atividade 1

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DA GRANDE DOURADOS FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
 ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
#ATIVIDADE - 1
DISCIPLINA: FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL
Prof.Dr. Wilson Espindola Passos					 ANO:	2021
Resolva as questões
1-
2-
3-
4-
5-
Um ponto material obedece à função horária:  (no SI), t > 0. Determine:
a) o instante em que passa pela origem;
b) a posição inicial, a velocidade inicial e a aceleração;
c) a função horária da velocidade escalar;
d) a posição no instante 2s.
6-
É dado um movimento cuja equação horária do espaço é  ( unidades do SI). A equação horária da velocidade em função do tempo é?
A-Resolva os problemas abaixo:
1. 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?
F = m.a
Considerando o conjunto
50 = (4+6).a a=5m/s2
Considerando o corpo B:
F = m.a
F = 6.5 = 30 N
2. 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?
Fr = m.a
Bloco A = Pa – T – ma*a
Bloco B = T- FAT = MB*a
Bloco A = PA – T = MA .a
Bloco B = T- FAT = MB.a
PA-T = ma*a
T – FAT = MB*a
Aceleração do sistema
A = pa – nµ
 ma+mb
A = 30 -30 * 0,5
 3+2
A = 15
 5
A = 3m/s2
Tensão dos fios
=T-F AT = MB + a
T – 30 * 0,5 = 3 *3
T = 9 +15 
T = 24 N
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?
 T-Mg = Mar
mg = (2m + m)ar
Ar = mg
 2M + m
g + a = ar
 mg - g = a
2m + m
A= -2Mg
 2M + m
F = ma
F = 2Mgm
 2M + m
4. 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 .
Supondo a inexistência de atrito, determine: 
a) o módulo da aceleração do sistema; 
Px – T = maa 
T = mba
Px = a (ma + mb)
ma = g sen30º = a (ma + mb)
2x 10x 0,5 = a (2 +2)
A = 10 = 2,5/s2
 4
b) a intensidade da força que traciona a corda. 
T = m b a = 2 x 2,5 = 5N
B-Resolva 
1- A figura representa uma onda periódica que se propaga numa corda com velocidade . Determine a freqüência dessa onda e a amplitude. Escreva a função de onda.
V = λ*f
V = 10m/s
Na imagem = λ 5 m
Portanto 
10 =5 * f
F = 2 Hz
A amplitude é = 2m
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.
Velocidade = Comprimento (A)* frequência (f) 
V = λ * f
0,5 = λ * 10
O comprimento da onda = 0,05 = 0,05 m
 10
3- Questões:
a) O que é crista de uma onda? O que é vale? 
Crista de uma onda é ponto o mais alto de uma onda, e vale são os pontos mais baixos de uma onda.
b) O que é o período de uma onda? E frequência?
Período de uma onda é o intervalo de tempo que cada ponto do meio por onde a onda se propaga execute uma oscilação completa. Já a frequência de uma onda é o número de oscilações completas que cada ponto do meio no qual a onda se propaga executa, por unidade de tempo.
c) O que é amplitude de uma onda?
É uma medida escalar negativa, nula ou positiva da magnitude de oscilação temporal de uma onda, podendo apresentar alternâncias em torno do eixo do tempo.
d) Como podemos produzir uma onda?
Jogando uma pedra no lago e produzir ondas ou agitar verticalmente uma corda. Onda transversal é aquela que a direção da vibração dos corpúsculos é perpendicular à direção da propagação da onda. Uma onda longitudinal é aquela em que a vibração dos corpúsculos e a propagação da onda ocorrem na mesma direção. 
e) Explique os principais fenômenos ondulatórios, reflexão, refração, difração e interferência.
Reflexão: A onda incidir numa superfície e retornar ao meio por onde se propaga inicialmente.
Refração: A onda mudar de velocidade e de comprimento ao passar por um meio de propagação para outro.
Difração: Quando a onda contornar obstáculos com dimensões comparáveis com o comprimento da onda.
Interferência: Acontece na superação das duas ondas de mesma frequência que se encontram.
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?
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 calcule a frequência em que esta corda, sobre a mesma tensão, vibraria em seu 5º harmônico.
3 Fusos = 3º Harmônico
ƒ 1 = f 3 = 360 = 120 HZ
 3 3
ƒ 5 = 5 ƒ 1 = 5.120 = 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?
f = nV/2l 
v = 2lf/n = 2 . 0,5 . 500 / 1 = 500 m/s
f = nV/2l 
f = 1 . 500 / 2 . 0,25 
f = 1000 Hz
7- A figura abaixo representa três tubos acústicos de comprimento .
Com relação às frequências de seus modos de vibração fundamentais, é correto afirmar que: 
Alternativa correta letra C.
λ I = 2D ou λIII = 2 * 2D
λIII = 2D ou λI = λII < λIII
V = λƒ
2 FII = FI = FIII 
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.
2º Harmônico =
F2 = 220 Hz
F1 =110 Hz (F2)
 2
F1 = 550 Hz (5xF1)
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. 
Iremos usar a transformação adiabática, pois não a troca de calor com o meio externo devido ao rápido acionamento da bomba de ar.
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 da realização de trabalho externo do motor e liberando calor para fonte quente, o ambiente externo.
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.
Letra B, a geladeira é uma máquina térmica e que funciona ao contrário. Ela retira o calor da parte interna e transfere para a parte externa, quem faz este trabalho é o motor da mesma que funciona através de rele térmico que mede a temperatura interna, esta temperatura pode ser ajustada manualmente a gosto do proprietário. Quando a temperatura chega aonível desejado a mesma desliga automaticamente.
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 temperatura T1, da fonte quente, seria, em Kelvins, igual a?
T = Q1 – Q2
800 = 4000-Q2 
Q2 = 3200J 
E o calor da fonte fria 
No ciclo de Carnot η
η = 1 – Q2
 Q1
Na temperatura:
 
η = 1 – T2
 T1
Ou
1 – Q2 = 1 -T2 
 Q1 T1
Substituindo os valores:
T1 = (4000)
 (3000)
T1 = 300 (1,25)
T1 = 375 K
Ou:
T1 = T2 (Q1)
 (Q2)
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.
Letra A.
Quando apertamos o aerossol a saída do gás é rápida e é considerada adiabática, pois não acontece a troca de calor com o lado externo, quando acionamos o funcionamento do frasco a saída do gás é feita pela própria energia interna que está acumulada dentro do frasco.
RESPOSTAS.
1) Transforme.
a) 2 Km em M - 2.1000= 2000 M 
b) 1,5 M em MM - 1,5.100= 1500 MM 
c) 5,8 KM em CM - 5, 8.100000= 580000 CM 
d) 0,4 M em MM - 400 MM 
e) 27 MM em CM - 2,7 CM 
f) 126 MM em M - 0,126 M 
g) 12 M em KM - 0,012 KM 
2) Agora converta as unidades de Área:
a) 8,37 dm2 em MM2 - 83.700 MM 
b) 3,1416 M2 em CM2 - 3 141 600 CM2 
c) 2,14 M2 em MM2 - 2 140 000 MM2 
d) 125,8 M2 em KM2 - 0,0001258 KM2 
e) 12,9 KM2 em M2 - 112 900 000 M2 
 f) 15,3 M2 em CM2 – 15 300 000 MM2
3) Depois converta as de volume.
A) 8,132 KM3 em HM3 - 81 132 hm³ 
B) 180 HM3 em KM3 – 0,18 km³ 
C) 1 M3 em MM3 – 0,001 mm³ 
d) 5 CM3 em M3 - 0,000005 m3 
e) e) 78,5 M3 em KM3 - 0,0000000785 km3 
f) 12 M3 em CM3 - 12000000 cm3 
g) 139 MM3 em M3 - 0,000000139 m3
4) Converta em litros.
a) 3,5 DM3 - 3,5 l 
b) 5 M3 - 5 000 l 
c) 3400000 MM3 - 3,4 l 
d) 28 CM3 - 0,028 l 
e) 4,3 KM3 - 4,3 e+12 l 
f) 13 DAM3 - 1,3 e+7 l 
5) Expresse em metros cúbicos o valor da expressão 3540 DM3 + 340.000 CM3= 
3540 dm3= 3,54 m3
340.000 cm3= 0,34 m3
3,54 m3 + 0,34 m3= 3,88 m3 
6) Letra D) 30l
50.32.25= 40000 cm3
1cm3= 0,001 L
4000= x
X= 40 L
40.3/4= 30L 
7) Converta.
a) 45 KM/H em M/S - 12,5 M/S 
b) 100 M/S em KM/H - 360 KM/H 
c) 600 W em HP - 0,804613 HP 
d) 35 HP em W - 26099,5 W 
e) 35 HP em Btu/H - 89055.181164 BTU/H 
f) 500 MMHG em KGF/CM2 - 0,7 KFG/CM2
g) 1000 POL em KM - 0,0254 KM 
h) 3,0 x 108 M/S em UA/MIN – 0,12 UA/MIN
i) 2000 G/CM3 em KG/M3 - 2000000 KG/M3 
8) A constante de gravitação universal do SI é 6,67 x 10-11 N.M2/KG2.
Expresse o valor em DYN.CM2/G2. 
6,67 x 1016 dyn.cm2
 G2
1N=100.000 dyn= 105 dyn
1m2 = 10. 000 cm2= 104 cm2
1 kg2 = 1.000 g2 = 106 g
6,67 x 10-11 n. m2 * 10 dyn * 1m2 * 1kg2 = 6,67* 10-16 dyn.cm2
 Kg2 1 n 104 m2 106 g g2
Respostas das questões.
1- Velocidade da lebre
Δ t = (600) / (30 km/h) =
(0,6 km) / (30km/h) = 0,02 h = 1.2 min
Velocidade da tartaruga 
Δ t = Δx/v = (600) / (1,5 m/min) = 400 min
Δ t = 400 -1.2 = 398,8 min = 6,65 ou 7 horas e 3 minutos vai ser duração de soneca para que a lebre não perca a corrida.
2- 
am = v-vo Δ t
am = 100 – 4 s
am = 6,9m/s2
am = 6,9m/s2
Aceleração da gravidade (agag) como 9,8m/s2 =
Amag = 6,99,8 = 0,71
Am = 0,71agamag=6,99,8=0,71 am= 0,71 ag
A distância que o carro percorre até atingir 100km/h, =
Δ x= 12am.Δt2 -> Δx= 126,9m/s2. (4)2 -> Δx= 55,6m Δx=12m. Δt2 -> Δx = 126,9m/s2. (4s)2 -> Δx= 55,6m
R= O carro percorre 55,6m para atingir 100km/h.
3- Vm= deslocamento/tempo
 D= 10km + 10km + 10km= 30 km
 Vm= D/T
 40=10/T
 T=10/40 T= 0,25 horas 
 80= 10/T
 T= 10/80 T= 0,125 horas
 30=10/T
 T= 10/30 T= 0,33 horas
 Somando os tempos = 0,705 horas
 Em média as velocidades = 
 M= 40+80+30 dividida por 3 = 50 km/h
4- P= v.t/2
P= 330.2
 2 
P= 660
 2
P= 330m 
5- A) O instante em que passa pela origem.
Passa pela origem quando S=0
S= -30+5t+5t2
0= -30+5t+5t
0= -6+1t+1t2
a= 1
b= 1
c= -6
t= -b+ -vb2-4.a.c2xa
t=-(1) + - v (1)2 -4.1. (-6)2.1
t=-1+ -v1+242
t=-1+ -v252
t= 1+ -52
t’= -1 +52= 2 s
t” = -1-52=-62= -3
t= 2s
b) A posição inicial, a velocidade inicial e a aceleração.
S= so + vot+ 12at2
S= -30 + 5t + 5t2
Por comparação:
So = posição inicial = -30 m
Vo = velocidade inicial = 5m/s
a = aceleração 12a = 5
a = 5/1.2 a=5.2a =10 m/s2
 c) A função horária da velocidade escalar.
 V = vo + at
V = 5 + 10t
 d) A posição no instante 2 s.
Para t = 2s, s=?
S = -30 + 5t + 5t2
S = -30 + 5.2 + 5.22
S = -30 + 10 + 5.4
S -30 + 10 + 20
S = 0 
6- S = 8 - 4t + t2
S= 8 - 4t1 + t2
S= 0 – (4*1) + (2) t1
S + -4 + 2t