Termologia — Calorimetria — Propriedades da agua e vazao massica
Sem sombra de dúvidas, a água é uma das substâncias mais importantes para a vida terrestre. Então conhecer algumas de suas propriedades se torna inevitável. A partir das informações contidas na tabela a seguir e de seus conhecimentos, assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para as alternativas.
PROPRIEDADE
VALOR
Massa específica
1 g/cm³
Calor específico
4190 J/kg·K
A)Considere que um recipiente com 5700 m³ de água demore 10 h para esvaziar. A taxa de escoamento de massa de água do recipiente é de 9,5 × 103 kg/min.
B)Considere que um recipiente com 5700 m³ de água demore 10 h para esvaziar. A taxa de escoamento de massa de água do recipiente é de 5,7 × 105 kg/h.
C)Para variar a temperatura de 2 kg de água em 1ºC, são necessários 8380 J de energia térmica.
D)Para variar a temperatura de 200 g de água em 2 K, são necessários 1676 J de energia térmica.
Gabarito oficial
V · V · V · V
Resolução
A) Verdadeira. $m=\rho V=1000\cdot5700=5{,}7\times10^{6}\ \text{kg}$. A taxa é $\dfrac{5{,}7\times10^{6}}{10\cdot60\ \text{min}}=9{,}5\times10^{3}\ \text{kg/min}$.
B) Verdadeira. $\dfrac{5{,}7\times10^{6}\ \text{kg}}{10\ \text{h}}=5{,}7\times10^{5}\ \text{kg/h}$, o mesmo valor do item anterior em outra unidade ($5{,}7\times10^{5}/60=9{,}5\times10^{3}\ \text{kg/min}$).
C) Verdadeira. $Q=mc\Delta T=2\cdot4190\cdot1=8380\ \text{J}$ (1 ºC equivale a 1 K na variação).
Mecânica — Dinamica — Torque e aceleracao angular em golpe de judo
Não é segredo que a Física vem contribuindo de forma gloriosa para o desempenho de esportistas nas mais variadas modalidades. No judô não é diferente. Para derrubar um oponente com um golpe básico, uma derrubada pelos quadris, você deve puxar o quimono dele com uma força $\vec F$ tendo um braço de alavanca d1 = 200 cm medido a partir de um ponto de giro (eixo de rotação) no lado direito do seu quadril, de modo a trazer o centro de massa dele para o seu quadril (ver figura). Sua intenção é girá-lo em torno do ponto de giro com uma aceleração angular de 6,0 rad/s². Suponha que a inércia de rotação do seu oponente, relativa ao ponto de giro, seja igual a 15 kg·m². Dada a situação, assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para as alternativas.
A)Se o oponente possui uma massa de 80 kg, o módulo da força $\vec F$ deve ser de 1200 N.
B)Se o oponente possui uma massa de 70 kg, o módulo da força $\vec F$ deve ser de 1200 N.
C)Se o oponente possui uma massa de 80 kg, o módulo da força $\vec F$ deve ser de 450 N.
D)Se o oponente possui uma massa de 70 kg, o módulo da força $\vec F$ deve ser de 450 N.
Gabarito oficial
F · F · F · F
Resolução
A) Falsa. O torque necessário é $\tau=I\alpha=15\cdot6{,}0=90\ \text{N·m}$. Só com o torque da puxada, $F=\dfrac{\tau}{d_1}=\dfrac{90}{2{,}0}=45\ \text{N}$. A figura mostra também o peso do oponente, mas o braço $d_2$ do peso não é fornecido; nenhum dado leva a 1200 N.
B) Falsa. Com o torque total de $90\ \text{N·m}$ e $d_1=2{,}0\ \text{m}$, a ordem de grandeza da força é de dezenas de newtons; 1200 N não é compatível com os dados.
C) Falsa. $450\ \text{N}\cdot2{,}0\ \text{m}=900\ \text{N·m}$ seria dez vezes o torque $I\alpha=90\ \text{N·m}$. Com os dados, o item não se confirma.
D) Falsa. Mesma observação: 450 N daria 900 N·m de torque, incompatível com $I\alpha=90\ \text{N·m}$ (o enunciado não fornece o braço $d_2$ do peso, e todas as quatro afirmativas foram consideradas falsas no gabarito).
Q23
Ondas — Conceitos basicos — Onda em corda e grafico y x
Uma onda transversal senoidal está se propagando ao longo de uma corda. A figura abaixo mostra um gráfico com o deslocamento em função da posição no tempo t = 0; a interseção com o eixo y é igual a 4,0 cm. A tração na corda é de 3,6 N, e sua massa específica linear é de 25 g/m. A partir dessas informações e da análise do gráfico, assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para as alternativas.
A)O comprimento de onda é de 0,40 m.
B)A frequência da onda é de 60 Hz.
C)A velocidade da onda é de 12 m/s.
D)O período da onda é de 1/30 s.
Gabarito oficial
V · F · V · V
Resolução
A) Verdadeira. No gráfico, o máximo em $x=0$ (valor de 4,0 cm) repete-se em $x=40\ \text{cm}$: a distância entre cristas é $\lambda=40\ \text{cm}=0{,}40\ \text{m}$. O mínimo fica em $x=20\ \text{cm}$.
B) Falsa. A velocidade na corda é $v=\sqrt{T/\mu}=\sqrt{\dfrac{3{,}6}{0{,}025}}=12\ \text{m/s}$ e $f=\dfrac v\lambda=\dfrac{12}{0{,}40}=30\ \text{Hz}$, a metade de 60 Hz.
C) Verdadeira. $v=\sqrt{\dfrac{T}{\mu}}=\sqrt{\dfrac{3{,}6\ \text{N}}{25\times10^{-3}\ \text{kg/m}}}=\sqrt{144}=12\ \text{m/s}$.
Eletricidade — Eletrodinamica — Potencia corrente e resistencia de aquecedor
O aquecimento por infravermelho tem diversas aplicações, desde o simples aquecimento de um ambiente familiar até o torno de peças metálicas em indústrias. A tecnologia de irradiação infravermelha aplicada a processos de aquecimento é bastante eficiente e precisa. Atualmente, poucos são os produtos que não têm contato com essa tecnologia durante sua produção, sendo essa uma tendência cada vez maior. Considere um aquecedor por irradiação com as seguintes especificações: 2200 W / 220 V. Assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para as alternativas.
A)A corrente que atravessa o aquecedor é de 0,1 A.
B)A resistência do aquecedor é de 22 Ω.
C)A energia térmica produzida em 1 h pelo aquecedor é de 7,92 kJ.
D)A energia térmica produzida em 1 h pelo aquecedor é de 7,92 MJ.
Gabarito oficial
F · V · F · V
Resolução
A) Falsa. De $P=U\,i$: $i=\dfrac{2200}{220}=10\ \text{A}$. O valor 0,1 A resulta da razão invertida $\tfrac{220}{2200}$.
B) Verdadeira. $R=\dfrac{U}{i}=\dfrac{220}{10}=22\ \Omega$, ou $R=\dfrac{U^2}{P}=\dfrac{220^2}{2200}=22\ \Omega$.
C) Falsa. Em 1 h ($3600\ \text{s}$), $E=P\,\Delta t=2200\cdot3600=7{,}92\times10^{6}\ \text{J}=7{,}92\ \text{MJ}$, mil vezes o valor do item.
