Física I Lista 01 Introdução e Medição 1

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UNIPAC – Universidade Presidente Antônio Carlos 
Disciplina: Física I 
Professor: Alisson R. Santos 
 
Lista de Exercícios 01 – Introdução e Medição Página 1 
Lista de Exercícios 01 
 
 
1. Suponha que os três padrões fundamentais do sistema métrico fossem comprimento, densidade e tempo, 
em vez de comprimento, massa e tempo. O padrão de densidade desse sistema deve ser definido como o 
da água. Quais considerações sobre a água seriam necessárias fazer para se certificar de que o padrão 
de densidade fosse o mais preciso possível? 
 
2. Por que o sistema métrico de unidades é considerado superior à maioria dos outros sistemas de 
unidades? 
 
3. Quais fenômenos naturais poderiam servir como padrões de tempo alternativos? 
 
4. O micrômetro (1 µm) também é chamado de mícron. 
a) Quantos mícrons tem 1,0 km? (Resposta: 109 µm) 
b) Que fração do centímetro é igual a 1,0 µm? (Resposta: 104 µm) 
c) Quantos mícrons tem uma jarda? (1 jarda = 3 pés; 1 pé = 30,48 cm) (Resposta: 9,1 x 105 µm) 
 
5. As dimensões das letras e espaços de um livro são expressas em termos de pontos e paicas: 12 pontos = 
1 paica e 6 paicas = 1 polegada (1 polegada = 2,54 cm). Se em uma das provas do livro uma figura 
apareceu deslocada de 0,80 cm em relação à posição correta, qual foi o deslocamento 
a) Em paicas? (Resposta: 1,9 paicas) 
b) Em pontos? (Resposta: 23 pontos) 
 
6. Em um certo hipódromo da Inglaterra, um páreo foi disputado em uma distância de 4,0 furlongs. Qual é a 
distância da corrida em 
a) Varas? (Resposta: 160 varas) 
b) Cadeias? (Resposta: 40 cadeias) 
(1 furlong = 201,168 m; 1 vara = 5,0292 m e uma cadeia = 20,117 m) 
 
 
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7. Um gry é uma antiga medida inglesa de comprimento, definida como 1/10 de uma linha; linha é uma outra 
medida inglesa de comprimento, definida como 1/12 de uma polegada. Uma medida comum nas editoras 
é o ponto, definido como 1/72 de uma polegada. Quanto vale uma área de 0,50 gry2 em pontos2? 
(Resposta: 0,18 pontos2) 
 
8. A Terra tem a forma aproximada de uma esfera com raio de 6,37 x 106 m. Determine: 
a) A circunferência da Terra em quilômetros; (Resposta: 4,00 x 104 km) 
b) A área da superfície da Terra em quilômetros quadrados; (Resposta: 5,10 x 108 km2) 
c) O volume da Terra em quilômetros cúbicos. (Resposta: 1,08 x 1012 km3) 
 
9. A ponte de Harvad, que liga o MIT às sociedades estudantis através do rio Charles, tem um comprimento 
de 364,4 Smoots mais uma orelha. A unidade de um Smoot se baseia no comprimento de Oliver Reed 
Smoot, Jr., classe de 1962, que foi carregado ou arrastado pela ponte para outros membros da sociedade 
Lambda Chi Alpha pudessem marcar (com tinta) comprimentos de 1 Smoot ao longo da ponte. As marcas 
têm sido refeitas semestralmente por membros da sociedade, normalmente em horários de pico, para que 
a polícia não possa interferir facilmente. (Os policiais podem ter ficado aborrecidos porque o Smoot não é 
uma unidade fundamental do SI, mas hoje em dia parecem ter aceito a unidade.) A figura mostra três 
segmentos da reta paralelos medidos em Smoots (S), Willies (W) e Zeldas (Z). Quanto vale uma distância 
de 50,0 Smoots 
a) Em Willies; (Resposta: 60,8 W) 
b) Em Zeldas. (Resposta: 43,3 Z) 
 
 
 
 
 
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10. A Antártida é aproximadamente semicircular, com um raio de 2000 km. A espessura média da cobertura 
de gelo é de 3000 m. Quantos centímetros cúbicos de gelo contém a Antártida? (Ignore a curvatura da 
Terra.) (Resposta: 1,900 x 1022 cm3) 
 
 
11. Os engenheiros hidráulicos dos Estados Unidos usam frequentemente, como unidade de volume de água, 
o acre-pé, definido como um volume de água suficiente para cobrir 1 acre de terra até uma profundidade 
de 1 pé. Uma forte tempestade despejou 2,0 polegadas de chuva em 30 min em uma cidade com área de 
26 km2. Que volume de água, em acres-pés, caiu sobre a cidade? (Resposta: 1,1 x 103 acre-pé) 
(1 acre = 43.560 pé2; 2 polegadas = 1/6 pé; 1 pé = 0,3048 m) 
 
12. Suponha que seu cabelo cresça na taxa de 1/32 in por dia. Encontre a taxa em que ele cresce em 
nanômetros por segundo (1 m = 39,37 in). (Resposta: 9,1 nm/s) 
 
13. Um carregador de minério move 1200 t/h de uma mina até a superfície. Converta isto para lb/s, usando 1 
ton = 2000 lb. (Resposta: 666,7 lb/s) 
 
14. Uma fortnight é uma simpática medida inglesa de tempo igual a 2,0 semanas (a palavra inglesa é uma 
contração de fourtenn nights, ou seja, quatorze noites). Esta é uma boa quantidade de tempo em 
companhia agradável, mas talvez uma dolorosa sequência de microssegundos em companhia 
desagradável. Quantos microssegundos existem em uma fortnight? (Resposta: 1,2 x 1012 µs) 
 
15. A planta com crescimento mais rápido de que se tem registro é a Hesperoyucca whipplei, que cresceu 3,7 
m em 14 dias. Qual foi sua taxa de crescimento em micrômetros por segundo? (Resposta: 3,1 µm/s) 
 
 
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16. Por cerca de 10 anos após a Revolução Francesa o governo francês tentou basear as medidas de tempo 
em múltiplos de dez: uma semana tinha 10 dias, um dia tinha 10 horas, uma hora consistia em 100 
minutos e um minuto consistia em 100 segundos. Quais são as razões 
a) Da semana decimal francesa para a semana comum? (Resposta: 1,43) 
b) Do segundo decimal francês para o segundo comum? (Resposta: 0,864) 
 
17. Um tempo de aula (50 min) é aproximadamente igual microsséculo. 
a) Qual é a duração de um microsséculo em minutos? (Resposta: 52,6 min) 
b) Usando a relação 
erro percentual = 100
real aproximado
real
 
 
 
, determine o erre percentual dessa 
aproximação. (Resposta: 4,9%) 
 
18. Uma pessoa em dieta deveria perder 2,3 kg por semana. Expresse a taxa de perda de massa em 
miligramas por segundo, como se a pessoa em regime pudesse sentir a perda segundo a segundo. 
(Resposta: 3,8 mg/s) 
 
19. O quilograma-padrão é um cilindro de platina-irídio com 39,0 mm de altura e 39,0 mm de diâmetro. Qual é 
a densidade do material? (Resposta: 2,15 x 104 kg/m3) 
 
20. A massa do planeta Saturno é 5,64 x 1026 kg, e seu raio é 6,00 x 107 m. Calcule a densidade média. 
(Resposta: 623 kg/m3) 
 
21. Uma grande companhia de motores exibe um modelo fundido de seu primeiro automóvel, feito de 9,35 kg 
de ferro. Para celebrar seu 100º aniversário de negócios, um trabalhador vai refundir o modelo em ouro 
partindo do molde original. Qual massa de ouro é necessária para fazer o novo modelo? (Dados: ferro é 
7,86 x 103 kg/m3 e ouro é 19,3 x 103 kg/m3) (Resposta: 23,0 kg) 
 
22. Qual massa de um material com densidade  é necessária para fazer uma casca esférica oca tendo raio 
interno r1 e raio externo r2? (Resposta:  3 32 14
3
r r  ) 
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23. No dia do seu casamento seu parceiro dá a você um anel de ouro de massa de 3,80 g. Cinqüenta anos 
mais tarde sua massa é 3,35 g. Na média, quantos átomos saíram do anel durante cada segundo de seu 
casamento? A massa atômica do ouro é de 197 u. (Resposta: 8,72 x 1011 átomos/s) 
 
24. O ouro, que tem uma massa específica de 19,32 g/cm3, é um metal extremamente dúctil e maleável, istoé, pode transformado em fios ou folhas muito finas. 
a) Se uma amostra de ouro, com 1,000 µm de espessura, qual é a área dessa folha? 
(Resposta: 1,430 m2) 
b) Se, em vez disso, o outro é transformado em um fio cilíndrico com 2,500 µm de raio, qual é o 
comprimento do fio? (Resposta: 72,84 km) 
 
25. A Terra tem uma massa de 5,98 x 1024 kg. A massa média dos átomos que compõem a Terra é 40 u. 
Quantos átomos existem na Terra? (Resposta: 9,0 x 1049) 
 
26. Um mol de átomos contém 6,02 x 1023 átomos. Qual é a ordem de grandeza do número de átomos que 
existem em um gato grande? As massas de um átomo de hidrogênio, de um átomo de oxigênio e de um 
átomo de carbono são 1,0 u, 16 u e 12 u, respectivamente. (Resposta: 1026) 
 
27. Um cubo de açúcar típico tem 1 cm de aresta. Qual é o valor da aresta de uma caixa cúbica com 
capacidade suficiente para conter um mol de cubos de açúcar? (Resposta: 8,4 x 105 m) 
 
28. Determine o número de átomos de hidrogênio necessários para obter 1,0 kg de hidrogênio. Um átomo de 
hidrogênio tem uma massa de 1,0 u. (Resposta: 6,0 x 1026) 
 
29. Quais das seguintes equações estão corretas dimensionalmente? 
a) 
axvv if 
 (Resposta: incorreta) 
b) 
   kxmy cos2
, onde 
12  mk
 (Resposta: correta) 
 
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30. a) Suponha que a equação x = At3 + Bt descreva o movimento de um objeto em particular, com x tendo a 
dimensão de comprimento e t, a dimensão de tempo. Determine as dimensões das constantes A e B. 
(Resposta: A => L/T3 e B=> L/T) 
b) Determine as dimensões da derivada dx/dt = 3At2 + B. (Resposta: L/T) 
 
31. Realize as seguintes operações aritméticas: 
a) A soma dos valores medidos: 756; 37,2; 0,83 e 2,5; (Resposta: 797) 
b) O produto 0,0032 x 356,3; (Resposta: 1,1) 
c) O produto 5,620 x π. (Resposta: 17,66) 
 
32. Quantos algarismos significativos tem os seguintes números: 
a) 78,9 ± 0,2, (Resposta: 3) 
b) 3,788 x 109, (Resposta: 4) 
c) 2,46 x 10-6, (Resposta: 3) 
d) 0,0053. (Resposta: 2) 
 
33. O raio de uma esfera sólida é medido como 6,50 cm, e sua massa é medida como 1,85 kg. Determine a 
densidade da esfera em quilogramas por metro cúbico. (Resposta: 1,61 x 103 kg/m3) 
 
34. Encontre a ordem de grandeza do número de bolas de pingue-pongue que caberiam em uma sala de 
tamanho típico (sem serem esmagadas). Em sua solução, coloque as grandezas que você mede ou 
estima e os valores que você supõe para elas. (Resposta: 106) 
 
35. Considera-se que um pneu de automóvel deva durar 50.000 milhas. Para uma ordem de grandeza, 
quantas voltas ele tem de dar? Em sua solução, coloque as grandezas que você mede ou estima e os 
valores que você supõe para elas. (Resposta: 107)