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gabarito exercicios fisica telecurso 200

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EP elÆstica = 1.125 Joules
4.4.4.4.4. Neste exercício, sabemos que existe atrito entre a criança e o escorregador.
TambØm nos Ø dado o valor do trabalho realizado pelo atrito. Sabemos que a
energia mecânica nªo se conserva nesse caso e que sua variaçªo Ø igual ao
trabalho realizado pela força de atrito. Assim, podemos usar:
DEM = - 600
Em final - Em inicial = - 600
(EC final + EP final) - (EC inicial + EP inicial) = 600
1
2
mvfinal
2 + 0 - (0 + m · g · h inicial) = - 600
1
2
50 × vfinal
2 - 50 · 10 · 2 = - 600
vfinal
2 =
2
50
(1.000 - 600)
vfinal
2 = 16
vfinal = 4 m/s
5.5.5.5.5. Se nªo houvesse atrito, a conservaçªo da energia mecânica seria:
DEM = 0
Em final - Em inicial = 0
(EC final + EP final) - (EC inicial + EP inicial) = 0
O que nos dÆ um valor para velocidade de 20 m/s, que Ø uma velocidade muito
superior ao caso em que houve atrito.
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Aula 17 - O momento do gol
1.1.1.1.1. Pela Figura, vŒ-se que a bola estava parada e adquiriu uma velocidade de 4 m/
s. Como conhecemos o valor da massa dessa bola e quando sua velocidade
variou, podemos aplicar a definiçªo de impulso. E, como a bola vai na mesma
direçªo da tacada, podemos calcular diretamente o módulo do impulso:
I = Dq = m bola · v final - m bola · v inicial = 0,15 · 4 - 0,15 · 0 = 0,6 Ns
I = 0,6 Ns
Conhecendo a duraçªo do impacto, podemos calcular o valor da força exercida
pelo taco na bola.
I = F · Dt = 0,6 Ns
Como o intervalo de tempo foi de 0,02 s temos entªo que
F = 
0,6
Dt
 N = 
0,6
0,02
 = 30 N
F = 30 N
2.2.2.2.2. Para saber a velocidade do Fusca, basta igualar as duas quantidades de
movimento:
q fusca = q caminhªo
mfusca · vfusca = mcaminhªo · vcaminhªo
1.500 · vfusca = 7.500 · 20
vfusca = 
150.000
1.500
v fusca = 100 m/s
Ou seja, a velocidade do Fusca terÆ que ser muito alta, da ordem de:
vfusca = 100 
m
s
 = 100 × 
10-3 km
1
3.600
Φ
ΗΓ
Ι
Κϑ h
 = 100 × 3.600 × 10-3 = 360 
km
h
3.3.3.3.3. Para calcular o impulso recebido pelo caminhªo, usamos a variaçªo da
quantidade de movimento (ver figura), jÆ que conhecemos a massa do Fusca
e a variaçªo da sua velocidade.
I = Dq = m fusca · v final - m fusca · v inicial = 1.500 · 0 - 1.500 · 10 = 15.000 Ns
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v f
vc = 0
vc = vc = 0
A velocidade final do fusca, após o acidente, Ø zero e, antes do acidente, era
36 km/h, ou seja, 10 m/s.
Para calcular a força do impacto, usamos a definiçªo de impulso:
I = F · Dt
F = 
I
Dt
 = 
150.000 Ns
0,1 s
 = 1.500.000 N = 15 ´ 105 N
que Ø uma força muito grande, equivalente a um peso de 150.000 kg, ou seja, 150
toneladas!
Aula 18 - Bola sete na caçapa do fundo
1.1.1.1.1. Podemos aplicar a conservaçªo da quantidade de movimento a essa situaçªo,
pois estamos querendo saber qual Ø a velocidade da espingarda logo após o
disparo. Entªo:
m B · vB depois + m E (-vE depois) = m B · vB antes + m E · vE antes
0,01 · 200 + 2 (-vE depois) = 0,01 · 0 + 2 · 0
vE depois = - 
2
2
vE depois = - 1
m
s
A velocidade da espingarda, depois do tiro, Ø de 1 m/s. Nªo esquecer que, como
estamos tratando com vetores, o sentido do movimento Ø fundamental; entªo,
como a bala e a espingarda tomam sentidos opostos, suas velocidades deverªo
ter sinais opostos.
ρ
v
caminhão = 0
ρ
vfusca = 0
ρ
v
caminhão = 0
ρ
vfusca =
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2.2.2.2.2. Quando o pescador começa a andar para a esquerda, a canoa começa a se
mover para a direita. Podemos entªo considerar que, inicialmente, a veloci-
dade, tanto da canoa como do pescador, era zero. Como a canoa deslizou
suavemente sobre a superfície lisa do lago, podemos considerar o atrito
desprezível; ou seja, na ausŒncia de forças externas que interfiram no movi-
mento da canoa e do pescador, podemos usar a conservaçªo da quantidade de
movimento:
mC · vC depois + m P · vP depois = mC · vC antes + mP · vP antes
Essa serÆ, entªo, a velocidade da canoa depois que pescador começou a andar.
Nªo esquecer que, como estamos tratando com vetores, o sentido do movimento
Ø fundamental; entªo, como o pescador e a canoa tomam sentidos opostos, suas
velocidades deverªo ter sinais opostos.
90 · vC depois + 60 · (- 0,5) = 90 · 0 + 60 · 0
90 · vC depois = 30 Þ v C depois = 
30
90
 @ 0,3 m/s
3.3.3.3.3. Podemos usar a conservaçªo da quantidade de movimento, pois nªo hÆ
açªo de nenhuma força externa ao sistema (foguete + combustível). Assim,
temos que:
m F · vF depois + mC · vC depois = mF · vF antes + mC · vC antes
5.000 vF depois + 500(-100) = 5.000 · 0 + 500 · 0
5.000 vF depois - 5.000 = 0
vF depois = 
5.000
5.000
vF depois = 1 m/s
que Ø a velocidade do foguete, após a queima do combustível. Nªo esquecer que,
como estamos tratando com vetores, o sentido do movimento Ø fundamental;
entªo como o foguete e a chama tomam sentidos opostos, suas velocidades
deverªo ter sinais opostos.
Aula 19 - O ar estÆ pesado
1.1.1.1.1. A altura da coluna seria 10 vezes menor.
2.2.2.2.2. a)a)a)a)a) 53 cmHg;
b)b)b)b)b) aproximadamente 0,7 atm;
c)c)c)c)c) 0,7 x 105 N/m2 ou 7,0 x 104 N/m2.
3.3.3.3.3. a)a)a)a)a) Volume 1.000 cm3, peso 15 N, densidade 1,5 g/cm3 ou 1,5 · 103 kg/m3;
b)b)b)b)b) basta dividir o peso pela Ærea de cada face: AA = 50 cm
2 ou 5 · 10-3 m2
e pA = 3.000 N/m
2,
AB= 100 cm
2 ou 1 · 10-2 m2 e pB = 1.500 N/m
2
AC = 200 cm
2 ou 2 · 10-2 m2
pC = 750 N/m
2.
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4.4.4.4.4. a)a)a)a)a) h (m) p (N/m2) p (atm)
 0 1,01 x 105 1,01
20 3,07 x 105 3,07
40 5,13 x 105 5,13
60 7,19 x 105 7,19
80 9,25 x 105 9,25
 100 11,31 x 105 11,31
b)b)b)b)b)
c) c) c) c) c) O resultado Ø uma reta, pois a pressªo varia linearmente com a profundidade
do líquido.
Aula 20 - No posto de gasolina
1.1.1.1.1. A altura da coluna h = 30 cm, portanto, a pressªo serÆ:
p = patm + pcoluna = 76 cmHg + 30 cmHg = 106 cmHg.
Fazendo uma regra de trŒs simples, obtØm-se facilmente p = 19,8 lb/pol2 que Ø,
aproximadamente, 1,40 kgf/cm2.
2.2.2.2.2. Basta medir o desnível entre as duas caixas, que Ø 29 metros. Portanto a
pressªo com que a Ægua chega à caixa do edifício serÆ igual à pressªo da coluna
de Ægua mais a pressªo atmosfØrica que estÆ acima dela.
P = Patm + dgh = 1,01 · 10
5 + 1.000 · 10 · 29 = 3,9 · 105 N/m2 ou 3,9 atm
3.3.3.3.3. a) Pelo Princípio de Pascal, a variaçªo de pressªo Ø igual nos dois pistıes.
Assim, o peso da galinha (Pgalinha) vai provocar uma variaçªo de pressªo no
líquido, variaçªo essa que dÆ origem a uma força capaz de segurar o
elefante e, portanto, igual a seu peso(Pelefante). Dessa forma, podemos
escrever:
D pelefante = D pgalinha
Pelefante/A1 = Pgalinha/A2
entªo:
A1
A2
 = 
16.000
20
 = 800
b) Se A2 = 10 cm
2, entªo A1 = 800 · 10 = 8.000 cm
2, ou 0,8 m2.
0
5,13
7,19
9,25
11,31
3,07
1,01
20 40 60 80 100
p (atm)
h (m)
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Aula 21 - Eureka!
1.1.1.1.1. a)a)a)a)a)
b)b)b)b)b) Ela parecerÆ mais leve devido ao empuxo: fora da Ægua existem só o peso da
pedra e a força do braço, mas, dentro da Ægua, existe o empuxo que ajuda a
empurrar