Engenharia 6bim P7 2 gabarito

Prévia do material em texto

AVALIAÇÃO​ ​PRESENCIAL 
 
curso: ​Engenharia​ ​–​ ​Ciclo ​ ​Básico bimestre:​ ​6º ​ ​bimestre data: ​ ​​ ​​ ​​ ​​/​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​/2017 
P7-2 polo: aplicador responsável: turma/ período: 
nome: RA​: 
 
Utilize​ ​preferencialmente​ ​folhas​ ​sulfite,​ ​identificando​ ​cada​ ​uma​ ​delas,​ ​frente​ ​e​ ​verso,​ ​com​ ​seu​ ​R.A. 
Evite​ ​escrever​ ​no​ ​canto​ ​superior​ ​direito​ ​das​ ​folhas​ ​de​ ​resposta.​ ​Boa​ ​prova! 
 
Disciplina: Química NOTA ​ ​(0-10): 
 
● Você pode utilizar tabela periódica, tabela de eletronegatividade, diagrama de orbitais, tabelas de 
potencial​ ​de​ ​redução. 
 
Questão​ ​1​ ​(2,5​ ​pontos) 
O​ ​que​ ​é​ ​afinidade​ ​eletrônica?​ ​Na​ ​Tabela​ ​Periódica,​ ​quais​ ​são​ ​os​ ​elementos​ ​de​ ​maior​ ​afinidade​ ​eletrônica? 
 
Questão​ ​2​ ​(2,5​ ​pontos) 
O​ ​que​ ​caracteriza​ ​um​ ​sólido​ ​molecular?​ ​O​ ​que​ ​diferencia​ ​um​ ​sólido​ ​molecular​ ​de​ ​um​ ​sólido​ ​covalente? 
 
Questão​ ​3​ ​(2,5​ ​pontos) 
Anéis​ ​de​ ​prata​ ​tendem​ ​a​ ​escurecer​ ​com​ ​o​ ​passar​ ​do​ ​tempo​ ​em​ ​função​ ​da​ ​reação​ ​da​ ​prata​ ​com​ ​oxigênio. 
Para​ ​limpá-los,​ ​costuma-se​ ​aquecer​ ​os​ ​anéis​ ​em​ ​uma​ ​panela​ ​de​ ​alumínio​ ​contendo​ ​água​ ​e​ ​detergente,​ ​o 
que​ ​causa​ ​a​ ​regeneração​ ​da​ ​prata. 
 
a) Escreva​ ​as​ ​reações​ ​químicas​ ​envolvidas​ ​nesse​ ​processo. 
b) Quem​ ​é​ ​o​ ​ânodo​ ​no​ ​processo​ ​de​ ​regeneração​ ​da​ ​prata? 
c) Qual​ ​das​ ​duas​ ​espécies​ ​(Ag​+​​ ​ou​ ​Al​3+​)​ ​possui​ ​o​ ​maior​ ​potencial​ ​de​ ​redução? 
 
Justifique​ ​suas​ ​respostas. 
 
Questão​ ​4​ ​(2,5​ ​pontos) 
Discuta​ ​as​ ​afirmações​ ​que​ ​se​ ​seguem: 
 
a) A​ ​dopagem​ ​eletrônica​ ​é​ ​o​ ​aumento​ ​da​ ​pureza​ ​de​ ​um​ ​material​ ​para​ ​que​ ​ele​ ​se​ ​torne​ ​mais​ ​condutor. 
b) Os​ ​melhores​ ​semicondutores​ ​são​ ​aqueles​ ​constituídos​ ​por​ ​elementos​ ​que​ ​contêm​ ​3​ ​ou​ ​5​ ​elétrons 
em​ ​sua​ ​última​ ​camada. 
c) Enquanto​ ​um​ ​semicondutor​ ​tipo​ ​N​ ​recebe​ ​este​ ​nome​ ​por​ ​ser​ ​constituído​ ​de​ ​nitrogênio, 
semicondutores​ ​do​ ​tipo​ ​P​ ​são​ ​aqueles​ ​constituídos​ ​principalmente​ ​por​ ​fósforo. 
 
 
1 
 
Disciplina: Mecânica​ ​Geral NOTA ​ ​(0-10): 
 
● Atenção:​ ​Escolher​ ​3​ ​dentre​ ​as​ ​quatro​ ​questões​ ​abaixo. 
● Cada​ ​questão​ ​vale​ ​3,33. 
● Quando​ ​não​ ​explicitado,​ ​as​ ​grandezas​ ​são​ ​expressas​ ​no​ ​SI. 
● Algumas​ ​fórmulas​ ​relevantes​ ​podem​ ​ser​ ​encontradas​ ​no​ ​texto. 
● As​ ​respostas​ ​podem​ ​ser​ ​dadas​ ​em​ ​termos​ ​de​ ​raiz​ ​quadrada,​ ​seno​ ​e​ ​cosseno​ ​de​ ​ângulos. 
● É​ ​permitido​ ​o​ ​uso​ ​das​ ​calculadoras. 
 
 
Questão​ ​1 
Uma moeda de raio R e massa gira em torno de um eixo xo que passa pelo seu centro 
e é perpendicular a ela. Aplicando-se uma força na parte externa da moeda variável com o tempo (e a uma 
distância​ ​R​ ​do​ ​seu​ ​centro)​ ​​ ​constata-se​ ​que​ ​o​ ​deslocamento​ ​angular​ ​é​ ​dado​ ​por​ ​​ ​ . 
 
a) Determinar​ ​a​ ​velocidade​ ​angular​ ​da​ ​moeda. 
b) Determinar​ ​a​ ​aceleração​ ​angular​ ​da​ ​moeda. 
c) Calcular​ ​o​ ​momento​ ​angular​ ​da​ ​moeda​ ​em​ ​função​ ​do​ ​tempo. 
d) Como​ ​a​ ​força​ ​aplicada​ ​varia​ ​com​ ​o​ ​tempo? 
 
 
 
Questão​ ​2 
Uma haste metálica delgada de comprimento d e massa M pode girar livremente 
em torno de um eixo horizontal, que a atravessa perpendicularmente, à distância 
d/4​ ​de​ ​uma​ ​extremidade.​ ​A​ ​haste​ ​é​ ​solta​ ​a​ ​partir​ ​do​ ​repouso,​ ​na​ ​posição​ ​horizontal. 
 
a) Calcule o momento de inércia I da haste com respeito ao eixo em torno do 
qual​ ​ela​ ​gira. 
b) Calcule​ ​a​ ​velocidade​ ​angular​ ​ω​ ​adquirida​ ​pela​ ​haste​ ​após​ ​ter​ ​girado​ ​de​ ​um​ ​ângulo​ ​θ​ ​(gura​ ​abaixo) 
 
Observação​:​ ​Para​ ​facilitar,​ ​utilize​ ​a​ ​conservação​ ​da​ ​energia​ ​do​ ​corpo​ ​rígido. 
 
 
Questão​ ​3 
Na figura abaixo, representamos uma placa circular de raio R e massa M que é colocada em movimento 
num plano (uma mesa). Seu centro de massa (o ponto laranja da figura) se desloca a uma velocidade 
ao longo do eixo . Além desse movimento, ela exibe um movimento de rotação em torno do seu eixo de 
simetria​ ​(o​ ​eixo​ ​z)​ ​com​ ​velocidade​ ​angular . 
 
a) Calcule​ ​o​ ​momento​ ​de​ ​inércia​ ​do​ ​disco. 
b) Calcule​ ​o​ ​momento​ ​angular​ ​do​ ​mesmo. 
c) Calcule​ ​a​ ​energia​ ​total​ ​do​ ​disco. 
d) Utilizando o teorema dos eixos paralelos, determine o 
momento de Inércia em torno de um eixo que passa por um 
2 
 
 
ponto​ ​a​ ​uma​ ​distância​ ​ ​ ​do​ ​eixo​ ​de​ ​simetria​ ​do​ ​disco​ ​(vide​ ​figura). 
 
 
3 
 
Questão​ ​4 
Um sistema de três partículas consiste de massas e posições 
cujas​ ​coordenadas​ ​ ​ ​são​ ​especificadas​ ​como​ ​segue: 
 
 
 
Determine o momento angular do sistema quando elas giram com velocidade angular em torno de um 
eixo​ ​passando​ ​pela​ ​partícula​ ​1​ ​e​ ​perpendicular​ ​a​ ​elas.​ ​(Vide​ ​figura). 
 
 
___________________ 
Formulário 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
 
​ ​GABARITO 
 
 
curso: ​Engenharia​ ​–​ ​Ciclo ​ ​Básico bimestre: ​6​o​​ ​bimestre P7-2 
 
Disciplina: Química NOTA ​ ​(0-10): 
 
Questão​ ​1 
Afinidade​ ​eletrônica​ ​é​ ​a​ ​energia​ ​liberada​ ​por​ ​um​ ​átomo,​ ​no​ ​estado​ ​fundamental​ ​e​ ​em​ ​fase​ ​gasosa,​ ​ao 
receber​ ​um​ ​elétron.​ ​/​ ​A​ ​quantidade​ ​mínima​ ​de​ ​energia​ ​para​ ​remover​ ​um​ ​elétron​ ​de​ ​um​ ​ânion​ ​para​ ​gerar​ ​um 
átomo​ ​neutro. 
Os​ ​elementos​ ​de​ ​maios​ ​afinidade​ ​eletrônica​ ​são​ ​aqueles​ ​que​ ​se​ ​encontram​ ​no​ ​grupo​ ​17​ ​e​ ​acima​ ​na 
tabela​ ​periódica. 
 
Valor:​ ​2​ ​pontos.​ ​1​ ​para​ ​cada​ ​item. 
 
Questão​ ​2 
Um​ ​sólido​ ​molecular​ ​é​ ​aquele​ ​que​ ​apresenta​ ​forças​ ​intermoleculares​ ​entre​ ​suas​ ​partículas.​ ​Essas​ ​forças 
podem​ ​ser​ ​de​ ​dispersão,​ ​dipolo​ ​-​ ​dipolo​ ​e​ ​ligações​ ​de​ ​hidrogênio.​ ​Já​ ​um​ ​sólido​ ​covalente​ ​apresenta​ ​ligações 
covalentes​ ​entre​ ​suas​ ​partículas. 
 
Valor:​ ​2​ ​pontos.​ ​1​ ​para​ ​cada​ ​explicação. 
 
Questão​ ​3 
 
a) Ag​+​(aq)+​ ​e​-​​ ​-->​ ​Ag(s) (Redução​ ​da​ ​prata) 
Al(s)​ ​-->Al​3+​​ ​+​ ​3e​- (Oxidação​ ​do​ ​alumínio) 
Ag​+​(aq)​ ​+​ ​Al(s)​ ​-->Al​3+​+​ ​Ag(s)​ ​(Equação​ ​global​ ​do​ ​processo) 
b) O​ ​ânodo​ ​é​ ​o​ ​eletrodo​ ​no​ ​qual​ ​há​ ​oxidação​ ​(perda​ ​de​ ​elétrons).​ ​Assim,​ ​o​ ​alumínio​ ​é​ ​o​ ​ânodo. 
c) Como neste processe observa-se que a prata é a espécie reduzida, ela é quem possui o maior 
potencial​ ​de​ ​redução. 
 
Valor:​ ​3​ ​pontos.​ ​1​ ​para​ ​cada​ ​item. 
 
Questão​ ​4 
 
a) A​ ​afirmação​ ​é​ ​falsa.​ ​A​ ​dopagem​ ​eletrônica​ ​​consiste​ ​no​ ​procedimento​ ​de​ ​adição​ ​de​ ​impurezas 
químicas​ ​a​ ​um​ ​elemento​ ​semicondutor​ ​para​ ​transformá-lo​ ​num​ ​elemento​ ​mais​ ​condutor​. 
b) A​ ​afirmação​ ​é​ ​falsa.​ ​Os​ ​melhores​ ​semicondutores​ ​são​ ​aqueles​ ​constituídos​ ​por​ ​elementos​ ​que 
contêm​ ​4​ ​elétrons​ ​em​ ​sua​ ​última​ ​camada. 
c) A​ ​afirmação​ ​é​ ​falsa.​ ​Semicondutores​ ​do​ ​tipo​ ​N​ ​são​ ​aqueles​ ​formados​ ​pela​ ​adição​ ​de​ ​fósforo​ ​ou 
arsênio​ ​ao​ ​silício.​ ​O​ ​nome​ ​N​ ​provém​ ​da​ ​negatividade​ ​gerada​ ​da​ ​carga​ ​negativa​ ​existente. 
Semicondutores​ ​do​ ​tipo​ ​P​ ​são​ ​aqueles​ ​formados​ ​pela​ ​adição​ ​de​ ​boro​ ​ou​ ​gálio​ ​ao​ ​silício.​ ​Esta 
5 
 
adição​ ​cria​ ​lacunas,​ ​que​ ​conduzem​ ​corrente,​ ​e​ ​a​ ​ausência​ ​de​ ​um​ ​elétron​ ​cria​ ​uma​ ​carga 
positiva,​ ​e,​ ​por​ ​isso,​ ​estes​ ​semicondutores​ ​recebem​ ​o​ ​nome​ ​de​ ​tipo​ ​P. 
 
Valor:​ ​3​ ​pontos.​ ​1​ ​para​ ​cada​​item. 
 
 
Disciplina: Mecânica​ ​Geral NOTA ​ ​(0-10): 
 
 
Questão​ ​1 
a)​ ​velocidade​ ​angular​ ​da​ ​moeda. 
De​ ​acordo​ ​com​ ​os​ ​dados 
 
Portanto, 
 
 
b)​ ​aceleração​ ​angular​ ​da​ ​moeda. 
 
c)​ ​momento​ ​angular​ ​da​ ​moeda​ ​em​ ​função​ ​do​ ​tempo. 
 
Portanto: 
 
d)​ ​Como​ ​a​ ​força​ ​aplicada​ ​varia​ ​com​ ​o​ ​tempo? 
 
 
 
Ou​ ​ainda,​ ​vetorialmente, 
 
 
 
 
 
6 
 
 
Questão​ ​2 
 
a) Calcule​ ​o​ ​momento​ ​de​ ​inércia​ ​I​ ​da​ ​haste​ ​com​ ​respeito​ ​ao​ ​eixo​ ​em​ ​torno​ ​do​ ​qual​ ​ela​ ​gira. 
 
 
Ou​ ​seja, 
​ ​ 
Utilizando​ ​o​ ​teorema​ ​dos​ ​eixos​ ​paralelos,​ ​obtemos 
 
 
b) Calcule​ ​a​ ​velocidade​ ​angular​ ​ω​ ​adquirida​ ​pela​ ​haste​ ​após​ ​ter​ ​girado​ ​de​ ​um​ ​ângulo​ ​θ​ ​. 
Quando​ ​solta​ ​na​ ​posição​ ​horizontal,​ ​sua​ ​energia​ ​total​ ​é​ ​nula: 
 
 
Na​ ​posição​ ​associada​ ​à​ ​coordenada​ ​ ,​ ​a​ ​energia​ ​potencial​ ​é​ ​dada​ ​por: 
 
 
Nessa​ ​posição,​ ​sua​ ​energia​ ​cinética​ ​é 
 
Pela​ ​conservação​ ​da​ ​energia​ ​podemos​ ​escrever 
 
Ou​ ​seja, 
 
Donde​ ​concluímos​ ​que 
 
 
 
 
7 
 
Questão​ ​3 
a)​ ​Calcule​ ​o​ ​momento​ ​de​ ​inércia​ ​do​ ​disco. 
 
A​ ​densidade​ ​superficial​ ​de​ ​massa​ ​ ​ ​é: 
 
Portanto,​ ​em​ ​coordenadas​ ​polares: 
 
Logo: 
 
b)​ ​Calcule​ ​o​ ​momento​ ​angular​ ​do​ ​mesmo. 
 
c)​ ​Calcule​ ​a​ ​energia​ ​total​ ​do​ ​disco. 
 
Ou​ ​seja, 
 
d) Utilizando o teorema dos eixos paralelos, determine o momento de Inércia, em torno de um eixo que 
passa​ ​por​ ​um​ ​ponto​ ​a​ ​uma​ ​distância​ ​R​ ​do​ ​eixo​ ​de​ ​simetria​ ​do​ ​disco​ ​(vide​ ​figura). 
É​ ​dado​ ​por: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
 
Questão​ ​4 
 
 
Com 
 
 
Obtemos​ ​assim 
 
 
Portanto​ ​o​ ​momento​ ​angular​ ​total​ ​é 
 
 
 
 
 
9