EXERCÍCIO PARA RESOLVER O MANUAL DO ALUNO ENSINO DA FÍSICA 100 E 110 ANO DE ESCOLARIDADE
PELO JUVINAL DOS REIS SOARES FACULDADE EDUCAÇÃO E ARTES HUMANIDADES (FEAH) UNIVERSIDADE NACIONAL TIMOR LOROSA’E (UNTL) 2017 SE MAK BOOK LIVRU SEI SENTE MUNDU NIA FURAK NO NAROMAN BOOK FETO ITA SEI SENTE DOMIN NIA MIDAR EH SI’IN
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10o ANO QUESTÕES PARA RESOLVER Pagina 28-29 1. Um barco desloca-se no rio mantante transportando duas pessoas sentadas. Na margem do rio, encontra-se um turista que sentado aprecia a paisagem. Qual ou quais seguintes, afirmações estão coretas. Respostas : B. Relativamente a terra, os ocupantes dos barcos estão em movimento. D. Se o referençial considerado for a lua, os ocupantes dos barcos eo turista encontram-se em movimento. 2. Um rapaz percorre 3km para Norte e depois 4km para a Oeste. Determine:
2.1. O espaço percorrido pela a rapaz. Dados:
solução : ∆S
S1= 3km
=
S1 + S2
∆S = 3 + 4
S2= 4km ∆S =……..?
∆S = 7 km
2.2. O valor do deslocamento efetuado. Dados : x = 3 km y = 4 km
solução ∆r2 = x2 + y2 Page 2
∆r2 = 32 + 42
∆r = ……?
∆r2 = 9 + 16 ∆r = √𝟐𝟓 ∆r = 5 km 3. Numa pistacircular de raio 50m, um atleta move-se com velocidade de valor constante. 3.1.Determine o espaço percorido pelo atleta quando passa da posição I para a posição III. Dados:
r = 50 m
solução:
∆s =……?
∆s = 𝟐 . 2𝝅 . r
𝟏
𝟏
∆s = 𝟐 . 2 𝝅 . 50 ∆s = ∆s =
𝟏 𝟐
. 100 𝝅
𝟏𝟎𝟎 𝝅 𝟐
∆s = 50 𝝅 m
3.2.Caracterize o deslocamento efectuado no percurso da alinea anterior. Resposta: Valor do ∆r = I-III ∆r = 2 . d = 2 x 50 ∆r = 100m…. sem sentido de direção. 3.3.Calcule o número de voltas que o atleta terá que efectuar na pista para treinar 10km. Dados :
Solução: 𝒅
r = 50m
n = 𝟐𝝅𝒓
𝝅 = 3,14
n =
n = ……..?
n=
𝟏𝟎𝒙𝟏𝟎𝟎𝟎 𝟏𝟎𝟎𝝅 𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎 𝟏𝟎𝟎𝝅
Page 3
𝟏𝟎𝟎
𝒏 = 𝟑.𝟏𝟒 =
𝟏𝟎𝟎 𝟑. 𝟏𝟒
= 𝟑𝟏. 𝟖𝟒 𝒏 = 𝟑𝟐 𝑽𝒐𝒍𝒕𝒂𝒔
3.4.Represente na figura, o vetor velocidade de atleta na posições I,II, III e IV.
3.5.O atleta demora 3 minutos a efectuar uma volta completa. O tempo que demora a deslocar-se da posição II para a posicão III é : Dados : 3min = → 3 x 60 = 180seg t =…………? Solução: t=
𝟏𝟖𝟎 𝟒
t = 45 segundos
4. Numa Estrada retilinea, duas bicicletas A e B, partem do mesmo local, no mesmo instante, com a velocidade constante indi na figura e em sentidos contraries. V A = 5 𝑚⁄𝑠, VB = 2𝑚⁄𝑠
Page 4
4.1.Determine a distancia que as separa apos 30 segundos de movimento. Apresenta todas as etapas de resolução. Dados : VA = 5m.s-1
Solução:
VB = 2m.s-1
V c = VA + VB
d = c . ∆𝒕
∆𝒕 = 30s
V c=5+2
d = 7 . 30
V c = 7 m.s-1
d = 210 m
d = …..?
4.2.Apos os 30 s do movimento, a bisicleta A passou a mover-se com aceleração de valor 0,5 𝑚⁄𝑠2. Determine ao fim de quanto tempo o valor da velocidade duplicou. Dados: a = 0,5 m.s-2
Solução:
v = 55 m.s-1 ∆𝒕 =…….. ?
∆𝒕 =
∆𝑽 𝒂
∆𝒕 =
𝟓 𝟎,𝟓
∆𝒕 = 10s 5. Tabela ao lado representa um excerto do horario do microlete (minibus) que um turista consulto para se deslocar de Dili para Baucau. Viagem de Dili para Baucau (132 km) PARTIDA CHEGADA Dili 10h 30min Baucau 13h 15min Determine a rapidez media do microlete em unidade SI. Apresenta todas as etapas de resolução.
Dados:
solucão Rm = ∆𝒔 ∆𝒕
10h = 36000s
Page 5
∆𝒔𝒊 = ∆𝒔𝒇− ∆𝒕𝒇− ∆𝒕𝒊
30min = 1800s
𝟏𝟑𝟐𝟎𝟎𝟎−𝟎 = 𝟒𝟕𝟕𝟎𝟎−𝟑𝟕𝟖𝟎𝟎
13h = 46800s
=𝟏𝟑𝟐𝟎𝟎𝟎 𝟗𝟗𝟎𝟎
15min = 900s
Rm = 13,3 𝒎⁄𝒔
S = 132 km => 132000m Rm=……….?
6. O gráfico indicado traduz a distância percorrida por um camião, durante uma viagem de 6 horas.
6.1.O camião esteve parado durante algum intervalo de tempo? Justifique. Resposta: Sim entre (1,2)h’ pois a distancia é nulo. 6.2. Quantos quilómetros percorreu o veículo? Resposta: 25km.
6.3. Indique, justificando, o intervalo de tempo onde é maior o valor da velocidade média do camião. Resposta: Entre(5,6)h, pois percorreo maior distancia no mesmo interval de tempo (1h) tambem tem o valor maior de todo os tempos. 6.4.Pela análise do gráfico pode afirmar que não houve inversão do sentido do movimento? Justifique: Resposta:
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Não uma ves trtar-se do gráfico de distancia percorida que é uma grandeza sempre positive e umadiminui , houvendo ou não inversão do movimento. 7. O gráfico seguinte representa a posição em função do tempo de um ciclista que se moretilínea.
7.1.Classifique a trajetória do movimento. Resposta: Trajetoria retilinea. 7.2. Faça um esboço da trajetória, durante os 7 minutos.
7.3.Indique um intervalo de tempo em que: 7.3.1. O ciclista esteve parado. Resposta: (2,3) minutos (5,4)minutos) 7.3.2. O ciclista se moveu em sentido contrário ao do movimento inicial. Resposta: (5,7)minutes 7.3.3. O deslocamento do ciclista foi nulo. Resposta: (2,3)min ou (4,5)min ou (0,7)min ou (3,6)…
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7.3.4. O ciclista se moveu com maior velocidade. Resposta: (6,7) min 7.4. Calcule o espaço percorrido durante o movimento. Dados: S1=1,5km ∆𝑠= S1 + S2 S2=1,5km = 1,5 + 1,5 ∆𝑠=….? =3.0 km 7.5.Trace o gráfico do valor da velocidade em função do tempo para este movimento.
7.6. Comente a seguinte afirmação: “A rapidez média do movimento é maior do que o valor da velocidade media Resposta: É sempre positiva. Neste caso , o valor de velocidade média é zero um vez que o valor do deslocamento é nulo. 8. O Mari combinou encontrar-se à porta da escola com o Ximenes. O Mari, que mora a 450 m da escola, saiu de casa às 8 h e demorou 15 min a chegar à escola. O Ximenes deslocou-se com a mesma rapidez média do Mari e mora a 600 m da escola. Determine a que horas o Ximenes teve de sair de casa para chegar, à mesma hora do Mari, à escola. Dados: ∆𝒕= 8h demora 15min 𝒅𝒎
Vm= 𝒕𝒎
∆𝒔
Rm = ∆𝒕 𝟏𝟐𝟎𝟎
𝒕= =
𝟔𝟎
=20min
𝟒𝟓𝟎 𝟗𝟎𝟎
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= 0.5m/s =
𝟔𝟎𝟎 𝟎.𝟓
∆t =1200 s Questões para resolver Pagina 49-51 1. No sistema Galileo, os satélites orbitarão a uma altitude de 23222 km. Verifique que, se o sinal demorar 80,0 ms a chegar ao recetor, o satélite não se encontra no Zénite para o recetor. Dados: C=3.00x108 m/s d= c x ∆𝒕 ∆𝒕=80m.s =3 x 108 x 8 x 10-5 d =….? =24.103 =24.000m 2. Partindo das coordenadas geográficas de Díli, calcule a posição de um ponto que está a 100 km a norte desta cidade. Use como perímetro da Terra o valor de 40075 km. Resposta: Longitude:(1250, 36i x 30ii E, longuitude = 70 40ii . 5) 3. Uma partícula move-se com velocidade segundo uma linha reta. O gráfico representa o valor da sua velocidade em função do tempo.
3.1.Identifique o tipo de movimentos da partícula. Resposta: (0 j 2)→ M.R.U (2 j 4) )→ M.R.U.A (4 j 6) )→ M.R.U.R (6 j 8) )→ M.R.U 3.2.Calcule o valor da aceleração nos diversos intervalos de tempo. Resposta: (0 j 2)→ a 0/2=0m/s. (2 j 4) )→a 10/4-2=5m/s. Page 9
(4 j 6) )→a =20/6-2 = 10m/s. (6 j 8) )→a =0/8-6 = 0m/s.
4. O Sr. Tito, um ciclista amador, gosta de realizar um passeio de bicicleta todos os dias ao final da tarde. Num desses passeios, um cão atravessou-se no seu caminho. Para não atropelar o cão, o Sr. Tito desviou a sua trajetória em direção a uns arbustos que se localizavam 20 m à sua frente tendo, de seguida, que travar para evitar colidir com os mesmos. Observe atentamente o gráfico, o qual representa o valor da velocidade com que o Sr. Tito se deslocou desde que se apercebeu do perigo. 4.1.Indique o tempo de reação do Sr. Tito.
Dados: t1 = 0s t2 = 0.5s ∆𝒕=…?
∆𝒕 = 𝒕𝟐 − 𝒕𝟏 =0.5-0 =0.5s
4.2.Calcule o tempo de travagem. Dados: ∆𝑡=…? t2 = 3.0s t1 = 0.5s
∆𝑡= t2- t1 = 3 - 0.5 =2.5s
4.3.Caracterize o tipo de movimento do ciclista durante a reação e durante a travagem. Resposta: Na reação movimento uniforme, e na travagem movimento uniformemente retardado.
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4.4.Determine a distância de travagem. Dados: V1= 5 m/s ∆𝒕=..? 𝒗 a= 𝒕
𝟓
= 𝟐.𝟓 = 2 m/s2 Para calcular a distância de travagem usando a equação de Torricelli 𝑉22 = 𝑉12 + 2𝑎∆𝑆 S=
=
(𝒗𝟏− 𝒗𝟏)𝟐 𝟐𝒂
𝟓𝟐 − 𝟎𝟐 𝟐𝒙𝟐 𝟐𝟓
= 𝟒 =6.25 m/s 4.5.O ciclista chocou com os arbustos? Justifique a Re sposta: Não, porque o espaço percorrido é 8,8 m que é inferior a 20 m.
4.6.Identifique dois fatores que possam influenciar o tempo de reação de um indivíduo. Resposta: Conduzir com sono, sob o efeito do álcool ou psicotrópicos.
5. Estudou-se o movimento de um automóvel, representado pelo gráfico velocidade-tempo da figura. O automóvel descreve uma trajetória retilínea, sem inversão do sentido de marcha. 5.1.Classifique o movimento do automóvel em cada troço do percurso.
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Dados: (0;10)=M.R.U.A 1(0;25)=M.R.U (25;30)=M.R.U.R
5.2.Calcule a distância percorrida pelo automóvel nos primeiros 25 s de movimento. Dados: 𝒅 = ⋯? 𝒅 = 𝒗𝒎. 𝒕 𝒗𝒎 = 𝒗𝒎 =
𝒅 ∆𝒕
𝟏𝟓 =
𝒅 𝒕
𝒅 ∆𝒕
𝒅 = 𝟐𝟎𝒙𝟏𝟓 = 𝟑𝟎𝟎 = 𝟑𝒙𝟏𝟎𝟑 m 5.3.Determine o valor da aceleração durante a travagem. Dados: ∆𝒔 = 𝟏𝟓𝒎 ∆𝒔 𝒂𝒎 = ∆𝒕 ∆𝒕 = 𝟐𝟓𝒔 𝒆 𝟑𝟎𝒔
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=
𝟏𝟓 − 𝟎 𝟑𝟎 − 𝟐𝟓 𝒂𝒎 =
𝟏𝟓 𝟓
= 𝟑 𝒎/𝒔𝟐 6. O Sr. Simão conduzia o seu automóvel, ao longo de um troço em linha reta, a uma velocidade de 20m/s . De repente um cão atravessa-se na estrada e o Sr. Simão travou até parar o automóvel. Supondo que a aceleração durante a travagem foi de -5 m/s2 calcule. : 6.1.O valor da velocidade do automóvel, 2 s após o Sr. Simão ter começado a travar. Dados: V=…? 𝑽 = 𝒂.𝒕 a= - 5 m/s2 𝒕 = 𝟐𝒔
=5x2 𝑽 = 𝟏𝟎 𝒎/𝒔
6.2.O tempo que decorreu desde que o Sr. Simão começou a travar até que o automóvel parou Completamente. Dados:
∆𝒔 … ? 𝒗𝒎 = 𝟐𝟎 𝒎/𝒔 t= 5 m/s
𝒗𝒎
∆𝒔=
𝒂 𝟐𝟎
= −𝟓 =-4s
7. Lançou-se, verticalmente, para cima, uma bola com velocidade inicial de 4,0 m·s-1 Determine a altura máxima atingida pela bola, em relação ao nível de lançamento. (Considerreferencial, Oy, de eixo vertical, com origem no ponto de lançamento e sentido de baixo para recorra exclusivamente às equações que traduzem o movimento, y(t) e v(t)). Apresente todas as etapas de resolução. Dados: 𝑽𝒇 = 𝟎 𝒗 = 𝒗𝒐. 𝒈. 𝒕 𝑽𝒐 =
𝟒𝒎 𝒔
𝒈 = 𝟗. 𝟖 𝒎/𝒔𝟐 = 𝟒 + 𝟗. 𝟖 . 𝒕
𝟎 = 𝟒 + 𝟗. 𝟖. 𝒕 4 = 9.8t
𝟗. 𝟖. 𝒕 = 𝟒
Page 13
𝒕=
𝟒 𝟗. 𝟖
= 𝟎. 𝟒𝟎𝟖 = 𝟎. 𝟒𝒔 𝟏 𝒉 = 𝒗𝒕 + 𝑔𝑡 2 𝟐 1 ℎ = 4𝑥 0.4 − 9.8 𝑥 (0.4)2 2 ℎ = 1.6 − 4.9 𝑥0.16 ℎ = 1.6 − 0.784 ℎ = 0.816 ℎ = 0.82
8.
Um carro move-se horizontalmente ao longo de uma estrada descrevendo uma trajetória retilínea.A lei do movimento, durante o intervalo de tempo [0,0; 5,0] s é: X= 2.0 t2 - 12,0 t + 15,0 (SI)
8.1.Selecione a única opção que representa respetivamente os valores da aceleração do carro, da sua x = 2,0 t2 velocidade e da posição em que se encontra, no início da contagem do tempo. Resposta D. (4,0; -12,0; 15,0)
8.2.Indique o instante em que o carro passa pela origem do referencial. Utilize 3 algarismos significativos para indicar esse instante. Dados: 𝒅𝒙 (𝟐, 𝟎𝒕𝟐 − 𝟏𝟐, 𝟎𝒕 + 𝟏𝟓, 𝟎 𝒅𝒕 V = 4t – 12 𝒅𝒗 (𝟒𝒕 − 𝟏𝟐) 𝒅𝒕 a = 4 m/s 𝒙 = 𝒗𝒕 𝟏 𝒙 = 𝒈𝒕𝟐 𝟐 𝟏 = 𝟗. 𝟖𝟑𝟐𝒕𝟐 𝟐 = 𝟒. 𝟗𝟏𝟔𝒕𝟐
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𝒗 + 𝒗𝟎 𝒂 𝟏𝟐 + 𝟒. 𝟗𝟏𝟔 𝒕= 𝟒 𝒕 = 𝟒. 𝟐𝟐𝟗 t = 4.22 s 𝒕=
12−4.916
t=
4
12 − 4.92 = 4 = 1.77 s 8.3.Calcule o valor da velocidade do carro no instante 2,0 s e classifique o seu movimentonesseinstante, justificando. Dados: ∆𝑡 = 2.0𝑠 d= 4.0t - 12.0 = -8t x= v.t −8 V= 2 = -4m/s 8.4.Determine a distância total percorrida nos 5,0 segundos. Dados: ∆𝑡 = 5.0𝑠 d=…? d= V.t =5.2 x 5 =26 m 9. Um corpo descreve uma trajetória circular, de raio 80 cm, com velocidade de módulo constante. O gráfico seguinte representa a variação ao longo do tempo do ângulo que o corpo faz em relação à origem. 9.1.Selecione a opção que completa corretamente a afirmação seguinte. O declive do gráfico representa a grandeza: Resposta: Velocidade angular porque tem uma forma forma de triângulo durante um movemento
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C. Velocidadeangular 9.2.Determine o módulo da velocidade linear do corpo.Apresente todas as etapas de resolução. Dados: r= 80cm V=2𝝅. 𝒓 𝟐𝝅.𝟎,𝟖
t= 1,0s
=
v=…?
=𝟏,𝟎 𝝅 𝒎/𝒔
𝟏.𝟎 𝟏.𝟔
=1.6𝝅 𝒎/𝒔
9.3.Indique a distância percorrida pelo corpo ao fim de duas voltas. Utilize 2 algarismos significativos para indicar esse valor. Dados: d=…? d= vt = 4𝜋𝑟𝑡 =3.2 𝜋𝑚 9.4.Calcule o valor da aceleração centrípeta. Dados: 𝒅 = 𝟐𝝅𝒓𝒕 𝒅 = 𝟐𝝅𝟖𝟎𝒙𝟏. 𝟎 𝒅 = 𝟏𝟔𝟎 𝒙 𝟑𝟏. 𝟒 𝒅 = 𝟓𝟎𝟐𝟒
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𝒅
𝒗=
=
𝒕
𝟓𝟎𝟐𝟒 𝟏,𝟎
= 𝟓𝟎𝟐𝟒 𝒎/𝒔
r = 80m ac=
𝒗𝟐 𝒓
(𝟓𝟎𝟐𝟒)𝟐
=
𝟖𝟎
𝟐𝟓𝟐𝟒
=
𝟖𝟎
= 31.55m/s = 31m/s 9.5.Calcule a frequência em rotações por minute . Dados:
𝑡 = 2 4ℎ𝑜𝑟𝑎 𝑥 60 𝑚𝑖𝑛 𝑓 =
𝑡 𝑛
𝑛 = 24 𝑣𝑜𝑙𝑡𝑎𝑠 =
24𝑥60𝑚𝑖𝑛 24 𝑣𝑜𝑙𝑡𝑎𝑠
=
24 𝑥 60 24
= 60 𝐻𝑧
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Questões para resolver Unidade Tematica B pagina 63 1. Observe a figura, onde estão representadas algumas forças. Indique:
1.1. Todas as forças com a mesma intensidade. Resposta: ⃗⃗⃗⃗ 𝑓1 e ⃗⃗⃗⃗ 𝑓5; ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑓2; 𝑓4; ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑓6.
1.2. Duas forças com a mesma direção. Resposta: ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑓2 e ⃗⃗⃗⃗ 𝑓4; ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑓1; ⃗⃗⃗⃗ 𝑓5; 1.3. Uma força cujo módulo seja o dobro do módulo de 𝑓 . Resposta: ⃗⃗⃗⃗ 𝑓3 1.4. Duas forças que tenham a mesma direção e sentidos 5oposto Resposta:. ⃗⃗⃗⃗ 𝑓1 e ⃗⃗⃗⃗ 𝑓5; ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑓1; 𝑓2
2. Um corpo de massa 10 kg, em repouso numa superfície plana e horizontal, é atuado por uma força constante de intensidade 60 N, paralela ao plano horizontal. Durante o movimento surge uma força de atrito de intensidade 10 N.
2.1. Caracterize a força resultante à qual o corpo está sujeito. Resposta: O Ponte de aplicação: Centro de massa do corpo; Direção: horizontal; sentido: do movimento; Intensidade: 50 N.
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2.2. Determine o valor da aceleração com que o corpo de desloca. Dados: 𝑭 = 𝟓𝟎𝑵 𝒂 = 𝑭/𝒎 𝒎 = 𝟏𝟎𝒌𝒈 𝟓𝟎/𝟏𝟎 𝒂 = …? 𝟓𝒎/𝒔 2.3. Calcule o valor da velocidade do corpo ao fim de 5,0 segundos de movimento? Dados: 𝑎 = 𝑚/𝑠2 𝑣 −⋯? 𝑇 = 5𝑠 𝑉 = 𝑎. 𝑡 = 5𝑥 5 = 25𝑚/𝑠 3. Considere os vetores força representados na figura.
Selecione, entre as hipóteses seguintes, qual a intensidade da resultante dos seguintes pares de forças, quando atuam simultaneamente num corpo:
3.1. ⃗⃗⃗⃗ 𝑓1 e ⃗⃗⃗⃗ 𝑓3 Resposta: FR=F1 + F3 =F4 + F1 =5N ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ 3.2. 𝑓4 e 𝑓2 Resposta: FR=F4 + F2 =F4 + F3 =7N 3.3. ⃗⃗⃗⃗ 𝑓3 e ⃗⃗⃗⃗ 𝑓4 Resposta:
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FR=F3 + F4 =F3 + F1 =2N Questões para resolver Pagina 79 1. Classifique em Verdadeira (V) ou Falsa (F) cada uma das afirmações seguintes: A. Se dois corpos interatuam, as forças que exercem, um sobre o outro, têm direções opostas. B. As forças ocorrem sempre aos pares. C. A uma ação corresponde sempre uma reação. D. As forças que constituem um par ação-reação podem actuar por contacto ou à distância. E. As forças que formam um par ação-reação actuam no mesmo corpo. F. O peso e a força normal que actuam sobre um corpo formam um par ação-reação. G. Numa pista retilínea, um automóvel desloca-se com valor de velocidade constante se o valor da aceleração for nulo. H. Um corpo que se desloque numa trajetória retilínea, cujo vetor aceleração tem sentido oposto ao vetor velocidade, tem movimento acelerado. I. Num movimento retilíneo os vetores aceleração e velocidade têm a mesma direção. J. Num movimento retilíneo uniformemente acelerado a intensidade do vetor velocidade inicial é inferior à intensidade do vetor velocidade final. 2. Um homem, na superfície do planeta Terra pesa 735 N e na superfície de um planeta pesa 1800 N. Determine o valor da aceleração gravítica nesse planeta. Dados:
𝑭 = 𝟏𝟎𝟔𝟓𝑵 𝒂=
𝑭 𝒈
𝑭 𝒎 𝒈 = 𝟏𝟎
𝒎 =
𝒎=
𝒎 𝒔𝟐
𝟏𝟎𝟔𝟓 = 𝟏𝟎𝟔. 𝟓𝒌𝒈 𝟏𝟎 𝟐𝟓𝟑𝟓 𝟖𝒎 𝒂 = = 𝟐𝟑, 𝟐 𝟏𝟎𝟔𝟓 𝒔
𝒂 = 𝟐𝟒 𝒎/𝒔𝟐 3. Observe o esquema da figura. O corpo A tem massa m e o corpo B tem massa 6 vezes superior ao do corpo A. Desprezando todos os atritos determine o valor que deve ter o ângulo a para que o sistema se encontre em equilíbrio. A mesma força, aplicada a um corpo B, provocou-lhe a aceleração de 3,0 m·s Page 20
Dados: Mb= 6m 𝒎𝑨
a=0.116 ou 9.55
sen ∝ = 𝒎𝒃 sen ∝
a=9.60
𝟏 𝟔
4. Uma força constante, aplicada a um corpo A, provocou-lhe uma aceleração de 1,5 m·s Determine o valor da razão entre as massas dos corpos. Dados: MA=1.5m/s
MA=
MB=3.0m/s
3.0 1.5
= 2 MB
MA=…? 6. Um bloco A de massa m sobe ao longo de um plano inclinado puxado por um cabo, onde se exerce uma força de intensidade 100 N que faz um ângulo de 30° com a superfície desse plano. O sistema desloca-se com uma aceleração constante cujo valor e 4 m·s , e no bloco A atua uma força de atrito igual a 10 N. 6.1. Esquematize a situação e represente as forças que atuam no corpo A. Tenha em atenção a intensidade relativa de cada vetor.
6.2. Mostre que a massa do bloco A é superior a 10 kg. Dados: F= 10 N F=m.a 1
𝜎 = 300
100 2 10 = 𝑚. 4
a= 4 m/s
50-10= m.4
Fa= 10 N
40=m.4 m=
40 4
= 10𝑘𝑔
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Questões para resolver Pagina 110-111 1. Calcule a Força de Atração Gravitacional entre o Sol e a Terra. Use os dados: massa do Sol = 2,0 × 1030 kg, massa da Terra = 6,0 × 1024 kg, distância entre o Sol e a Terra = 1,5 × 1011 m e G = 6,7 × 10-11 N·m2 /kg24 Dados:
m1= 2.0 x 1030 kg m2 =6.0 x 1024 kg S= 1.5 x 10-11 m
Fg = G.
𝑚𝐴 .𝑚𝐵 𝑟2
= 6.67 𝑥 10 − 11 .
=
=
2.0 𝑥 1030 . 6.0𝑥 1024 (1.5 𝑥 10−11 )2
80.04𝑥1043 2.25𝑥1𝑜 22 80.04𝑥1043−22 2.25
= 35.57333x 1021N 2. Observa a situações representadas indique justificando em qual das situações: . 3.1. É maior o efeito rotativo da força aplicada sobre a porta. Resposta: B
3.2. Não há rotação. Resposta C Page 22
4. O Sr. Marçal, transporta objetos num carrinho de mão, esquematizado na figura seguinte.O carrinho e a carga têm de massa 25 kg e as distâncias entre os pontos A e B e os pontos B e C são respectivamente, 40 cm e 60 cm. B representa o centro de massa.
4.1. Calcule a intensidade da força que o Sr. Marçal tem de exercer para equilibrar o carrinho na posição de transporte. Dados:
F = = =
60+40+2(25)𝑋 9.8 10 100+50 𝑋 9.8 10
1470 10
=147 N 4.2. Classifique, justificando, o tipo de alavanca que o carrinho de mão representa. Resposta: o tipo de alvanco é Interresistente porque a força resultante encontra- se o ponto da aplicação da força potente e o falero. 4.3. Determine a vantagem mecânica do carrinho, na situação representada. Dados: 𝒎
Vm=
𝑷
𝟐𝟓
=𝟏𝟒 =1.7m/s 5. Pretende-se colocar uma caixa de massa 150 kg num camião. Sabendo, que a altura do camião ao solo é 1,10 m, determine: 5.1. A intensidade da força mínima a exercer na caixa para a colocar no camião. Dados: F=…? m=150 kg
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F= m.a = 150x9.8 = 1470 N 5.2. Considere que tem ao seu dispor uma prancha de madeira com 2,0 m de comprimento. Calcule: 5.2.1. O ângulo que o plano faz com a horizontal. Dados: K = …?
𝒉
∝= 𝒂𝒔𝒔𝒊𝒎 ( 𝒆 )
𝒉
sen ∝ = 𝒆
=33.40 =330
h= assim (h/e)
5.2.2. O valor da força de reação normal sobre a caixa, quando esta se desloca sobre a prancha. Dados: ∈ 𝒎, 𝒚𝒚 = F+Py=0 =m.g.cos∝=0 =150x9.8 cos 33 =1232.9 =1233N 5.2.3. A intensidade da força a exercer sobre a caixa, ao longo da prancha, para a colocar no camião. Dados: ∈ 𝑚, 𝑥𝑥= F+Px=0 F+m.g.sen∝=0 F=m.g.sen 0 =150x9.8 sen 3.3 =800.6 =801N 6. Uma esfera de 500 g é abandonada a partir de uma certa altura em relação ao solo. A lei do movimento de queda da esfera é dada por: y = 20 – 5·t2 (SI) 6.1. A esfera está em queda livre? Justifique. Resposta: Um corpo que cai, na vertical, em circunstâncias quepermitem desprezar a resistência do ar, fica apenas sujeito à interação gravitacional e diz-se em queda livre. Este corpo está sujeito a
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uma força constante que lhe provoca movimento uniformemente acelerado, uma vez que a aceleração e a velocidade têm o mesmo sentido. 6.2. Selecione a opção que completa corretamente a seguinte afirmação. O referencial em relação ao qual é descrito o movimento da esfera é um eixo: Resposta: C. Vertical com sentido positivo de baixo para cima e origem no solo. 6.3. Escreva a equação das velocidades da esfera, v = f(t). Dados: Y= 20 Y=x-3 𝑑𝑥 𝑣 (𝑡 ) = (20 + 5𝑡 2 𝑑𝑡 𝑣 (𝑡) = 10𝑡 𝑚/𝑠 𝑣 = 𝑣0 + 𝑎𝑡 6.4. Calcule o tempo de queda da esfera. Dados: √2ℎ 𝑔 √2𝑥20
t queda = =
10
= 25
7. Uma pedra, A, de massa 1,0 kg, foi lançada verticalmente para cima, de uma varanda de altura 100 m, com velocidade inicial de valor 10 m·s . Passados 2,0 s deixa-se cair do mesmo local outra pedra, B, de massa 0,5 kg, partindo do repouso. Despreze a resistência do ar. Use g = 10 m·s2 7.1. Represente os vetores velocidade e aceleração da pedra A nas posições inicial, altura máxima e posição final. Resposta:
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7.2. Represente os vetores velocidade e aceleração da pedra B nas posições inicial e final. Resposta:
7.3. Escreva as equações que traduzem a lei do movimento das pedras A e B. Dados: A=y =100+10t – ½ g.t2 (SI) B=y =100- ½ g. t2 (SI) 7.4. Determine o módulo da velocidade com que a pedra B atinge o solo, usando um argumento energético. Dados: Pela equação de Toricelli 𝑣 2 = 𝑣 2 + 2𝑔ℎ 𝑣 2 = 102 + 2𝑥10𝑥100 𝑣 = 45 𝑚/𝑠 7.5. Calcule a altura máxima, relativamente ao solo, atingida pela pedra A. Dados: V= Vo2 – 2g . ∆𝑯 Ht=V02 + ∆𝑯 =102 . 2X10. ∆𝑯 =102 + 5 = 100-20. ∆𝑯 =100+5 =105m 7.6. Determine o tempo de queda da pedra B. Dados: h=100m g=100m/s2 t=…? 𝒗
𝟒𝟓
∆𝒕 = 𝒈 = 𝟏𝟎 = 𝟒. 𝟓 𝒔
7.7. Trace, no mesmo referencial, o gráfico v = f(t) para as duas pedras. Resposta:
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7.8. Determine quanto tempo após o lançamento da pedra A, esta encontra B. Dados: 𝒗 𝟒𝟓 𝒕= = = 𝟒. 𝟓 𝒔 𝒈 𝟏𝟎 t2=4.5s ∆𝒕 = ∆𝒕𝟐 − ∆𝒕𝟏 t1=2.0s =4.5- 2.0 ∆𝒔 = ⋯ ? =2.2 ou 2s 7.9. somente a seguinte afirmação: “ Durante o movimento, as pedras ficam sujeitas à mesma aceleração, mas forças diferentes .Resposta: A aceleração é a resultante do campo gravítico, que é a aceleração da gravidade. A força depende da massa, e por isso a pedra A sofre uma força dupla da pedra B.
8. Após uma cheia, um grupo de pessoas ficou isolado numa região. Um avião de salvamento,
voando horizontalmente a uma altura de 120 m e mantendo uma velocidade de 180 km/h, aproxima-se do local para que um pacote com medicamentos e alimentos seja lançado para as pessoas. Despreze a resistência do ar.
8.1. Determine: 8.1.1. O tempo de queda do pacote. Dados: 𝟐𝒉
∆𝒕 = √ 𝒈 h = 12 0 m ∆𝒔 = ⋯ ?
𝟐𝒉
= √𝒈 =√
𝟐𝟒𝟎 𝟏𝟎
=√𝟐𝟒 = 𝟒. 𝟖𝟗 𝒔
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8.1.2. A distância, na direção horizontal, a que o pacote deve ser abandonado para que caia junto das pessoas. Dados: 18km/h v=s/t 𝒙 =50m/s 𝟓𝟎 = 𝟒.𝟗 t= 4.9s 5=50x4.9 s…? X =245m 8.2. Caracterize a velocidade do pacote ao atingir o solo. Resposta:
v = 69 m·s2. O vetor velocidade é tangente à trajetória. -
9. O Serafim desce uma rampa escorregadia que termina num troço horizontal, a uma altura h da superfície da água de uma piscina. Ele tem de massa 75 kg, parte do repouso de uma altura de 5,0 m e atinge a superfície da água a 2,0 m da saída da rampa. O tempo que o Serafim esteve “no ar”, desde a saída da rampa até entrar na água foi de 0,2 s. Despreze a resistência do ar e o atrito na rampa. 9.1. Caracterize a velocidade do Serafim à saída da rampa. Resposta:
v = 9,9 m·s-1. Vetor velocidade apenas com component horizontal. -1
9.2. Calcule a altura, h, a que a rampa está da água. Dados: m=75kg h= 5.0m L=2.0m t=0.2s 9.3. O filho do Serafim, que tem metade do seu peso, seguiu o pai mas partindo do ponto P, mais baixo na rampa. 9.3.1. A criança esteve “no ar”, desde a saída da rampa até entrar na água: Resposta: C - 0,3 s 9.3.2. Justifique a seguinte afirmação: “A criança atinguiu a água a uma distância menor do que 2,0 m da vertical da saída da rampa”. Resposta:
Como partiu dum ponto mais baixo, chega à saída da rampa com menor velocidade, que só tem componente horizontal. Logo o espaço percorrido na horizontal é menor. 10. Para efetuar um serviço, um jogador de ténis lança, verticalmente para cima, a bola e no instante em
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que esta atinge a altura máxima bate-a horizontalmente com a raquete. Uma bola que atinge uma altura máxima de 1,80 m, em relação ao solo, abandona o contacto com a raqueta com uma velocidade de valor 32 m/s. Considere desprezável a resistência do ar. 10.1. Verifique se a bola consegue passar acima da rede de 90 cm de altura que se encontra a 12,0 m da linha de serviço. Resposta:
Passa, pois h = 1,11 m no momento em que a bola chega à rede, isto é, superior a 0,9 m. 10.2. Indique as coordenadas cartesianas da bola, quando atinge o solo. Dados:
x = 19,4; y = 0,0 (m). 10.3. Calcule o módulo da velocidade com que atinge o solo. Dados:
W=1.80m/s
V=Vo +.∆𝒕
Vo=32m/s
=32 + 0.36
V=…?
=32.56=23.5
𝟐𝒉
√𝒈 √ =
𝟐 𝒙 𝟏.𝟖𝟎 𝟗.𝟖
0.36s
11. Os satélites geostacionários ficam permanentemente sobre a linha do equador a uma
altitude de cerca de 35800 km. Considere o raio da Terra r = 6,38 × 103 km
11.1. Caracterize a velocidade do satélite geostacionário. Apresente os cálculos que efetuar. Resposta:
A velocidade é tangencial à circunferência, e de valor 11048 km·h -1. 11.2. Calcule a velocidade angular do satélite. Dados: W=…? V= W.r W= v/r
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𝟏𝟏𝟎𝟖𝟏
= 𝟒.𝟐𝟏𝒙 𝟏𝟎𝟒 =0.25 rad-1 11.3. Selecione a única opção que representa o declive do gráfico força centrípeta, F, versus o quadrado da velocidade, v , para o satélite que descreve um movimento circular Resposta:
A=
𝒎 𝒔
12. Um automobilista, de massa 70 kg, viajava a 72 km/h, quando efectuou uma travagem brusca, conseguindo imobilizar o veículo em 5,0 s.
12.1. Calcule o módulo da força de impacto. Dados:
m= 70kg
𝑭
F=…? a=
V=72 km/h
a= 𝒎
∆𝒗
F= 70x 4
∆𝒕
𝟐𝟎
=20m/s
=𝟓
= 280s
=4m/s2
∆𝒕 = 𝟓𝟎𝒔
12.2. Calcule a pressão exercida pelo cinto de segurança, de área 880 cm , sobre o corpo do automobilista. Dados: m=70kg 𝟕𝟐𝒌
∆𝒗 = 𝒉 =20 m/s ∆𝒕 = 5.0s a=4m/s F=280N ∆𝒗 .∆𝒕 P=F .( ) 𝑨
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= =
𝟐𝟖𝟎 𝒙 𝟐𝟎 𝒙 𝟓 𝟖.𝟖 𝟐𝟖𝟎 𝒙 𝟏𝟎𝟎 𝟖.𝟖 𝟐𝟖𝟎𝟎 𝟖.𝟖
= 318.8 =3.183 Pa 12.3. Indique dois fatores que influenciem a pressão exercida pelo cinto de segurança numa situação de travagem brusca.
Resposta: Velocidade é tempo de impacto.
Questões para resolver Unidade Tematica Pagina 130 1. Toda a nossa atividade exige energia, que vamos buscar às mais diversas fontes, por exemplo, petróleo bruto, o vento, o Sol, a eletricidade, o gasóleo e a gasolina. 1.1. Defina fontes de energia primárias e fontes de energia secundárias. 1.2. Relativamente às fontes energéticas referidas, indique as que são: 1.2.1. Fontes de energia renováveis. 1.2.2. Fontes de energia secundárias. 2. Considere a energia de diversas fontes que é transformada para produzir energia elétrica. Indique, as principais transformações energéticas que ocorrem numa central fotovoltaica e termoelétrica. 3. Observe os esquemas, que representam os geradores de uma central hidroelétrica e de um parque eólico. 3.1. Elabore um esquema que represente as transferências de energia que ocorrem num parque eólico. 3.2. Complete as frases que se seguem substituindo as letras pelos termos que as tornam verdadeiras: 3.2.1. A energia (A) da água é transferida para as pás das (B), as quais movimentam os (C) dos geradores elétricos, transformando-se em energia (D). Page 31
3.2.2. Quando as comportas da barragem abrem, a energia (E) da água armazenada é transformada em energia (F). 4. Calcule qual a energia cinética de um veículo com uma massa de 1400 kg, quando se desloca com uma velocidade de 20 m·s-1 ? 5. Um corpo com uma massa de 4,0 kg está a uma altura de 60 m do solo. Calcule a energia potencial gravítica do corpo em relação ao solo, considerando g = 9,8 m·s2 Questões para resolver Pagina 154- 155 1. Um corpo de massa 50 kg desloca-se segundo uma trajetória retilínea de acordo com a equaçx = 5 + 2t + t2, no SI. Calcule: 1.1. O valor da aceleração do corpo. 1.2. O trabalho realizado pela força responsável pelo movimento, durante os primeiros 5 s. V = 2 m.s-1
solução 𝑣
t=1s
a=𝑡
a =……..?
a=
2 1
𝑎 = 2 m.s-2
1.1. O trabalho realizado pela forca responsavel pelo movimento, durante os primeiros 5 segundos. Dados: t=5s
solução
𝑊=……..? 𝑣=
𝑑𝑥 (5 + 2𝑡 + 𝑡 2 ) 𝑑𝑡 𝑣 = 2 + 2𝑡 𝑣 = 𝑣 + 𝑎𝑡
𝑎=
𝑑𝑣 (2 + 2𝑡) 𝑑𝑡
𝑎 = 2 𝑚/𝑠 2
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∆𝑊 = ∆𝐸𝑐 𝑊𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑤1 + 𝑤2 1 𝑊1 = 50𝑥(2)2 2 = 100 𝐽 1 𝑊2 = 50𝑥 102 2 = 2500 𝐽 𝑊𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 2500 + 1000 𝑊 = 3.5 𝑥 103 𝐽
2. No Aeroporto Internacional de Díli, um passageiro transporta a bagagem exercendo uma força de 100 N, num percurso de 10 m. Considerando que a força exercida sobre a bagagem forma um ângulo de 37° com o deslocamento do corpo, calcule o trabalho realizado pela força. 3. Uma grua eleva uma massa de 800 kg a uma altura de 20 m, em 10 s. Calcule a potência da grua. Use g = 10 m·s2 . 3. Uma grua eleva uma massa de 800 kg a uma altura de 20 m, em 10 s. Calcule a potência da grua. Useg = 10 m·s2 4. O rendimento de uma máquina é de 65%. Considere que a potência dissipada é 300 W, determine: 4.1. A potência útil. 4.2. A potência total fornecida à máquina. n = 65% solução: 𝑃𝑢
Pd = 300 𝑊
n(%) = 𝑃𝑑 . 100%
Pu =…….? Rendimento total = 100 %
Restante = 35 % 35 𝑥 = 65 % 𝑥=
65 = 1.8571428571 % 35
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𝑃𝑢
1.857 % = 300 𝑥10% Pu =
1,857142851 𝑥 300 %
𝑃𝑢 =
100% 557.142857 100
𝑃𝑢 = 557,1423 1.2. A potência total fornecida à maquina. Pf = ……? Solução: Pf = Pd + Pu
Pf = 300 + 557 Pf = 857 w Komesa husi numeru 5 la resolve tanba fasil 5. Um carrinho de massa 850 g é deixado deslizar do topo de uma calha como se ilustra na figura. Nessa posição, a energia potencial gravítica do carrinho é de 2000 J em relação ao solo. Considere g = 9,8 m·s-2 e que o atrito entre as superfícies de contacto é desprezável. Calcule: 5.1. A altura de que é largado o carrinho. 5.2. A energia cinética do carrinho quando este atinge o solo. 5.3. A velocidade do carrinho quando este atinge o solo. 6. Um rapaz de 70 kg diverte-se numa lagoa: salta de um rochedo de uma altura de 5 m, preso a uma corda, para a água como se ilustra na figura. 6.1. Que forças atuam sobre o rapaz durante o movimento enquanto se encontra agarrado à corda, e quando entra em queda livre? 6.2. Calcule o trabalho realizado por cada uma das forças referidas anteriormente durante todo o movimento. 6.3. Calcule a variação da energia potencial gravítica do rapaz durante o salto.
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6.4. Calcule o módulo da velocidade do rapaz no instante em que larga a corda, e quando atinge a água. 6.5. Comente a afirmação: ”Se a massa do rapaz fosse diferente, o valor da velocidade com que entra na água seria o mesmo”. 7. Determine o trabalho realizado por uma força para fazer variar a velocidade de um corpo de massa 650 g de 4,0 m·s-1 a 8,0 m·s-1? . 8. Um carrinho está em movimento sobre uma montanha russa, como é ilustrado na figura. Calcule: 8.1. O módulo da velocidade do carrinho no ponto B. 8.2. A altura máxima, H, para que o carrinho consiga atingir o ponto D
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EXERCÍCIO PARA RESOLVER O MANUAL DO ALUNO ENSINO DA FÍSICA 110 ANO DE ESCOLARIDADE RADIAÇÃO E AQUECEMENTO 1) Calcule o comprimento da onda no vazio de uma radiacão azul,de frequencia f=6,4.1014Hz,expressa uma radiação de frequencia f= 509 Hz. Resposta : Dados : f=6,4.1014 f=6,4.1014Hz C= 3.108m/s 𝜆 = ⋯? 𝜆=
𝐶 𝑓
𝜆=
3. 108 6,4. 1014
𝜆=
3. 108−14 6,4
𝜆 = 0,46875. 10−6 𝜆 = 4687. 105−6 𝜆 = 468,7. 10−1 𝜆 = 470 𝑚 2). A velocidade a propagação da luz na agua é de 2,25.10 8 m/s.Calcule o comprimento da onda de uma radiaçao de frequencia f=509 Hz. Dados: f= 509 Hz V=2,25.108 m/s. 𝜆 = ⋯? 𝑉
𝜆=𝑓
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𝜆=
2,25. 108 509
𝜆 = 0,0044. 108 𝜆 = 44. 10−4+8 𝜆 = 44. 104 𝜆 = 4,4. 105 𝑚
3). A figurarepresenta a temperature medidanuladoente entre as 7 e as 11 horas.
Calcule a temperatura que representa as 9 horas,em grau celcius? Dados :𝑇 (℃) = 38 TR=-------? 4
TR= 𝑥 °𝑐 5
=
152 5
=30°𝑅
4). Na escala de Reamur o <<0>> corresponde a temperatura de fusão do gelo e o << 80 >> a temperatura de ebulição da agua. Calcule a temperatura em que neste escala em fahreinheit,seja expressa pelo mesmo valor numerico? 𝑇(°𝑅) = 𝑇(°𝐹 ) … … .1° 𝑒𝑞𝑢𝑎çã𝑜 𝑇(°𝑅) = 𝑇(°𝐶) … … .2° 𝑒𝑞𝑢𝑎çã𝑜
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𝑇(°𝐹 ) = 𝑇(°𝐶) … … .3° 𝑒𝑞𝑢𝑎çã𝑜 Subtitui a equação 2 e 3 na equação do 𝟏° grau. 𝑇(°𝑅) = 𝑇(°𝐹 ) 4 4 𝑥𝑇 (°𝑐) = 𝑥𝑇 (°𝑐) + 32 5 5 4 9 𝑥𝑇 (°𝑐) − 𝑥𝑇 (°𝑐) = 32 5 5 5 − 𝑥𝑇 = 32 5 = −32 °𝑐 𝟐° 𝒆𝒒𝒖𝒂çã𝒐 4
T(°𝑅)=5x T(°𝑐) 4
= x (-32) 5
=
−128 5
=-25,6°𝑅
𝟑° 𝒆𝒒𝒖𝒂çã𝒐 9
T(°𝐹)= x T(°𝐶) + 32 5
9
= 5 x (−32) + 32
=
−288+32 5
= -25,6°𝐹 5).
A menor temperatura registada na terra foi de -89 °𝐶, na antartida converte este valor para Kelvin. Dados :
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°𝐶= -89 K= °𝐶 + 273 = -89 + 273 =184 k 6). No inferior de uma sala, ha dois termometros pendurados na parede e um deles graduado em Kelvin, indica 298k para temperatura ambiente. O outro esta graduado em graus celcius.Calcule o valor marcado por esse termometro ? Dados : K= 298 °𝐶 =- -----? °𝐶 = k – 273 = 298 – 273 = 25 °𝐶 7). Para calibrar um termometro mercurio um estudante coloca-o em equilibrio termico,primeiro com gelo fundente e depois com agua em ebulição, sob pressão atmosferica normal.Em cada caso ele anota atingida pela coluna de mercurio: 2,0cm e 40,0cm correspondente.Depois espera que o termometro entre um equilibriotermico como o laboratorio e verifica que nesta situação,a altura da coluna de mercurio e de 24,0cm.Qual é a temperatura do laboratorio nae scala celcius? Dados : T1= 0 °𝐶 T2 = 100 °𝐶 h1 = 20cm h2 = 40cm h= 24cm T°𝐶 = -------?
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ℎ−h1
24−20
T°𝐶 = h2−h1x (T2 –T1) = 40−20x (100 -0) =
4.100 20
=20°𝐶
8). O alcool etilico tem ponto de fusão -39 °𝐶 e ponto ebulição 79 °𝐶, sob a pressão normal. Determine a diferenca entre dois pontos em Kelvin? Dados : T2= 78 °𝐶 T1= -39 °𝐶 ∆𝑇 = -------? ∆𝑇 = T2 – T1 ∆𝑇 = 78 –(-39) = 78 + 39 = 117 K T1°𝐶 = -39
Tk2 = °𝐶 + 273
T2°𝐶 = 78
Tk2 = 78 + 273
Tk1= ------?
= 351 k
Tk1= °𝐶 + 273 ∆Tk = Tk2 – Tk1 Tk1= − 39 + 273 = 234 k
= 351 - 234 = 117 k
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QUESTÕES PARA RESOLVER As estrelas são muitas vezes classificadas pela sua cor. Ografico representada a intensidade da radiação emite por uma estrela a determinada temperatura em função do comprimento da onda.
2.1). Indica a cor radiação visivel emitida com maior intensidade pela estrela. 2.2). Calcule,no (SI) a tempeatura da estrela para a qual e a maxima a potencia irradiada sabendo que seja temperatura corresponde a um comprimento da onda de 290 nm e que λmaxT =2,898 x10-3 m.k. Resposta : 2.1. Ultravioleta 2.2. Dados : λ= 290 nm = 290 .10-9 m T = 2,898 .10-3m.k T = --------? 𝑇
Tk = λ=
2,898 .10−3 290 .10−9
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= 0,00999 x106 = 999 x 10-5+ 6 = 999 x 101 = 9,99 x 103 k 3). Duas estrelas x e y considerados emissores tem temperaturassuperficiais de 6000 k e 3000 k, respectivamente como se esqumatzaesquema.
O maximo da radiação emite pela estrela x ocorre para λmax(x)= 483nm e o seu raio é aproximadamente iguala o do sol (Rsol= 6,96 x 108m).Recorde que a area de uma superficie de raio r e A = 4𝜋𝑟 2 . 3.1. Calcule a potencia da radiação emitida pela estrela x? 3.2. Relaciona o comprimento da onda correspondente ao maximo da radiação emitida pelas estrelas y e x. Resposta : 3.13.2. Resposta :
λy = xλ + xλ = 2 xλ Dados : e = 1 𝜎= 5,67x10-8 A = 4𝜋𝑟 2
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T= 6000 k = 4.(3.14).(6,96 x 108)2 = 12,56 x 48,4416 x 1016 = 608,426496 x 1016 = 608,4 x 106-16 = 608,4 x 10-10 m2
PX = -----? PX = e .x 𝜎 𝑥 A x T4
PX = 1 x5,67x10-8 𝑥 608,4 x 1010 x(6.103)4 PX = 5,67x10-8 𝑥 608,4 x 1010 1296.1012 PX = 34496,628, x102 x 1296x1012 PX = 447.0717,888 x1014 PX = 447.0717,98 x1017 PX = 4,47 x 108+17 PX = 4,47 x 1025 watt.
5). Um painelfotovoltaico de 40m2 recebe relação de 100 w porunidade area a funciona com rendimento de 10%, o tempo de exposição solar é de 6,5 horaspor dia. Determine o valor maximo da energia que se pode consumir ao fim de um dia? 6.1.Em kw.h 6.2. Em J. Dados:
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A=40m2 P= 1000 w = 0,1 kw n = 10% ∆𝑡 = 6,5h E=
𝐴.∆𝑡 𝑛
=
40.6,5 10%
260
= 10 = 26 kw.h. 6.2.Em J. E= E= =
𝑃.∆𝑡.𝐴.𝑛 𝑛 100.2340.40.10 10
9360000 10
= 936000 = 936.103 = 9,36.104 joule.
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UNIDE ADE TEMATICA B/ FLUIDOS NA TERRA QUESTÕES PARA RESOLVRER SUB TEMA B-0
1). Sabendo que a densidadeabsoluta do ferro é 7,80 g/cm3.Determine a massa de umachapa de ferro de volume 650 cm3 . Dados: 𝜌 = 7,80 g/cm3=7800 kg/m3 V=650 cm3=
65x10-5m3
m= …………….? 𝑚 = 7,80 𝑥650 m=5,07 kg
2.Afatima com umamassa de 52kg exerce uma força perpendicular sobre um pe do simão . sabendo que o salto do sapato de Fatima tem 3mm2.Determine a pressão que o salto exerce sobre o pe do simao. Dados : m=52 kg A=2,0mm2=2000.000m2 𝜌=
𝑚 𝑚 7,80 = 𝑉 650
P= --------------? 𝑃= 52.10
𝐹 𝑚. 𝑔 = 𝐴 𝐴
520
𝑃 = 2.106 = 2.106 = 260. 106 P=2,6.108pascal.
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3.Um corpo pessa 0,25N.Quando colocado dentro da agua suspenso de um dinamometro,este marca 0,10N. 3.1caracterize o vetor de impulção. 3.2 calcule a massa do copo. \
3.1 Dados : P= 0,25N 𝐼 = 𝑃𝑟 − 𝑃𝐴 𝐼 = 0.25 − 0.10 = 0.15 𝑁 3.2 Dados : F=0,25N g=10m/s 2
m= ------------? 𝐹
𝑚=𝑔=
0,25 10
=25kg
3. considere um anel e ouro com umapedra de quartzo de massa total igual a 2,0 g, e a densidade resulta igual a 8,0.sabendo que a densidade do ouro e de quartzo são respectivamente iguais a 20,0 e 4,0.Determine a massa de quartzo contido no anel? Dados : m1=2g =0,002kg 𝜌 = 8,0𝑘𝑔/𝑚3 m2=20 kg m3=4 kg m=---------------? 𝜌 𝑚2 − 𝑚1 = 1 𝑚4 − 𝑚3 8 20 − 2 = 1 𝑚−4 8𝑚 − 32 = 20 − 2 8𝑚 − 32 = 18 8m=18+32
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8m=50 50
m= 8 =6,25 kg 1). Observe osliquidos não miscíveis em equilibrio
A razão entre a densidade dos doisliquidos é iguala 2. Determina h1/h2? 1.1). Esbose um grafico que traduza a pressão exercida pelo liquido com a profundidade,quando se percorrem sucessivamente aos pontosA,B,C,D,e E.
1.1). Dados : h1/ h2= h1 e h2sãomesmacaracteristicasporisso: ℎ1 =2 ℎ2 1.2). 2). Consider euma prença hidrauica, cujos embolus A e B tem respctivamente 400 m2 e 2,5m2. Sobre o embolo A é aplicadaumaforça de modulo 50N, ficando o corposobre oembolo B emequilibrio. Determine a
massa do corposobre o emboloB.Despreze o peso do 2
embbolo,consigdere g=10 m/s . Dados : AA=400cm2=0,04m2 AB=1,2m2 F=50N
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g=10m/s2 m=-------------? 𝐹2 𝐹1
𝐴
𝐹
𝐴
2 = 𝐴1 = 𝑚.𝑔 = 𝐴1
50 𝑚.10
2
=
2
1,2 4.10−2
12𝑚 = 200. 10−2 𝑚=
200.10−2 12
𝑚=
2.102−2 12
𝑚=
2 12
𝑚 = 0,167 𝑘𝑔
2).Considere o sistema de vasos comunicantes constituidos port res êmbolos cilíndricos todos ao mesmo nivel.sobre o embolo 1,oliquido em equilíbrio estático exerce uma força de 600N e a area dos embolos 1 e metade da area do embolo 2 e 3. Detrmine a força que osembolos 2 e3 respectivamentefazem no embolo.
Dados :𝐹2 = 600𝑁 1
𝐴1 = 2 𝑚 2 𝐴1 = 0.5 𝑚 2 F1=------- ? 𝐹2 𝐴2 = 𝐹1 𝐴1
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600 5 = 𝐹1 10 5. 𝐹1 = 6000 𝐹1 =
6000 5
= 1200𝑁
5).Um gas enconta-se contido sob pressão de 8 mbar no interior de um recipiente cubico cujas fases possuem uma area de 4,0 m2.Calcule o modulo da força media exercida pelo gas sobre cada face do recipiente. Dados : P=8.105 Pascal A= 4m2 F=----------? F=P.A =8.105.4 =32.105N 6). Determine a profundidade maxima que um mergulhador pode atingirem segurança emagua salgada,sabendo que o organismo humano pode ser submetido,seu pesquiza para a saude a uma pressão de 4,0x105 pascal.Determine a densidade da agua salgada é 1,039 g/cm2 e g=10 m/s2. Dados : p=4x105pascal 𝜌 = 1,03 𝑔/𝑐𝑚 3 ℎ = ⋯? 𝑝
ℎ = 𝜌.𝑔 =
400.000 1,03.10−2
= 3883𝑥10−2 = 38,8 = 39𝑚
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1).Considere duas regiões destintas do .leito de um rio um larga A,de secção transversal 200m2, e outa estreita B com 40m2 de area de secção transversal.Avelocidade do rio A tem modulo igual 1,0 m/s.Calcule o modulo da velocidade do rio na região B. Dados : A1=200m2 A2=40m2 V1=1m/s V2=------------? A1x V1= A2x V2 200 x 1=40 x V2 40 x V2=200 200
V2= 40
V2= 5 m/s. 2). Um liquido flui atraves de um tubo de secção transversal constanta e igual a 5,0 cm2 com velocidade de 40 m/s,Determine : 2.1). O caudal volumetrico do liquid ao longo do tubo. 2.2). O volume do liquido que através auma secçãoem 10 s.
2.1). Dados : A=5,0 cm2 V= 40 m/s ∅ = ⋯? ∅=A.V =5.40 =200 cm3/s
2.2. clcule o volume? t=10 s ∆V=∅.∆𝑡 =200 .10 s =200 cm3
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3. Um líquido, suposto incompressível, escoa através de uma mangueira cilíndrica de raio r e enche um recipiente de volume Vnumintervalo de tempo t. A velocidade de escoamento do líquido, supostaconstante, tem móduloigual a A) V/r t B) V/π r²t C) V π r²/ t RESPOSTA : B
D) V/2π r t E) V π r² t
4). Através de um tubo horizon tal de secção reta variável, esco aágua, cuja densidade é 1 g/cm³.Numa secção 1 do tubo, a pressão e o módulo da velocidade valem, respetivamente, 1,5 × 10⁵ N/m² e 2,0 m/s.Determine a pressão noutra secção 2, onde o módulo da velocidade vale 8,0 m/s.² 4. dados: 𝜌 =1g/cm3 =1000kg/cm3 𝑃=1,5x105pascal V1=2,0 m/s V2=8,0 m/s P=……………..? 1
P1. P2 =2 𝜌.(𝑣12 . 𝑣22 ) 1
1,5.105-P2 = 2x1000(82 . 22 ) 1,5 x105-p2 =500.(64-4) 1,5 x105-p2 =500.60 1,5 x105-p2 = 30.000 -p2 = 30.000-150000 -p2 = -120000 12.104pascal 1,2.103pascal.
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PRODUÇÃO E TRANSMISSÃO DA LUZ 1. considere um movimento ondulatório descrito pelafunção x(t)=10sen (2π40t) (m) indique. 1.1.1
A amplitude do movimento
Resp
o amplitude domovimento é
A = 10m 1.2
A frequecia angular
W 2f Resp
W 2 40 W 2 40rad / s 1.3
A frequencia de oscilação
Resp
Resp
40 HZ
1.4
O period de oscilação
1.5
Resp
1.6
A frequencia do sinal.
f
T
1 1 0,025 s f 40
1 1 40 HZ T 0,025
2.Um son ar envia um sinal que é refletido do fundo do mar. o tempo entre a sua emissão e a receção é de 5s. sabendo de propagação do que a velocidade de propagação do som na agua do mar é 1500m/s , calcule a profundidade . Resposta : dados:
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t 5s v 1500 m / s h .......................? V Vo at 1500 0 a5s a5s 1500 0 a5s 1500 1500 5 a 300 m / s 2 a
1 2 a.t 2 1 h .300 .5 2 2 1 h 300 .25 2 h 150 .25 h
h 3750 m
3.Afigurar epresente duas ondas sonoras que se propagam no ar. Sabendo que a onda A tem um periudo 0,5 s calcule: 3.1. Resp
a relacão entre os periodos das duas ondas. penodo do A é o dobro
3.2 . arelação entre as frequencas das duas ondas.
Resp
frequenca de A é metade.
3.3 A relaçãao entre o comprimento de onda das duas ondas
Resp
o comprimento de onda de Aé o dobro
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2.
O ximenesouviu um trovão 5 s apos um relampago . calcule a distancia a que se encontra da trovoada. Dados:
t 5s V 340 m / s d .............? d V .t
Resp
d 340.5 d 1700 m
3.Asondas sonoras representadas na figura propagam se no ar. Calcule :
2.1 Resp
A1 2 A2 3 2.2
Resp
A razão entre as amplitudes das duas ondas sonoras
A razão entre as frequência das duas ondas sonoras.
F1 4 1 F2 16 4
Questõespara resolver
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1. A figura representa a mudansa de direçãode um raio de luz, que passa do para vidro.
1.1. Qualovalor do Angulo de incidencia? Para resolver o angulo de incidência através da le de Brewster 𝜃𝐵 + 𝜃𝑟 = 90° 40° + 𝜃𝑟 = 90° 𝜃𝑟 = 90° − 40° 𝜃𝑟 = 50 ° 1.2. Qualovalor do angulo de refração? 𝜃𝑟 =
𝑠𝑒𝑛𝜃𝑖 𝑛1 𝑛2
1.3. Em qual dos meios a luz se propaga com menor velocidade? 1.4. Calcule o incide de refracção do vidro. 𝑐 𝑣 2. Cosiderelentes L1,L2,L3 comvergências de 2,0dioptrias -1,0dioptrias e 3,0 dioptrias, respectivamente.Indique: 𝑛=
2.1. As lentes convergêntes. Resp
as lentes que categoria convergente sesão L1 eL2 2.2. A distancia focal das lentes.
Resp
`dados:
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S1 2m S 2 1m S 3 3m 1 0,5m 2 1 f2 1m 1 1 f 3 0,33m 3 f1
2.3. As lentes em que o foco primario é virtual. Resp
as lentes que do focoprimario do virtual é L2 2.4. As lentes que podem amplificar o tamanho de um objecto quando se oilha através delas.
Resp
para amplificar o tamanhho de um obejto pode olhar atraves de lente L1 e L3 As lentes dos óculos do Raimundo tem -3,0dioptrias. 2.5. De que tipo de lentes se trata? O tipo que trata de lente para podemos olhar é lentes divergentes’
Resposta :
2.6. Calcule a distançia focal das lentes. Resp
dados:
S 3di F ..........? 1 1 F s 3 F 0,33m 2.7. A imagem, sem óculos, forma se antes oudepois de retina? Resposta : antes de retina. 3. Um feixe de luz de comprimento de ondaigual a 750x10-9 m, no vácuo atravessa um bloco de vidro de indice de refraçãoigual a 1,50. Determine: 3.1. A velocidade de propagação da onda do vidro.
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Resp
h 750 x n 1,5 v ...............?
dados:
v
c 3 x10 8 2 x10 8 m / s n 1,5
3.2. O comprimento da onda da luz no vidro. Resp
dados:
i n
750 x10 9 500 x10 9 1,5
4. Uma lente convergente fornece de um objecto situado a 15 cm de seu centro ótico uma imagem real a 45 cm de lente . determine: 4.1. A distancia focal e a vergência delente. Resp
dados:
S 15cm S ' 45cm F ........... ? soluc~ao 1 f 1 f 1 f 1 f
1 1 S S' 1 1 15 45 45 15 675 675 60 675 675 f 60 f 11,25m
4.2. O aumento linear transversal de imagem. Resp
dados:
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h ' Si M h So 45 15 M 3 M
5. Considere o esquemaóticorepresentadonafigura.
Caracteriza : 5.1.1. Resposta :
a imagem para a lente 1 é real,invertida e menor do que objeto 5.1.2.
Resposta :
A imagem obtida para a lente 1
A imagem obtida para alente a imagem obtida para a lente 2 é virtual , direita e menor que objeto.
5.2. Calcule: 5.2.1. A distancia da imagem 1 a lente 1 Resposta :
dados:
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R 30 20 25 2 2 1 1 1 1 1 25 S S o S i 10 f
1 1 1 S i 25 10 1 25 10 S i 250 250 1 15 S 250 250 Si 15 S i 15m 5.2.2.
M
Resposta :
5.2.3.
A adistancia da imagem 2 a lente 2.
1 1 0,0667 x100cm S 15 d 6,67cm 5.2.4.
6.
h ' 10 0,5 h 20
d
Resposta :
Resposta :
Aamplição da imagem 1.
A ampliação da imagem 2
M
h ' 20 1,33 h 15
Na figura esta representada a trajetoria de um raio que incide na extremidade de umafibra otica cujo angulo critico dasuperficie de separação entre o nucleo e a revestimento tem o valor de 73,20 .
nar = 1 68,40
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Dados : nar= 1 n= 1,42 Seni = 68,40
97,128= sen𝜃
Sen𝜃= …….?
Sen𝜃 = 97,128
n x sen1= narx sen𝜃
Sen𝜃 = 970
1,42 x 68,40 = 1 x sen𝜃 9,1. Compare justificando, o indice de refração do material do revestimento, n ,com o do nucleo, nn,dafibraóptica.
Resposa : nr < n2 porqueareflexão total sóocorre se luzincidirnasuperficie de separação de um meiomaisdensopara um meiosmenosdesoóticamente. 9.2 Determine o valor do angulo𝛼 e conclui se o raio incidente representadona figura se propaga completamente ao longo da fibra ótica. Resposta : ↑ 𝛼 = 15,00este valor corresponde a um angulo de incidencia entre o nucleo é revestimento de 75,00, que superior ao angulo critico . Por isso vai ocorrerre flexão total e o raio propaga se no interior da fibraótica.
SE MAK BOOK LIVRU SEI SENTE MUNDU NIA FURAK NO NAROMAN BOOK FETO ITA SEI SENTE DOMIN NIA MIDAR EH SI’IN Badinas estuda semo haleu mundo hodi haree paissagem jardim mundu nian By Juvinal dos reis soares
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