x10-3 s. Responda os itens abaixo em unidades do SI.
4. (1.0) Duas ondas senoidais com a mesma amplitude e o mesmo comprimento de onda se propagam simultaneamente em sen!dos
opostos em uma corda de comprimento L = 40,0 cm es!cada ao longo do eixo x. A onda estacionária resultante é mostrada na figura
abaixo. O intervalo de tempo entre o deslocamento máximo e mínimo do ponto A mostrado na figura é 5,00 x10 -3 s. Responda os itens
abaixo em unidades do SI.
(a) (0.5) Calcule a velocidade de propagação das ondas.
(a) (0.5) Calcule a velocidade de propagação da onda.
(b) (1.0) Escreva a equação que descreve essa onda.
(b) (0.5) Calcule a amplitude de oscilação do ponto P, onde xP = 8,00 cm.
x(cm)
40
AA
y(mm)
5
,0
0
x(cm)xP
ym-P
A
P
A
y(mm)
2
,4
0
Formulário
Oscilações forçadas
MHS - MHA
Ondas transversais Ondas estacionárias
0,5
0,2 para cada item: k, w, Xm, sinal, unidade
0,5
0,5