Exercícios de Física - Lista de Exercícios Resolvida
Questão 1
Um tanque de armazenamento de água tem uma pressão de 150 kPa na base. Se a área da base é de
, calcule a força total exercida na base do tanque.
Ver solução completaQuestão 2
Um solenóide de 2.000 espiras,
de área da seção reta e 30 cm de comprimento, tem uma corrente de 4.0 A. (a) Calcular a energia magnética no solenóide a partir de
(b) Dividir a resposta da parte (a) pelo volume do solenóide, a fim de achar a densidade de energia mag. nética no solenóide. © Achar o campo
no solonóide. (d) Calcular a densidade de energia magnética a partir de
e comparar a resposta com o resultado da parte
.
Ver solução completaQuestão 3
Uma partícula de massa
está em movimento circular de raio
com aceleração angular constante de
. A velocidade angular inicial é de 12,0 rad/s e a posição angular inicial é
. (a) Há algum instante em que a partícula estará parada? Qual? (b) Qual é a velocidade angular da partícula como função do tempo? © Há algum instante em que a partícula estará na posição 0? Qual? (d) Qual é a posição angular da partícula em função do tempo?
Ver solução completaQuestão 5
- Uma partícula se move com velocidade
na direção positiva do eixo
, conforme medido num referencial
, que por sua vez se move
com velocidade 0,9c na direção positiva do eixo x
Ver solução completacom velocidade 0,9c na direção positiva do eixo x
Questão 6
Determine as concentrações de nitrogênio orgânico, amoniacal, nitrito e nitrato, para os anos de 2024 e 2044. Em cada cenário, determine o ponto crítico (localização e concentração) para o nitrito e determine os déficits de oxigênio total (carbonáceo + nitrogenado)
Ver solução completaQuestão 7
Um objeto de massa
é suspenso por uma corda leve em torno de uma roldana que tem momento de inérica
e raio
. A sustentação da roldana é feita sem atrito, e a corda não escorrega na superfície da peça. Encontre a tração na corda e a aceleração do objeto (Veja Figura 2).
Ver solução completaQuestão 8
Uma haste de metal de massa
e comprimento
é suspensa no ponto central por uma cabo e executa oscilações torcionais. Quando duas massas m são presas aos extremos da haste a frequência angular diminui em 10%. Quanto é
?
Ver solução completaQuestão 9
Qual é o aumento da entropia se um grama de gelo a
for derretido e aquecido até
?
Ver solução completaQuestão 10
Um feixe de nêutrons de 2 MeV com uma intensidade de
nêutrons/cm²
s atinge um alvo fino de alumínio (Al-27). A área do alvo é de
e sua espessura é de
. O feixe tem uma área de seção transversal de
. A 2 MeV , a seção de choque total do Al - 27 é de 1,5 barns e a densidade do alumínio é de
. Calcule:
e) o livre caminho médio desses nêutrons.
Ver solução completae) o livre caminho médio desses nêutrons.
Questão 11
Um barril contém uma camada de óleo de
flutuando sobre água com uma profundidade igual a
. A densidade do óleo é igual a
. a) Qual a pressão manométrica na interface entre o óleo e a água? b) Qual é a pressão manométrica no fundo do barril? (Obs: Use
)
Ver solução completaQuestão 12
O ponto (3,2) está numa curva e em qualquer ponto
sobre a curva a inclinação da reta tangente é igual a
. Ache uma equação da curva.
Ver solução completaQuestão 14
Considere o espalhamento Compton entre um elétron livre de massa
um fóton de comprimento de onda
onde h é a constante de Planck e c é a
velocidade da luz. Após o espalhamento, a energia do fóton é
de sua energia inicial. Qual os dois possíveis ângulos de espalhamento para este fóton?
Ver solução completavelocidade da luz. Após o espalhamento, a energia do fóton é
Questão 15
Um gás ideal sofre uma compressão isocórica à volume V. (a) Determine o trabalho realizado.
Ver solução completaQuestão 17
Uma pequena esfera de massa
e carga
esta presa no teto por uma corda próxima a uma parede cuja superfície está carregada com densidade superficial uniforme de
. Qual o ângulo (em radianos) que o fio que prende a esfera faz com a vertical? Use
e
.
Ver solução completaQuestão 18
As coordenadas da posição de uma partícula
são
no instante
em
em
.
a) Calcular a velocidade média
é entre
e
.
Ver solução completaa) Calcular a velocidade média
Questão 19
Suponha que uma carga elétrica com velocidade
está em uma região onde o campo magnético não é uniforme, podemos afirmar que sua trajetória é uma espiral com raio
? onde
é a massa da partícula,
a velocidade perpendicular ao campo magnético,
a carga elétrica e
o campo magnético.
Ver solução completaQuestão 20
O conjunto dos treٌs blocos da figura abaixo têm massa iguais a
, 5 kg e
. Eles se movem, sobre uma superfície horizontal, para a direita devido a uma força
aplicada ao bloco
, sem apresentar movimento relativo entre eles. A base do bloco A e a superfície horizontal são bem lubrificadas de forma que
atrito entre o bloco A e a superfície é desprezível. As superfícies de contato entres os blocos são de alumínio não lubrificado, com coeficientes de atrito cinético
1,4 e estático
.
© O que ocorre se o módulo da força
for menor que o valor mínimo encontrado no item anterior? E se for maior que o valor máximo encontra no item anterior?
Ver solução completa© O que ocorre se o módulo da força
Questão 21
Um elétron volt é igual
a energia de
.
a carga de um elétron:
.
uma diferença de potencial de
.
um campo elétrico de magnitude
.
Ver solução completaa energia de
a carga de um elétron:
uma diferença de potencial de
um campo elétrico de magnitude
Questão 22
Apresente todas as tabelas com os dados experimentais e suas respectivas incertezas.
Tabela I: Procedimento A (Lei dos nós de Kirchhoff).
Tabela I: Procedimento A (Lei dos nós de Kirchhoff).
Ddp fonte
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Corrente fonte
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Corrente
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Corrente
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Corrente
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Corrente
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Corrente
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Tabela II: Procedimento B (Lei das malhas de Kirchhoff).
Ddp na fonte
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Ddp em
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Ddp em
|
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Ddp em
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Ddp em
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Questão 23
Na figura ao lado o bloco de massa
está apoiado sobre um bloco de massa
que está sobre uma mesa horizontal. O bloco m está ligado ao teto por um fio ideal (o que é um fio ideal?). O dinamômetro, também ideal, intercalado entre m e o teto, indica uma tensão no fio de 4 N. Indique os pares de forças que correspondem a
Ver solução completaQuestão 24
Um tubo capilar com
de diâmetro interno é mergulhado numa cuba com glicerina, e a glicerina sobe
no tubo, qual é a sua tensão superficial? Resposta:
.
Ver solução completaQuestão 25
Em um laboratório, existe um equipamento especial capaz de produzir feixes de luz monocromática de intensidade constante. O equipamento permite variar gradativamente o comprimento de onda de 400 nm a 700 nm . O feixe de luz pode ser emitido de modo a incidir sobre uma placa de vidro com índice de refraçäo 1,53 e espessura de 350 nm , suspensa no ar. Calcule o comprimento de onda para o qual a intensidade da luz visivel refletida pela placa de vidro é máxima, neste experimento.
Ver solução completaQuestão 26
Uma distribuição esférica de carga com raio
é descrita pela densidade volumar:
, entre
, onde
é a distância radial ao centro desta distribuição,
e
duas constantes. Determine (b) a intensidade do campo elétrico dentro e fora desta distribuição de carga.
Ver solução completaQuestão 27
Uma partícula de massa
e com carga elétrica de
é liberada a partir do repouso em uma região de campo elétrico uniforme de módulo
. Calcule a aceleração da partícula. (desconsidere os efeitos da gravitação).
Ver solução completaQuestão 28
8.77 Um dublê de cinema (massa
) está em pé sobre a borda de uma janela situada a
acima do piso (Figura 8.44). Segurando uma corda amarrada a um candelabro, ele oscila para baixo para atingir o vilão do filme (massa
), que está em pé dire- tamente abaixo do candelabro. (Suponha que o centro de massa do dublê se mova para instante em que atinge o vilão.)
Ver solução completaQuestão 29
Verifique por substituição que a autofunção
e a energia
satisfazem a equação de Schroedinger independente do tempo para o átomo de um elétron com
.
Ver solução completaQuestão 30
Na figura ao lado tem-se os seguintes valores de massa para cada bloco:
.
Existe atrito entre a superfície e os blocos A, B e C. O coeficiente de atrito estático vale
e o coeficiente de atrito cinético,
. Considere
.
a) O sistema entrará em movimento? JUSTIFIQUE. (Sim)
Ver solução completaExiste atrito entre a superfície e os blocos A, B e C. O coeficiente de atrito estático vale
a) O sistema entrará em movimento? JUSTIFIQUE. (Sim)
Questão 31
Um resistor de
é ligado em paralelo a outro de
e o conjunto é conectado a uma fonte de tensão cc de 240 V. Qual é a corrente que passa através de cada resistor?
Ver solução completaQuestão 32
Por que é necessário arbitrar a entalpia de formação do H+ como igual a zero quando calculamos as entalpias de formação de íons em solução aquosa?
Ver solução completaQuestão 33
O número de fótons que chegam à superfície da Terra por unidade de superfície e de tempo pode-se estimar relacionando a irradiância em
e a energia media de um fóton ( 1 eV ). Determinar o número aproximado de fótons que atingem uma célula fotovoltaica de
cada segundo.
Ver solução completaQuestão 35
Dois trens, em movimento retilíneo, viajam na mesma direção e em sentidos opostos, um a
outro a
. Quando estão a 974 m um do outro, os maquinistas se avistam e aplicam os freios. O primeiro trem consegue desacelerar a
e o outro a
. Considere que os trens estão em trilhos separados e não podem colidir. (b) Determine a distância percorrida pelo primeiro trem para frear completamente.
Ver solução completaQuestão 36
O flash da máquina fotográfica de um jornalista utiliza uma bateria de 9 V para carregar um capacitor de
. O capacitor é então descarregado através da lâmpada do flash, cuja resistência é de
, quando a chave é fechada. A tensão mínima necessária para a descarga do flash é de
. Qual é a energia fornecida pela bateria durante o ciclo e qual é a fração dissipada dessa energia no resistor?
Ver solução completaQuestão 37
Aproximando um tubo fechado de comprimento ajustável de um fio esticado de 85 cm de comprimento e de massa igual a
sob uma tensão de 4300 N, qual o comprimento do tubo para produzir ressonância sonora no primeiro harmônico?
a.
b.
c.
d. N. D. A
e.
Ver solução completaa.
b.
c.
d. N. D. A
e.
Questão 38
Sabendo que
, encontre o valor de cada uma das integrais a seguir, no intervalo indicado.
b)
Ver solução completab)
Questão 39
Uma fonte pontual de 1 W emite ondas sonoras isotropicamente. Supondo que a energia total da onda é conservada, encontre a intensidade a (a) 1 m e (b)
da fonte. © Encontre o nível de intensidade sonora para os casos (a) e (b).
Ver solução completaQuestão 40
Uma carga de
é levantada verticalmente a uma altura de
. Calcule a energia potencial da carga.
Ver solução completaQuestão 41
Um cabo coaxial carrega uma corrente
no seu fio condutor interno e uma corrente
na sua casca cilíndrica externa. O raio do fio é
, a distância entre o eixo do fio e as superfícies interna e externa da casca cilíndrica são, respectivamente,
e
. Determine as posições nas quais o módulo do campo magnético é nulo (caso existam), nas seguintes três situações:
b)
Ver solução completab)
Questão 42
Duas cargas iguais estão separadas por uma distância
. Em que ponto, entre as duas cargas, uma carga teste sofreria uma força resultante nula?
Ver solução completaQuestão 43
Um projétil é lançado de um prédio de 30 metros de altura, com uma velocidade inicial de
e um ângulo de
em relação à horizontal. Determine:
a) A que distância do ponto de lançamento o projétil tocará o chão?
Ver solução completaa) A que distância do ponto de lançamento o projétil tocará o chão?
Questão 44
A distância entre as placas de um capacitor com placas plano-paralelas é igual a 5,0 mm e a área das placas é de
. Se uma diferença de potencial de 10 kV é mantida através do capacitor: Calcule a capacitância do capacitor
Ver solução completaQuestão 45
Para uma partícula em movimento unidimensional a aceleração como função do tempo é dada por:
Em unidades do Sistema Internacional.
No instante em que se inicia o estudo do movimento a velocidade da partícula tinha módulo de
, o movimento ocorria no sentido contrário ao do eixo de coordenadas e a partícula encontrava-se na posição de coordenada -100,0 m.
A) Determinar as funções horárias da velocidade e do espaço.
Ver solução completaNo instante em que se inicia o estudo do movimento a velocidade da partícula tinha módulo de
A) Determinar as funções horárias da velocidade e do espaço.
Questão 46
Dados dois vetores
e
, escreva uma expressão para a diferença vetorial
usando vetores unitários.
Ver solução completaQuestão 47
Exercicios
Resolva em seu caderno.
Exercício fundamental
Exercício de fixaçäo
0 diretor de uma empresa recebeu uma proposta para construir uma máquina térmica que, funcionando entre as temperaturas de
e
,
obtém uma potência útil de 800 W , mediante o recebimento de uma potência total, na forma de calor, de 1.250 W. Consultando seu engenheiro, obteve deste um parecer técnico baseado nas leis da Termodinâmica. Você acha que o parecer do engenheiro foi favorável ou contrário à viabilidade do projeto? Justifique.
Ver solução completaResolva em seu caderno.
Exercício fundamental
Exercício de fixaçäo
0 diretor de uma empresa recebeu uma proposta para construir uma máquina térmica que, funcionando entre as temperaturas de
obtém uma potência útil de 800 W , mediante o recebimento de uma potência total, na forma de calor, de 1.250 W. Consultando seu engenheiro, obteve deste um parecer técnico baseado nas leis da Termodinâmica. Você acha que o parecer do engenheiro foi favorável ou contrário à viabilidade do projeto? Justifique.
Questão 48
Um elétron de massa mmm choca-se frontalmente com um átomo de massa MMM inicialmente em repouso. Em consequência da colisão uma certa quantidade de energia EEE é armazenada internamente no átomo. Mostre que a velocidade inicial mínima do elétron deve ter
.
Ver solução completaQuestão 49
A força resistiva
a um disco que se move no ar depende da área
, da velocidade escalar
do disco e da densidade absoluta
do ar. Determinar a equação que dá esta dependência.
Resposta:
.
Ver solução completaResposta:
Questão 50
Um certo nutricionista aconselha as pessoas que querem perder peso a beber água gelada. Sua teoria é a de que o corpo deve queimar gordura suficiente para aumentar a temperatura da água de
para a temperatura do corpo de
. Quantos litros de água gelada uma pessoa precisa beber para queimar 454 g de gordura, supondo que para queimar esta quantidade de gordura 3500 Cal devem ser transferidas para a água? Por que não é recomendável seguir o conselho do nutricionista? (Um litro
. A massa específica da água é
. )
Ver solução completaQuestão 51
Uma partícula de 1 kg movendo-se ao longo do eixo
experimenta a força mostrado no gráfico. Se a velocidade da partícula for
, qual é sua velocidade quando chega a
?
Ver solução completaQuestão 52
Qual é o tamanho aproximado do menor corpo na Terra que os astronautas podem distinguir visualmente quando estão orbitando a 250 km da Terra? Suponha
e o diâmetro da pupila como 5,00 mm. Resposta: 30,5 m
Ver solução completaQuestão 53
No procedimento
, (i) explique por que os discos (planos de prova) ficam carregados após o atrito entre eles.
Ver solução completaQuestão 54
Um feixe de luz cujo comprimento de onda é 650 nm se propaga no vácuo.
(b) Qual é o comprimento de onda do feixe de luz ao se propagar nesse liquido?
R: (a)
(b)
.
Ver solução completa(b) Qual é o comprimento de onda do feixe de luz ao se propagar nesse liquido?
R: (a)
Questão 55
Uma conduta de água reduz a sua secção de
em A para
em B. A velocidade média em A é de
e a pressão de
. Desprezando os efeitos de atrito, determine a pressão em B que se situa 6 m acima de
.
Ver solução completaQuestão 56
Inicialmente o sistema está num estado a uma temperatura
e a uma pressão
. Depois ele é expandido de forma isentrópica (
constante) até uma pressão
. Qual é sua temperatura final
?
Ver solução completaQuestão 57
Determine em cada caso os vértices (do eixo maior)
e
e os focos
e
da elipse dada. Faça um esboço de cada uma.
Ver solução completaQuestão 58
Qual é a expressão para a densidade de energia u de um eletroonda magnética no vácuo em termos de sua composição elétrica e magnética componentes?
Ver solução completaQuestão 59
Um corpo de 10 N é liberado do repouso em A, sobre uma guia cujo perfil é um quadrante de círculo de raio
. Ele desliza para baixo, chegando ao ponto B com velocidade de
. De B em diante ele desliza
sobre uma superfície horizontal até parar em C. (a) Qual é o coeficiente de atrito cinético entre o corpo e a superficie horizontal? (b) Qual é o trabalho realizado pelo atrito quando o corpo percorre o arco circular de A até B ?
Ver solução completaQuestão 60
Uma esfera de 3 kg, em queda vertical no ar, tem a velocidade terminal de
. (Admitir que a força de arraste seja -bv.) A esfera está ligada a uma mola de constante
e oscila com amplitude inicial de 20 cm. (a) Qual é
? (b) Quando a amplitude será 10 cm? © Quanta energia terá sido dissipada quando a amplitude for 10 cm?
Ver solução completaQuestão 61
Considere um sistema massa-mola, massa
, constante elástica
. O bloco é deslocado, esticando a mola de
em relação a sua posição de equilíbrio. Neste instante se imprime uma velocidade
na intenção de comprimir a mola. Com estas condições iniciais determine a amplitude e a fase do movimento e escreva a equação do deslocamento como função do tempo. (Deixe clara a adoção dos sentidos e o porque dos sinais que você utilizou.)
Ver solução completaQuestão 62
Calcule o trabalho realizado pelo sistema em uma expansão isotérmica de 1 mol de um gás ideal, a
ㅂ C, partindo de um estado inicial de pressão igual a 1 atm e chegando-se a um estado final de pressão
, supondo que a expansão se dê:
c) em quatro etapas irreversíveis contra pressões externas de
e 0,2 atm.
Ver solução completac) em quatro etapas irreversíveis contra pressões externas de
Questão 63
Para a saída de um pequeno riacho, um tubo de duas polegadas está localizado 50 metros mais alto em relação ao ponto onde se pretende fazer a irrigação. O proprietário quer saber a vazão da saída do tubo. Considerando a viscosidade da água, a temperatura ambiente (
) e a pressão total que seria se não houvesse em viscosidade, calcule (a) a queda de pressão e (b) a vazão da água na saída do tubo.
Ver solução completaQuestão 64
Considere dois deslocamentos, um de módulo 3 m e outro de módulo 4 m . Mostre como os vetores deslocamentos podem ser combinados, de modo que o deslocamento resultante tenha módulo (a) 7 m , (b) 1 m e © 5 m .
Ver solução completaQuestão 65
Quando um feixe de luz se propaga num meio com índice de refração
, sua frequência não é alterada em comparação à frequência de propagação no vácuo. Isso não acontece com o comprimento de onda e a velocidade de propagação.
a) Mostrar que o comprimento de onda
no meio de índice
é
(
é o comprimento de onda no vácuo).
b) Qual é o comprimento de onda da luz azul na água (
á ) se no ar é
?
Ver solução completaa) Mostrar que o comprimento de onda
b) Qual é o comprimento de onda da luz azul na água (
Questão 66
Um bloco é lançado horizontalmente com velocidade inicial
em direção a uma rampa inclinada, como mostra a figura abaixo, num local em que a gravidade vale g. Sabendo que o coeficiente de atrito entre o bloco e a superfície, em todo percurso, vale
, determine a altura máxima atingida pelo bloco ao longo da rampa, em função de
e d.
Ver solução completaQuestão 67
Um homem de massa
e uma mulher de massa
estão parados nas extremidades opostas de uma plataforma de massa
, que se move sem atrito e está inicialmente em repouso quando
. O homem e a mulher começam a se aproximar um do outro. Desenvolva uma expressão para o deslocamento s da plataforma quando os dois se encontram em função do deslocamento
do homem. Resp:
.
Ver solução completaQuestão 68
Uma fonte emite ondas esféricas isotropicamente (isto é, com igual intensidade em todas as direções). A intensidade da onda, medida a
da fonte é
. Qual a amplitude das vibrações causadas pelo som no ar?
Ver solução completaQuestão 69
Um resistor
e um capacitor
são ligados a uma fonte de tensão com
e
. Determine o valor da impedância do circuito, do ângulo de fase e da amplitude da corrente.
Ver solução completaQuestão 70