Lista de Exercicio 02 Fisica Fundamental (Termodinâmica)

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GABARITO!
FÍSICA FUNDAMENTAL I
LISTA MONITORIA – Energia | Termodinâmica | Fluidos Monitor: Matheus Fonseca 
1. Uma farmacêutica faz uma viagem para a apresentação dos resultados de uma pesquisa em um congresso. Ela desloca sua mala aplicando, por meio de um fio, uma força de intensidade T = 1,0 x 102 N, formando um ângulo de 60º com a horizontal.
Determine o trabalho que T realiza no deslocamento AB , tal que d = | AB | = 50 m.
 	T = F.d.cos 60°
	T = 100.50.0,5
	T= 25 x 10 2 J
2. O gráfico representa a variação da intensidade da força resultante F que atua sobre um corpo de 2 kg de massa em função do deslocamento x. Sabendo que a força F tem a mesma direção e sentido do deslocamento, determine:
a) a aceleração máxima adquirida pelo corpo;
Aceleração máxima, implica em força maxima, diante disso:
Fr = m.a ► 4= 2.a ► a=2m/s2
b) o trabalho total realizado pela força F entre as posições x = 0 e x = 3 m.
Area do Gráfico= 6 N
(Lembre-se: trabalho = área sob a curva)
Assim como na questão 2, as questões 3 e 4 trata-se do trabalho de uma força variável. Porém você precisará usar a técnica de integração da força para obter o trabalho
.
3. Uma força F = x2 + 1, dada em Newtons, desloca um objeto de uma posição inicial X0 = 1m para uma posição X = 3m. Calcule o trabalho realizado pela força sobre o objeto.
 ► (x3/3 + x)►► (33/3 + 3) –( 13/1 + 3) = 32/3 ► 10,66J
4. Uma caixa é deslocada, ao longo de um eixo x, de x = 0,15 m a x = 1,20 m por uma força cujo módulo é dado por F = 𝑒−2𝑥 , com x em metros e F em newtons. Qual é o trabalho realizado pela força sobre a caixa?
 ► e-2x^2/2 ►► 0,056/2 – 0,9559/2 =~ -0,45 J
5. Um motociclista desloca-se a 72 km/h em uma via retilínea. Em dado momento, a velocidade é alterada para 108 km/h. Sendo a massa da moto 200 kg e a do motociclista 100 kg, determine a variação de energia cinética sofrida pelo motociclista, em kJ.
Ec (depois)= mv2/2 Variação ΔEc implica, na Ec ( Depois) – Ec ( antes)
Ec (antes)= mv2/2 100. 1082/2 – 100. 722/2 ►324 KJ
6. Um veículo com 800kg de massa está ocupado por duas pessoas, que juntas possuem 140Kg de massa. A energia cinética do conjunto veículo e passageiros é igual a 423KJ. Calcule a velocidade do veículo.
Ec= m.v2 /2 ► 423 x 103 = 940 . V2 /2► V= 30m/s
7. Um vaso de 2,0kg está pendurado a 1,2m de altura de uma mesa de 0,4m de altura. Sendo g = 10m/s², determine a energia potencial gravitacional do vaso em relação à mesa e ao solo.
Epg= m.g.h
Epg= 2. 1,6.10
Epg= 32 J
8. Determinado atleta usa 25% da energia cinética obtida na corrida para realizar um salto em altura sem vara. Se ele atingiu a velocidade de 10 m/s, considerando g = 10 m/s2, qual a altura atingida em razão da conversão de energia cinética em potencial gravitacional.
25 %= 25/100 = ¼
m.v2/2.4= m.g.h
v2 = 8.(g.h)
102= 8.10.h
h = 1,25 metros
9. Uma mola é deslocada 10cm da sua posição de equilíbrio; sendo a constante elástica desta mola equivalente à 50N/m, determine a energia potencial elástica associada a esta mola em razão desta deformação.
EPe= Kx2/2 ► 50.102/2► EPe= 2,5 KJ
10. Em um experimento que valida a conservação da energia mecânica, um objeto de 4,0 kg colide horizontalmente com uma mola relaxada, de constante elástica de 100 N/m. Esse choque a comprime 1,6 cm. Qual é a velocidade, em m/s, desse objeto antes de se chocar com a mola?
EPe= ECinética
K.x2/2= m.v2/2 ► 100.1,62/2= 4.v2/2 ► v= 8m/s
11. Uma fonte calorífica fornece calor continuamente, à razão de 150 cal/s, a uma determinada massa de água. Se a temperatura da água aumenta de 20ºC para 60ºC em 4 minutos, sendo o calor especifico sensível da água 1,0 cal/gºC, encontre a massa da água aquecida.
Q= m.c.Δt150 cal---1s
x cal--- 240 s 
x=36 Kcal
36 x 103 = m. 1. 40
M= 900g ► 0,9 Kg
12. Uma barra de ferro de massa de 4kg é exposta a uma fonte de calor e tem sua temperatura aumentada de 30 ºC para 150 ºC. Sendo o calor específico do ferro c = 0,119 cal/g.ºC, calcule:
a) a quantidade de calor (em kcal) recebida pela barra;
Q=m.c. Δt
Q=4000. 0,119 120 ► Q= 57,12 Kcal 
b) a capacidade térmica da barra.
C = m .c ► 4000. 0.119= 476 cal
13. Considerando a pressão da superfície do oceano como P = 1,0 atm, determine a pressão sentida por um mergulhador a uma profundidade de 200 m. Considere a densidade da água igual a 1,0 x 10³ kg/m³, g = 10 m/s².
	PTotal= Patm + d..g.h ► 1+ 1x103.10.200► PTotal= 2 x 106 atm
		
14. Analise o caso de uma prensa hidráulica que necessite manter em equilíbrio um carro de 200N sobre um pistão de área maior: Saiba que os pistões dessa prensa têm áreas 1,0cm² e 10cm². Nessas condições, qual deve ser a intensidade da força aplicada, perpendicularmente, ao pistão da área menor?
Principio de Pascal
F1/A1= F2/A2
F1/1= 200/10 ► F1 =20 N
15. As superfícies S1 e S2 do tubo indicado na figura abaixo possuem áreas 3,0 cm2 e 2,0 cm2, respectivamente. Um líquido de densidade d = 0,80x103 kg/m3 escoa pelo tubo e apresenta, no ponto 1, velocidade V1 = 2,0 m/s e pressão P1 = 4,0x104. Determine a velocidade e a pressão do líquido no ponto 2. A1. V1= A2.V2
 3.2= 2.V2 ► V2=3m/s
Equação de Bernoulli
	 d.v12/2 + d.g.h1 + P1 = d.v22/2 + d.g.h2 + P2 
	0,8 x103 . 22/2 + 4 x104= 0,8 x103 . 102/2 + P2 ►►P2=1,64 x 104 	 
16.	Um tanque contendo 5,0 x 102 litros de água, tem 2,0 metros de comprimento e 1,0 metro de largura. Sendo g = 10 ms2, a pressão hidrostática exercida pela água, no fundo do tanque, vale:
 Volume do Tangue é = 5,0 x 103 L► 5m³
Logo a altura será:
5 = 1.2.h►► h = 2,5m
Aplicando a lei de Stevin (no SI, densidade da água 1000kg/m³ ):
P = d.g.h
P = 1 x 103 .10.2,5
P = 2,5 * 104 Pa (N/m²)
a) 2,5 x 104 Nm-2
b) 2,5 x 101 Nm-2
c) 5,0 x 103 Nm-2
d) 5,0 x 104 Nm-2
e) 2,5 x 106 Nm-2
17.	Uma lata cúbica de massa 600g e aresta 10 cm flutua verticalmente na água (massa específica = 1,0 g/cm3) contida em um tanque. O número máximo de bolinhas de chumbo de massa 45g cada, que podemos colocar no interior da lata, sem que ela afunde, é:
a)	5 Empuxo= Força Peso
g.dfluido. Vdeslocado= m.g
 1.1000= 600 + 45x
X= 400/45
X= 8,88
Então conclui-se que, a quantidade máxima é 8 bolinhas. 
b)	6
c)	7
d)	8
e)	9
18.Um bloco maciço de ferro de densidade 8,0 g/cm3 com 80kg encontra-se no fundo de uma piscina com água de densidade 1,0 g/cm3 e profundidade 3,0m. Amarrando- se a esse bloco um fio ideal e puxando esse fio de fora da água, leva-se o bloco à superfície com velocidade constante. Adote g = 10 m/s2. A força aplicada a esse fio tem intensidade de:
a) 8,0 x 102T + E = Fpeso
T= Fpeso – E
T= m.g – d .g. Volume
T= 80.10 – 103. 10. 10-2
T= 7,0 x 102 
b) 7,0 x 102
c) 6,0 x 102
d) 3,0 x 102
e) 1,0 x 102
19.	Quando você toma um refrigerante em um copo com um canudo, o líquido sobe pelo canudo, porque:
a)	a pressão atmosférica cresce com a altura, ao longo do canudo;
b)	a pressão no interior da sua boca é menor que a densidade do ar;
c)	a densidade do refrigerante é menor que a densidade do ar;
d)	a pressão em um fluido se transmite integralmente a todos os pontos do fluido;
e)	a pressão hidrostática no copo é a mesma em todos os pontos de um plano horizontal.
20.	Desde a remota Antigüidade, o homem, sabendo de suas limitações, procurou dispositivos para multiplicar a força humana. A invenção da RODA foi, sem sombra de dúvida, um largo passo para isso. Hoje, uma jovem dirigindo seu CLASSE A, com um leve toque no freio consegue pará-lo, mesmo que ele venha a 100 km/h. É o FREIO HIDRÁULICO. Tal dispositivo está fundamentado no PRINCÍPIO de:
a)	Newton
b)	Stevin
c)	Pascal
d)	Arquimedes
e) Eisntein 
 
21.	É impossível para uma pessoa respirar se a diferença de pressão entre o meio externo e o ar dentro dos pulmões for maior do que atm 5 Calcule a profundidade máxima, h, dentro d'água, em cm, na qual um mergulhador pode respirar por meio de um tubo, cuja extremidade superior é mantida fora da água. Discorra sobre os cuidados fisicos relacionados em tal situação. 
 PTotal= Patm + d.g.h ► 5= 1 + 1.10.h ► 0,4 cm
Os conceitos a serem discutidos é sobre o uso de roubas especiais, uso de aparelhosde medição de pressão em regiões desconhecidas. Também vale ressaltar a discussão sobre as condições físicas de cada mergulhador, tendo em vista que isso pode afetar a qualidade do mergulho e a sua segurança.
22.A figura mostra um frasco contendo ar, conectado a um manômetro de mercúrio em tubo "U". O desnível indicado vale 8,0 cm. A pressão atmosférica é 69 cm Hg. A pressão do ar dentro do frasco é, em cm Hg:
a) 61 Teremos a pressão de 8 cm de coluna de mercúrio + a pressão atmosférica, pois o tubo é aberto. Logo:
 8cm Hg + 69cmHg = 77 cmHg
b) 69
 c) 76
 d) 77 
 e) 85