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Atividade 03 Física experimental

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Atividade 03 Física experimental
Luiz Aparecido Teodoro Junior
RGM 093.552
Um trabalhador empurra um conjunto formado por dois blocos A e B de massas 4 kg e 6 kg, respectivamente, exercendo sobre o primeiro uma força horizontal de 50 N, como representado na figura a seguir.
Admitindo-se que não exista atrito entre os blocos e a superfície, o valor da força que A exerce em B, em newtons, é?
 
Dois corpos A e B, de massas MA = 3,0 kg e MB = 2,0 kg, estão ligados por uma corda de peso desprezível que passa sem atrito pela polia C, como mostra a figura a seguir.
Entre A e o apoio existe atrito de coeficiente (de valor 0,5), a aceleração da gravidade vale g = 10 m/s2 e o sistema é mantido inicialmente em repouso. Liberado o sistema, após 2 s de movimento, a distância percorrida por A, em metros, é de?
R: (Fat = força de atrito; mA = massa de A; mB = massa de B; PB peso de B; N = normal) 
A: T - Fat = mA . a 
B: PB - T = mB . a 
mB . g - µ . NA = (mA + mB) . a 
2 . 10 - µ . mA . g = (mA + mB) . a 
20 - 0,5 .3 .10 = (3+2) . a 
20 - 15 = 5 . a 
a = 1m/s² 
Dois blocos de massa M estão unidos por um fio de massa desprezível que passa por uma roldana com um eixo fixo. Um terceiro bloco de massa m é colocado suavemente sobre um dos blocos, como mostra a figura. Com que força esse pequeno bloco de massa m pressionará o bloco sobre o qual foi colocado? 3. Dois blocos de massa M estão unidos por um fio de massa desprezível que passa por uma roldana com um eixo fixo. Um terceiro bloco de massa m é colocado suavemente sobre um dos blocos, como mostra a figura. Com que força esse pequeno bloco de massa m pressionará o bloco sobre o qual foi colocado?
	Resposta A
No esquema da figura os fios e a polia são ideais e não se consideram resistência e o empuxo do ar. O sistema é abandonado do repouso. Os blocos A e B têm massa de 2,0kg. O módulo de aceleração de gravidade vale 10m/s2 e 𝛼 = 30 .
Supondo a inexistência de atrito, determine: a) o módulo da aceleração do sistema; 
R: 2,5 m/s 
b) a intensidade da força que traciona a corda.
R: 5 N
B-Resolva 1- A figura representa uma onda periódica que se propaga numa corda com velocidade 𝒗 = 𝟏𝟎 𝒎/𝒔. Determine a freqüência dessa onda e a amplitude. Escreva a função de onda.
𝑉 = λ. 𝑓 
 
10 = 5 . f 
f = 2Hz // 
2- Num tanque pequeno a velocidade de propagação de uma onda é de 0,5 m/s. Sabendo que a frequência do movimento é de 10 Hz, calcule o comprimento da onda. Escreva o número de onda.
3- questões:
A - O que é crista de uma onda? O que é vale?
Cristas: os pontos mais altos de uma onda são as cristas. 
Vale: os pontos mais baixos de uma onda forma os vales. 
b- O que é o período de uma onda? E frequência?
Período é o tempo necessário para a fonte produzir uma onda completa. No 
Sistema Internacional, é representado pela letra T, e medido em segundos. 
 Frequência é o número de oscilações de onda, por um certo período de tempo. A 
unidade de frequência do Sistema Internacional (SI), é o hertz (Hz), que equivale a 1 
segundo, e é representada pela letra f. Então, quando dizemos que uma onda vibra a 
50Hz, significa que ela oscila 50 vezes por segundo. A frequência de uma onda só 
muda quando houver alterações na fonte. 
C - O que é amplitude de uma onda?
É a “altura” da onda, ou seja, distância entre o eixo da onda até a crista. Quanto 
maior for a amplitude, maior será a quantidade de energia transportada.
d- Como podemos produzir uma onda?
Basicamente através de um impacto ou exercendo pressão repentina sobre algo 
(caso seja uma onda de água por exemplo é através da ação do vento). 
Um exemplo é quando batemos palma, estamos produzindo ondas sonoras ao bater 
uma palma na outra.
e) Explique os principais fenômenos ondulatórios, reflexão, refração, difração e interferência.
REFLEXÃO: ocorre quando uma onda, ao se propagar, colide com um obstáculo e retorna ao 
meio de origem. Nesse caso, a freqüência, a velocidade de propagação e o compriment o de onda 
não se alteram. 
REFRAÇÃO: ocorre quando uma onda propaga-se de um para outro meio físico. Nesse caso, a 
velocidade de propagação e o comprimento de onda sofrem variação, porém sua freqüência 
continua a mesma. 
DIFRAÇÃO: consiste no fato de que, ao se propagar, um onda pode contornar obstáculos. A 
difração ocorre facilmente com ondas sonoras, mas també m pode ocorrer com outras ondas 
mecânicas e com ondas eletromagnéticas. Quanto menor a fenda, mais acentuada é a difração. 
INTERFERÊNCIA: ocorre quando da superposição de ondas de mesma natureza. Pode ser: 
construtiva, destrutiva ou destrutiva-completa.
4- Uma corda (de aço) de piano tem comprimento de 1,0 m. Sua tensão é ajustada até que a velocidade das ondas transversais seja de 500 m/s. Qual a frequência fundamental desta corda?
R: 
 V=Y.F 
500=1.F 
F=500 HZ 
 
 5- Uma corda esticada apresenta o padrão de vibração mostrado na figura abaixo.
Sendo o comprimento l da corda igual a 60 cm e a frequência na qual ela está vibrando 𝟑𝟔𝟎 𝑯𝒛, calcule a frequência em que esta corda, sobre a mesma tensão, vibraria em seu 5º harmônico.
R: 600 Hz.
6- Considere uma corda de violão com 50 cm de comprimento, que está afinada para vibrar com uma frequência fundamental de 500 Hz. Se o comprimento da corda for reduzido à metade, qual a nova frequência do som emitido?
V = λ.f 
500 = 0,5.f 
F = 1000Hz.
V = λ.f 
500 = 0,5.f 
F = 1000Hz.
V = λ.f 
500 = 0,5.f 
F = 1000Hz.
V = λ.f 
500 = 0,5.f 
F = 1000Hz.
R- 1000 Hz.
7- A figura abaixo representa três tubos acústicos de comprimento 𝑫.
Com relação às frequências de seus modos de vibração fundamentais, é correto afirmar que:
Resposta = C
8- Uma onda sonora se propaga em um instrumento de sopro formando o padrão mostrado abaixo.
Se a frequência da nota musical tocada é igual a 220 Hz, calcule a frequência do 5º harmônico deste instrumento.
R: f² =220 5 ∗ 𝑓 1=550 ℎ𝑧 
F¹ = 110
C-Resolva 1. Uma bomba de encher pneus de bicicleta é acionada rapidamente, tendo a extremidade de saída do ar vedada. Consequentemente, o ar é comprimido, indo do estado (1) para o estado (2), conforme mostram as figuras a seguir.
Para qual transformação podemos aproximar o processo do estado (1) para o estado (2). Justifique sua resposta.
R: Adiabática Porque praticamente não há troca de calor do ar com o meio externo.
2. A figura abaixo representa um esquema de uma geladeira. Marque entre as opções abaixo aquela que representa corretamente o funcionamento da geladeira:
Explique e justifique entre as opções abaixo aquela que representa corretamente o funcionamento 
da geladeira. 
 
a) No interior da geladeira, o motor elétrico retira calor dos alimentos e o gás que circula bombeia o 
calor para fora. 
 
b) A geladeira é uma máquina térmica funcionando ao contrário, retirando calor da fonte fria 
através d a r ealização de trabalho externo do motor e liberando calor para fonte quente, o ambiente 
externo. 
 
R: De fato, a geladeira é uma maquina térmica ao contrário, como diz a letra B. As outra sopções não 
tem nenhum fundamento físico. 
 
c) O calor dos alimentos flui através do gás e o motor obriga o calor recolhido a expandir -se, 
liberando-o na parte traseira. 
d) O calor passa naturalmente dos alimentos para um gás apropriado, capaz de atraí-lo, e o mesmo gás, pela ação do motor, repele o calor para o lado de fora da geladeira.
3. O esquema a seguir representa trocas de calor e realização de trabalho em uma máquina térmica. Os valores de T1 e Q1 não foram indicados, mas deverão ser calculados durante a solução desta questão.
Considerando os dados indicados no esquema, se essa máquina operasse segundo um ciclo de Carnot, a temperaturaT1, da fonte quente, seria, em Kelvins, igual a?
4. Quando pressionamos um aerossol e o gás sai, sentimos um abaixamento na temperatura do frasco. Veja a figura. Este resfriamento é explicado pelas leis da Termodinâmica. Escolha e Justifique entre as opções abaixo aquela que representa a melhor explicação para este fenômeno.
a) O gás está sofrendo uma expansão rápida, ou seja, adiabática ao realizar trabalho para se expandir, ele gasta sua energia interna e isto se manifesta no abaixamento de sua temperatura.
 b) A abertura da válvula do aerossol permite a troca de calor com o ambiente. Calor do gás sai pela válvula, reduzindo sua temperatura. 
c) Ao apertarmos a válvula realizamos trabalho sobre o gás. De acordo com a 1ª Lei da Termodinâmica, este trabalho que realizamos tem o sinal positivo, que devido ao sinal negativo da equação, se traduz em um abaixamento de temperatura.
 d) A temperatura de um gás está relacionada ao número de moléculas que sua amostra possui. Abrindo a válvula e perdendo moléculas, o gás perde também temperatura.

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