Prova AV1 Carlos Barateiro Fisica Teorica 2 CCE0848 Turma 3012 Gabarito

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Obs: A prova tem início as 19:00h do dia 11/05 e encerra as 07:00h no dia 12/05. 
 
Questão 1 (1,5 pontos) 
Os aviões modernos são pressurizados para manter o conforto dos passageiros e as janelas são submetidas à duas 
forças: a externa provocada pela pressão atmosférica e a interna provocada pela pressão ajustada pela tripulação. 
Sabendo-se que a pressão externa pode ser considerada constante e igual a 1 atm (equivalente a 105 Pa) e a interna 
é igual a 0,6 atm, qual a força resultante sobre essa janela e informe se essa resultante é de dentro para fora ou de 
fora para dentro. Considerar que a janela tenha dimensões de 50 por 25 cm. 
 
Resposta: A = (0,5 m).(0,25 m) = 0,125 m 
 
A pressão externa é 1 atm = 1.105 Pa e a interna é 0,6 atm = 0,6. 105 Pa 
 
Como P = F / A essa força é 𝐹𝑒𝑥𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎 = P.A = (1. 10
5 Pa).(0,125 m) = 12500 N 
e a 𝐹𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎 = P.A = (0,6. 10
5 Pa).(0,125 m) = 7500 N 
 
Então a força resultante é 12500 N - 7500 N = 5000 N e de fora para dentro já que a pressão de fora é maior. 
 
Questão 2 (1,5 pontos) 
Um submarino estava submerso a 100 metros abaixo do nível do mar e nesse ponto, a pressão absoluta que esse 
submarino estava submetido era de 1130 KPa. Em seguida esse submarino subiu para o nível de 10 metros abaixo 
do nível do mar e nesse caso, informar qual o valor da nova pressão absoluta sabendo-se que a aceleração da 
gravidade local é de 10 m/𝑠2 e a pressão atmosférica local é de 105 Pa. 
 
Resposta: a 100 metros de profundidade temos que 𝑃𝑎𝑏𝑠 100 = 𝑃𝑎𝑡𝑚 + ρ.g.h temos então 
1130000 Pa = 100000 Pa + ρ.(10 m/𝑠2).(100 m) ρ = 1030 kg/𝑚3 
 
Para 10 metros temos 𝑃𝑎𝑏𝑠 10 = 𝑃𝑎𝑡𝑚 + ρ.g.h = 100000 Pa + (1030 kg/𝑚
3). (10 m/𝑠2).(50 m) = 203 KPa 
 
Questão 3 (1,5 pontos) 
Temos um bloco feito na forma de um cubo com 10 cm de aresta e que tem massa de 60 g. Qual o percentual do 
seu volume que fica submerso quando o mesmo é colocado em um recipiente com óleo condensado com 
densidade de 0,6? Sabe-se que a gravidade local é de 10 m/𝑠2 e que a massa especifica da água a 4°C e 1 atm é 
de 1000 kg/𝑚3. 
 
Resposta: se óleo tem d = 0,6 então a massa especifica dele é 0,6.(1000 kg/𝑚3) = 600 kg/𝑚3 
O bloco tem um peso de 60 g = (0,06 kg). (10 m/𝑠2) = 0,6 N 
O empuxo é 𝑃𝑓𝑑.= ρ𝑜𝑙𝑒𝑜.g. 𝑉𝑓𝑑 = (600 kg/𝑚
3)( 10 m/𝑠2). 𝑉𝑓𝑑 
Como E = P temos 0,6 N = 6000. 𝑉𝑓𝑑 𝑉𝑓𝑑 = 0,0001 𝑚
3 
Como o volume total é de 0,103 = 0,001𝑚3 então o percentual é 0,0001 𝑚3/0,001𝑚3 = 10% 
 
Questão 4 (1,5 pontos) 
 
 Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé 
 
Curso: 
Engenharia Civil 
Disciplina: FISICA TEÓRICA E 
EXPERIMENTAL II 
Código: 
CCE0848 
Turma: 
 3012 
Data da prova: 
11/05/2020 
Professor (a): CARLOS EDUARDO 
BARATEIRO 
 
Prova: AV1 Semestre 
2020.1 
 
A ser preenchido pelo (a) Aluno (a) 
Nome do Aluno (a) Nº da matrícula 
 
 
Mediu-se a temperatura da água de uma piscina que tinha um volume de 100 𝑚3 e verificou-se que a mesma 
estava a 20°C em praticamente todos os pontos. Alguns dias após fez-se a mesma medição e encontrou-se 25°C. 
Sabendo-se que a massa especifica dessa água era 1000 kg/𝑚3 e que o seu calor específico é de 1 cal/g.ºC, calcular 
a quantidade de calor que foi absorvida do ambiente para essa água em Kcal. 
 
Resposta: Q = m.c.∆T se a massa especifica é 1000 kg/𝑚3 e o volume é 100 𝑚3 então temos m = ρ.V = (1000 
kg/𝑚3)( 100 𝑚3) = 105 kg = 108 g 
Logo Q = m.c.∆T = (108 g).( 1 cal/g.ºC).(5 °C) = 5. 108 cal = 5. 105 Kcal 
 
Questão 5 (1,5 pontos) 
Marte dá uma volta completa ao redor do Sol em 687 dias equivalentes da Terra. Considerando que a Terra faz o 
mesmo percurso em 365 dias, em 10 anos terrestres qual será a frequência do movimento de Marte? 
 
Resposta: em 10 anos teremos 3650 dias terrestres e, portanto, Marte terá dado 3650/687 = 5,3 voltas 
 
Questão 6 (1,5 pontos) 
Uma tubulação de 250 mm totalmente preenchida escoa água que enche um grande tanque com dimensões de 10 
por 20 por 25 metros. O tempo dessa operação de enchimento é de 10 horas. Calcular a velocidade do escoamento 
dessa água dentro da tubulação em m/s. 
 
Resposta: V = (10 m).(20 m).(25 m) = 5000 𝑚3 Q = V/∆t = (5000 𝑚3/10 h) = 500 𝑚3/ℎ 
 
Q = A.v como A = π(
𝑑
2
)2 = π (0,250/2)2 = 0,049088 𝑚2 então v = (500 𝑚3/ℎ)/ (0,049088 𝑚2) = 10185 m/h 
= 2,82 m/s 
 
 
Questão 7 (1,0 pontos) 
Explique qual o processo de transferência de calor que baseia a instalação de um aparelho de ar condicionado na 
parte de cima de uma parede da sala e como a variação da massa especifica do ar em função da mudança da 
temperatura do fluido afeta esse mecanismo de transferencia. 
 
Resposta: A diminuição da temperatura do ar aumenta a sua massa especifica e portanto a massa de ar frio desce. 
Ocupa seu lugar uma massa de ar quente que é refrigerada pelo aparelho e o movimento do ar favorece a 
transferência.