Lista de Exercicio 01 Fisica Fundamental (cinemática)

Prévia do material em texto

Gabarito!
UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA CAMPUS AVANÇADO GOVERNADOR VALADARES DEPARTAMENTO DE FARMÁCIA
FISICA FUNDAMENTAL
Prof.: Wesley Nascimento 
Discente: Matheus Fonseca 
ESTUDO DIRIGIDO 01
1) Cite algumas grandezas Físicas e suas respectivas unidades no sistema internacional de medidas.
	Trabalho-Jaule(J)
Energia-Joule(J)
Potência- Watt
Frêquencia- Hertz
Força-Newton
Comprimento-Metro
Massa-Kg
Temperatura-Kelvin
Resistência- Ohn
2) Em um estudo de Farmacocinética observa-se que um comprido desloca-se por 10 cm durante 2 segundos. Diante disso, calcule o valor da velocidade do comprimido neste percurso.
V=Δd/Δt ► V=0,1m/2 ►V=0,5m/s
3) Em outro trajeto do estudo o comprimido adquire uma aceleração de 5 cm/s² a partir de uma velocidade inicial de = 2 cm/s até 10 cm/s.
a) Em quanto tempo esse fato ocorreu?
V=V0 + a.t ►10=2+5t ►t=8/5►t=1,6s
b) Em um deslocamento de 30 cm, com uma aceleração de 2 cm/s² e = 20 cm/s, qual a velocidade final?
V2=V02 + 2.a.Δx
V2= 202 + 2.2.30
V2=520 ►V=22,80m/s
4) Uma substancia, quando colocada em uma centrifuga, para que haja separação da parte solida da liquida, necessita que a velocidade do aparelho seja superior à velocidade de separação dessa substancia. Um composto tem velocidade de separação de V= 30m/s. A centrifuga tem raio 2m, e produz uma aceleração centrípeta de 50m/s.
a) Esse composto irá se separar?
Acelerção Centrípeta= W2. R
50=W2.2► W=5 rad/s 
Velocidade Linear= W.R
V=5 rad/s. 2► V=10m/s
Não irá se separar.
b) Admitindo que a frequência angular dessa centrífuga seja 100 rad/s. Calcule o tempo necessário para se completar uma volta completa.
Frequência refere-se a quantidade voltas que faz em determinado tempo. E 2 rad corresponde a uma volta, pelo fato de que é uma circunferencia. Apartir disso sabe-se que,
100 rad-----1s
2 rad----- x 
X=0,02 segundos
5) Escreva resumidamente as 3 Leis de Newton.
· 10 Lei de Newton= “ Todo corpo constinua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele seu estado por forças externas ali aplicadas.”
· 20 Lei de Newton= Força Resultante. “A mudança de movimento é proporcional á força motora imprimida, com isso é produzida na direção de linha reta, uma acerelação no mesmo sentido a força é exercida.” Pode-se calcular como, Fr= m.a
· 30 Lei de Newton= é auqela expressa pela ideia de ação e reação. “ A tdoa ação há sempre uma reação oposta e de mesmo modulo, sempre em corpos diferentes”
6) Explique, fundamentado nos seus conhecimentos das aulas de Física e das Leis de Newton, as seguintes situações:
a) 	Em um acesso de raiva, um garoto acerta um soco na mesa de madeira, ao fazer isso o garoto sente dor. 30 Lei de Newton
b) Quando o ônibus sai a partir do repouso, os passageiros tendem a se deslocar para trás, resistindo ao movimento. 10 Lei de Newton
c) Um carro em velocidade constante se choca a um poste, e desacelera bruscamente. Aplicação da Força de Atrito, força contrária ao movimento.
7) Um bloco de FeS2 sólido, de massa 20 kg está sobre uma superfície áspera e é empurrado por um equipamento de análise. O coeficiente de atrito entre o bloco e o plano horizontal de apoio é µ = 0,25. Adota-se g = 10 m/s2. Sabendo que o bloco tem aceleração de módulo igual a 2,0 m/s2.
a) Desenhe as forças atuantes no bloco e responda se ele está em equilíbrio.
b) Qual o valor total da força exercida?
Fr= F - Fat
	 Fr= m.a - N. µ
 Fr=-10 N
 Ou seja, o movimento é desacelerado.
8) 
9) Um bloco de sódio metálico possui 600g, considerando g=9,8 m/s2. Diga qual é o valor do peso.
Força Peso= m(kg).g
Fp= 0,6.9,8► Fp= 5,88 N
10) Na indústria de fármacos precisa-se estudar a compressibilidade de materiais. Para isso, a partir da equação “Módulo de Young” monte um exemplo atribuindo valores consistentes para evidenciar essa situação.
	A Lei de Hooke é uma lei da física que determina a deformação sofrida por um corpo elástico através de uma força.A teoria afirma que a distensão de um objeto elástico é diretamente proporcional à força aplicada sobre ele. A fórmula da Lei de Hooke é expressa da seguinte maneira:	
	F = k . Δl
	 Em determinada deformação sabe-se que o valor de K=9x10-8 N/m e a variação de deformação é 5x106 m, a partir dissoencontre a Força. 
	F = k . Δl
	F= 9x10-8. 5 x10 6 ►F= 4,5 x 10-1 N
11) Um skatista de 60kg treinando em uma pista, atinge uma velocidade de 75km/h. Ao percorrer todo o trecho AB, sua energia mecânica se conserva e ele atinge uma altura h. Admitindo-se g = 10 m/s2, calcule a energia cinética e a altura máxima do skatista.
 Já que a energia mecanica se conservará, é nescessario que se iguale a energia cinetica com a energia potencial gravitacional.
K=Energia Cinética
U= Energia Potencial
E= Energia Mecânica
Em um sistema em que a energia mecanica se conserva, sabe-se que,
E=K + U
 K=U
m.v2/2= m.g.h
212/2= 10.h
H= 22,05 metros
Energia Cinetica máxima, é calculada a partir:
K=m.v2/2
K= 60.752/2► K= 1,68 x102 J
12) Desenhe o gráfico de conservação de energia cinética, potencial e mecânica em um sistema oscilatório, por exemplo, um bloco preso a uma mola.
13) Explique o processo de conservação da energia na natureza a partir da luz proveniente do sol e do processo de fotossíntese.
Para ilustra o processo de conservação de energia em sistemas biologicos, nada melhor do que usar a teoria do quimico Laivoiser. O mesmo ilustra a seguinte frase, “ Nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”. Isso exemplifica que a energia de todo um sistema esta em total transformação, inclusive a energia luminosa, tendo em vista a aplicação na fotossintese com a produção da energia orgânica. 
14) Um indivíduo exerce uma força de 900N para puxar um bloco de enxofre solido, formando um ângulo de 30° com a superfície de deslocamento, por 15 m. Qual o valor do trabalho exercido? DADO: cos 30° = 0,154
Trabalho= F.d.cos 300
T=900 N. 15 m. 0,154 ► 2,079 x 103 J
15) Defina calor e temperatura
 Calor= Energia em trânsito
 Temperatura= Quantidade de energia em um corpo/ grau de agitação das moléculas.
16) Classifique, explique e exemplifique as formas de transmissão de calor.
· Radiação= É a forma de transferencia de calor que ocorre por meio de ondas eletromagneticas.
· Condução= A propagação de energia propaga-se em virtude da agitação molecular de contudor. 
· Convecção= É a forma comum para os gases e líquidos, ocorre tranferencias de calor através do movimento do proprio fluído.
17) Uma amostra de alumínio de 20kg possui calor especifico de 0,22 cal/g °C, diante disso responda:
a) Encontre o valor de Q do processo, em uma variação de temperatura de 32 °C para 72 °C.
Q=m.c.Δt
Q= 20x103. 0,22.40
Q= 176 Kcal
b) O calor foi absorvido ou cedido? Como você chegou a essa conclusão?
O calor foi absorvido, houve um aumento da temperatura.
c) O processo ocorreu em 15 segundos. Qual a potência do sistema?
P= Q/Δt ► P=176 Kcal/15s► 11,73 Kacl/s
18) Calcule o calor total para levar 0,5Kg de água no estado sólido a -30°C até vapor d’água a 140°C. Dados : Calor específico da água (c= 1 cal/g.°C)
Calor latente de fusão da água (Lf = 333 KJ/Kg)
Calor latente de vaporização da água (Lv = 2256 KJ/Kg)
Q1= m.c.Δt
Q1= 500.1.30
Q1= 15 Kcal
 
Q2=m.Lf
Q2= 500.333
Q2= 166500 KJ
Q2= 39832 Kcal
Q3=m.c.Δt
Q3= 500.1.100
Q3= 50 Kcal
Q4= m.Lv
Q4= 500.2256
Q4= 1128000 KJ
Q4= 269856 Kcal
 
Q5= m.c.Δt
Q5= 500.1.40
Q5=20 Kcal
QTotal= 309773 Kcal
19) Em um laboratório é necessário descobrir o calor específico de um certo material a ser usado em capsulas de medicamentos. Para isto coloca-se uma massa de 200g do material dentro de um calorímetro composto de 500g de álcool, sendo o sistema isolado do meio externo. O calor específico do álcool vale c = 0,58 cal/g.°C e sua temperatura medida por um termômetro variou de
10°C para 30°C após colocado o material no calorímetro. A temperatura da massa passou de 25°C para 20°C. Qual o calor específico do material?
 	A quantidade de energia no sistema sera igual, memso que a variação da temteraturado alcool e do matrial desconhecido sejam distintas. É precio igualar algebricamente.
m.c.Δt=m.c.Δt
200.c. 5=500.0,58.20
Calor especifico do Material= 5,8 cal/g.0C
20) Calcule a dilatação de uma chapa de chumbo utilizada em um laboratório de radiação com coeficiente de dilatação linear valendo α= 26 µ (°C)-1 e área inicial igual a 2 cm2, sendo que sua temperatura variou de 25°C até 35°C.
Dilatação Linear= L0.&. Δt
Δl= 26x10-6.2.10
Δl= 5,2 x10-4
21) Apresente e descreva a primeira lei da termodinâmica.
 A primeira Lei da Termodinamica é uma lei que implica a conservação de energia em um sistema em questão. Ela é enunciada como: “ A variação de Energia interna ΔU de um sistema é expressa por meio da diferença entre a quantidade de calor Q com o meio e o trabalho W realizado durante a transformação. 
22) Escreva como fica a primeira lei da termodinâmica nos seguintes processos:
a) Isotérmico = Ocorre em processos com gás Ideal, a temperatura se mantém constante, logo Q=W ; ΔU=0
b) Isobárico= Processo a qual a pressao se mantém Constante, com isso W= P.ΔV; ΔU= Q-P. ΔV
c) Isovolumétrico= Processo a qual o volume nao se altera, permanecendo constante. Com isso, conclui-se que não haverá trabalho e ΔU=Q
d) Adiabático= Não há troca de calor com o meio, ou seja, variação da temperatura externa é constante.
23) Um mergulhador está no fundo de um lago a 35 metros de profundidade. A densidade da água do lago é ρ = 998 Kg/m3. Adote g = 9,8 m/s2 e uma pressão atmosférica de 1 atm para calcular a pressão total exercida no mergulhador no fundo do lago.
PTotal= Patm + ρ.g.h
 PTotal= 1 + 998.9.8.35
 PTotal= 342.315 Atm
24) Calcule o empuxo exercido por um líquido de densidade ρ = 998 Kg/m3 sobre um corpo totalmente submerso de volume 2 m3 .
 Empuxo= ρ.g.VVolume Deslocado
 E= 998.9,8.2► E=19.460,8 N
25) Um sistema hidráulico de um laboratório converte uma força de 5N aplicada a uma superfície de área 2 cm2 a outra de área 8 cm2. Qual a força na região 2?
Sistema Fechado se considera a mesma pressao, diante disso:
F1/A1=F2/A2 ► 5/2=F2/8 ► F2= 20 N
26) Explique a pressão intraocular presente nos olhos dos seres humanos.
A pressão intraocular é a medida da tensão nos olhos de um ser humano, quando ela está muiot alta se resulta na doença denominada glaucoma. Isso se dá pelo fato que há uma deficiencia no escoamento do fluído óptico ou alteração do fluxo sanguíneo no nervo óptico, isso interfere diretamente na tensão.
27) Explique o processo de medição da pressão sanguínea em uma pessoa.
A pressão sanguinea é o calculo com que a pressao do sangue faz na parede dos vasos sanguineos, o sangue ao circular tem um força de atrito do fluido em relaçao a parede do vaso enquanto o sangue age em torno da circulaçao Sistemica. 
28) O sangue passa por uma veia de área 2 mm2 com uma velocidade de 10 m/s para uma veia semi entupida com área 0,5 mm2. Qual o valor da velocidade do sangue neste trecho.
A1.V1=A2.V2
2.10=0.5.V2
V2= 40 m/s
29) A partir da equação de Bernoulli explique porque uma veia pode colapsar (fechar) totalmente caso se encontre parcialmente obstruída, por excesso de gordura por exemplo. (OBS: É possível também, utilizar os conceitos de hidrostática e hidrodinâmica para discutir a questão de aneurismas. Fiquem a vontade caso queiram complementar a resposta e ampliar a discussão).
Uma veia pode colpasar pelo fato de que a area de uma veia obstruida é menos, com isso, aumenta-se a pressão do fluido sobre a parede, tendendo a se romper, acresce que a vazão do fluido fica comprometida. Logo em seguida, essa obstrução irá aumentar gradativamente pela ação da pressão e do atrito com a parede do vaso sanguineo. 
30) Explique baseado no conceito de tensão superficial porque alguns insetos não afundam e conseguem caminhar na superfície da água.
A tensão superficial na agua é criada a partir do fato de que as moleculas interagem entre si, pois possuem alta afinidade, com isso elas formam a força de adesão, nescessários e suficiente para “ segurar os animais”, tais interações sao estruturadas por ligações de hidrogenio, do ponto de vista químico uma das mais fortes. Forças de atração na superficie do liquido são chamada de forças de adesao, ja as forças de interação que estao abaixo da superficie sao consideradas forças de coesão. 
31) Explique o processo realizado nos alvéolos dos pulmões pelo nosso corpo para permitir o processo de respiração.
A respiração celular é um mecanismo para adquirir O2, através da quebra da molecula de glicose e liberação do dioxido de carbono. Tal mecanismo é de extrem importancia devido a energia que se produz enquanto a utilização enquanto todo o corpo humano. Os alveolos tem uma miportante processo pos são uma grande rede de capilares que garantem uma proximidade entre o sangue não oxigenado e aquele oxigenado. Sabe-se que é nos capilares em que ocorre a hematose, processo pela qual ocorre as trocas gasosas, geralmente por difusão, a partir daí, o ar é purificado, umidecido, e é preparado para um novo ciclo de energia.