Física 2

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Física 2 - NF3120
Prova 3 - 14 de junho de 2017
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. Resoluções fora desse espaçoResoluções fora desse espaço
não serão consideradasnão serão consideradas. *Nas questões dissertaivas, mostre o raciocínio que o levou à resposta e
não escreva apenas o valor final encontrado. *Nas questões dissertaivas, respostas desacompanhadas
de suas resoluções ou resoluções confusas nãonão serão consideradas. *Respostas sem jusificaivas
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. *Se necessário, use g = 10,0 m/sg = 10,0 m/s22.
Formulário
Oscilações 
Ondas transversais Ondas estacionárias
Termodinâmica
NOTA
1
2
Total
Te
st
e
s
A
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.
Teste 2: um sistema massa-mola é colocado em um meio viscoso
de constante de amortecimento bb. Esica-se a mola de uma certa
elongação inicial xxmm e o bloco é abandonado com velocidade inicial
nula. Nestas condições, verifica-se que o sistema é criicamentecriicamente
amortecidoamortecido. Analise as afirmações abaixo e assinale a alternaiva
correta.
(a) Todas as afirmações são verdadeiras
(b) Todas as afirmações são falsas
(c) Somente as afirmações I e II são falsas
(d) Somente as afirmações I e III são falsas
(e) Somente as afirmações II e III são verdadeiras
I. Se aumentarmos a elongação inicial xxmm da mola, o sistema passa
a ser subamortecidosubamortecido.
II. Se diminuirmos a massa mm do sistema, ele passar a ser
superamortecidosuperamortecido.
III. Se aumentarmos a constante elásica KK da mola, o sistema passa
a oscilar.
Teste 1: A figura abaixo mostra a energia potencial de um sistema massa-mola horizontal. Um bloco de massa m = 5,0 kgm = 5,0 kg está preso
a uma mola de constante elásica k k e oscila com uma amplitude xxmm = 50 cm= 50 cm. Analise as afirmações abaixo e assinale a alternaiva
correta.
I. A velocidade do bloco na posição x = 25 cmx = 25 cm vale 0,9 m/s0,9 m/s
II. A constante elásica da mola vale 64 N/m64 N/m.
III. Na posição x = 25 cmx = 25 cm a aceleração do bloco vale — 0,05.k (m/s— 0,05.k (m/s22))
 — 50 — 25 25 50 x (cm)
Ep (J)
0
8,0
(a) Todas as afirmações são verdadeiras
(b) Todas as afirmações são falsas
(c) Somente as afirmações I e II são verdadeiras
(d) Somente as afirmações I e III são verdadeiras
(e) Somente as afirmações II e III são verdadeiras
Teste 3: Uma onda senoidal transversal com comprimento de onda λλ = 20 cm= 20 cm está se propagando no senido posiivo do eixo OxOx. A
velocidade transversal de uma parícula situada em x = 0 mx = 0 m em função do tempo é descrita pelo gráfico abaixo. Analise as afirmações
abaixo e assinale a alternaiva correta.
I. A frequência da onda vale 1,67 Hz1,67 Hz
II. A amplitude da onda vale 0,020 m0,020 m
III. A velocidade de propagação da onda vale 2,0 cm/s2,0 cm/s
2,0
— 2,0
t(s)
0,6
vy (cm/s)
(a) Todas as afirmações são verdadeiras
(b) Todas as afirmações são falsas
(c) Somente as afirmações I e II são verdadeiras 
(d) Somente as afirmações I e III são verdadeiras
(e) Somente as afirmações II e III são falsas
Instruções: Essa parte da prova contém 6 testes6 testes de múlipla escolha. Para cada questão, existe somente uma
alternaiva correta. Cada teste vale 1,0 ponto1,0 ponto. Assinale claramente sua resposta a canetaa caneta; respostas a lápis e
não evidenciadas de forma clara não serão consideradas. Faça suas contas com 3 algarísmos significaivos3 algarísmos significaivos
Leia antes de iniciar
X
X
X
Teste 4: Os recipientes A e B possuem o mesmo volume constante
VV e estão, inicialmente, a uma mesma temperatura TT ii , mas,
enquanto o recipiente A contém nn mols de um gás monoatômicomonoatômico,
o recipiente B contém nn mols de um gás diatômicodiatômico. Cada um dos
recipientes recebe uma mesma quanidade QQ de calor. Sobre as
variações das energias internas dos gases nos dois recipientes, é
correto afirmar que:
(a) ΔE(int-B) > ΔE(int-A)
(b) ΔE(int-B) = ΔE(int-A)
(c) ΔE(int-B) < ΔE(int-A)
(d) Não é possível avaliar as variações das energias internas dos
dois recipientes.
(e) Não há variação de energia interna em nenhum dos dois
recipientes.
Teste 5: Um refrigerador de Carnot extrai 50,0 kJ50,0 kJ na forma de
calor de uma câmara frigorífica a —— 1155 ooCC, por ciclo. A temperatura
ambiente da sala é 2255 ooCC. Sabendo que o refrigerador realiza
1515 ciclos por segundociclos por segundo, sua potência vale:
(a) 116 kW
(b) 7,76 kW
(c) 50,0 kW
(d) 6,45 kW
(e) 3,20 kW
Teste 6: Uma barra de ferro (k = 67 W/m.Kk = 67 W/m.K) e uma barra de aço
(k = 14 W/m.Kk = 14 W/m.K) cada uma com 30,0 cm30,0 cm de comprimento e 5,05,0 cmcm
de diâmetro, são colocadas em contato pelas extremidades. A
extremidade livre da barra de ferro é manida a 252500 ooCC e a
extremidade livre da barra de aço é manida a 2200 ooCC. A temperatura
na junção ferro-aço no regime estacionário vale:
(a) 135oC
(b) 105oC
(c) 200oC
(d) 70oC
(e) 210oC
X
X
X
2. (2.0) Um mol de um gás monoatômicomonoatômico é submeido aos processos termodinâmicos mostrados no diagrama abaixo. Ele está
inicialmente, no estado AA e sofre uma expansão adiabáica para um estado BB. Em seguida, o gás é comprimido isotermicamente até
um estado CC, apresentando mesmo volume que o estado AA. Finalmente, um processo isocórico leva o gás de volta ao estado inicial AA.
(c) (1.0) Calcular a eficiência, no caso do ciclo corresponder ao de uma máquina térmica ou o
coeficiente de desempenho, no caso do ciclo corresponder ao de um refrigerador.
p
 (
x1
0
5
P
a
)
V (x10—3 m3)
(a) (0.5) Indique os processos durante os quais o sistema (resposta a caneta):
absorve calor ( ) AB ( ) BC ( ) CA 
rejeita calor ( ) AB ( ) BC ( ) CA 
1. (2.0) Um bloco de massa m = 0,050 kg m = 0,050 kg está oscilando acoplado a uma mola de constante elásica kk. A velocidade máxima do bloco
vale vvmaxmax = 0,15 m/s= 0,15 m/s e ele leva 0,250 s0,250 s para se deslocar entre as posições máximas posiiva (+ xxmaxmax) e negaiva (— xxmaxmax). 
(a) (0.5) Calcule o valor da constante elásica da mola.
(c) (1.0) Em um determinado instante de tempo tt11, a aceleração da parícula vale aa11 (t) = — 0,25.a(t) = — 0,25.amaxmax. Em um determinado instante
de tempo tt22 > t> t11 a aceleração da parícula vale aa22 (t) = 0,50.a(t) = 0,50.amaxmax. Represente no diagrama abaixo a posição do bloco em relação à
posição de equilíbrio e o senido da força restauradora nos instantes tt11 e tt22. Jusifique sua resposta.
(b) (0.5) Indique os processos durante os quais o trabalho (resposta a caneta):
é realizado sobre o gás ( ) AB ( ) BC ( ) CA 
é realizado pelo gás ( ) AB ( ) BC ( ) CA 
A
B
C
9,0
3,0
5,8
7,74,0
(b) (0.5) Calcule a amplitude do movimento.
x (m)0—xmax
—xmax xmax
xmax
tt11
x (m)0
tt22
X
X
X
X
0,25 - cada
0,25 - cada
FF22
FF11
0,5
0,5 - somente se desenhar mais perto da origem com o 
sentido da força correto
0,5 - somente se desenhar mais perto da amplitude com o
sentidoda força correto
0,5
ou assim: 0,5
0,5 - para essa parte envolvendo ou Qq ou Qf ou W
0,5 - ok para qualquer uma das 
duas formas de calcular