Final de Ano

Pois é gurizada, mais um final de ano. Estamos na reta final, porém ainda há possibilidades de um bom aproveitamento para àqueles que ainda não atingiram a média mínima. Lembrem-se: "não tá morto quem peleia!".

Um forte abraço a todos.

Exercícios de Revisão 3ª Lei de Newton

ESCOLA ESTADUAL DE ESINO MÉDIO ILDEFONSO SIMOES LOPES

Disciplina: Física – Profª Letícia Netto – 1ª Série

3ª Lei de Newton

III Trimestre

1.       Por que, do ponto de vista da 3ª Lei de Newton, não seria eficiente a utilização de um avião a na Lua com o objetivo de trazê-lo de volta?

2.       Explica por que não podemos tocar sem sermos tocados.

3.       Um garoto aguarda o início de um passeio de carroça, observando os bois que irão puxá-lo e refletindo sobre a 3ª Lei de Newton. Então ele elabora a seguinte proposição a respeito da situação:

Pela Lei da Ação e Reação, quando o boi puxar a carroça, esta também irá puxá-lo. Como as forças serão iguais terão sentidos contrários, o boi não conseguirá mover a carroça, que, assim, jamais sairá do lugar.

Explica quais são as incorreções presentes na proposição do garoto em relação aos conceitos envolvidos na terceira lei de Newton.

4.       Quando um jogador de futebol chuta uma bola, inicialmente em repouso, existe uma força que o pé exerce sobre a bola e outra que a bola exerce sobre o pé.

A respeito do descrito, podemos fazer as seguintes afirmações:

I.                    A bola passa a se mover porque a resultante das forças que atuam sobre ela, durante o chute, não é nula.

II.                  Após o chute, a bola move-se porque a força que o pé exerce sobre a bola em intensidade maior do que a força que ela exerce sobre o pé.

III.                A força que a bola exerce sobre o pé tem a mesma intensidade da força que o pé exerce sobre a bola, porém elas não se anulam, porque estão aplicadas em corpos diferentes.

Avalia quais das afirmações são corretas e explica tua escolha.

Aula de Revisão de Termometria

ESCOLA ESTADUAL DE ENSINO MÉDIO ILDEFONSO SIMÕES LOPES

Disciplina: Física – Professora: Letícia Netto – 2ª Série

Escalas Termométricas e Dilatação dos Sólidos

Exercícios de Revisão do II Trimestre

1.     Num hospital uma atendente de enfermagem verificou que, num dado intervalo de tempo, no seu turno de trabalho, a temperatura de uma paciente aumentou 3°C. Qual seria o valor dessa temperatura se o termômetro usado fosse graduado na escala absoluta Kelvin?

2.     Numa cidade na Europa, durante um ano, a temperatura mais baixa no inverno foi d 23°F e a mais alta no verão foi de 86°F. a varia cão da temperatura em graus Celsius, ocorrida nesse período, naquela cidade, foi:

(a)   28°C             (b) 35°C            (c) 40°C            (d)  50,4°C             (e) 63°C

3.     Uma dada massa de gás sofre uma transformação e sua temperatura absoluta varia de 300 K para 600 K. a variação de temperatura do gás, medida na escala Fahrenheit, vale:

(a)   180                (b) 300             (c) 540               (d) 636                   (e) 960

4.     Uma barra constituía por um metal cujo coeficiente de dilatação linear, é 2,5 x 10^-5°C^-1, tem a 0°C um comprimento de 2m. Ao ser aquecida até uma temperatura de 150°C, seu comprimento aumenta. Qual a dilatação linear da barra e seu comprimento a 150°C?

5.     Uma ponte de concreto tem um comprimento de 50m à noite, quando a temperatura é de 20°C. Seu coeficiente de dilatação térmica linear é de 10^-5°C^-1. Qual a variação do comprimento da ponte, em cm, que ocorre da noite até o meio-dia, quando a temperatura atinge 40°C?

6.     Um anel de cobre, a 25°C, tem um diâmetro interno de 5 cm. Qual é o diâmetro interno desse anel a 275°C, admitindo-se que o coeficiente de dilatação linear do cobre no intervalo de 0°C a 300°C é constante e igual a 1,60 x 10^-5°C^-1?

7.     U metal de coeficiente de dilatação linear igual a 2,5 x 10^-5°C^-1. Uma chapa retangular desse metal, de lados 45 cm e 30 cm, apresenta um furo circular, como é mostrado na figura com diâmetro de 20 cm.

A chapa encontra-se inicialmente a 25°C, sendo em seguida aquecida até a temperatura de 125°C. Adotando p = 3, responde:

a)     A área do furo aumenta, diminui ou não varia com o aquecimento? Justifica a tua resposta:

b)    Qual o diâmetro do furo a 125°C?

c)     Qual a variação da área do furo com o aquecimento?

d)    Qual a área final da chapa, excluída a área do furo?

8.      Uma chapa metálica possui um furo circular, ao qual se ajusta perfeitamente um pino, quando ambos se encontram a mesma temperatura inicial. O coeficiente de dilatação linear do material como o qual o pino foi constituído e maior que o respectivo coeficiente do material da chapa. Dentre os procedimentos seguintes, o que possibilitaria um encaixe com folga do pino no furo é:

(a)   O resfriamento do pino e da chapa até a mesma temperatura;

(b)   O aquecimento da chapa e do pino até a mesma temperatura;

(c)   O aquecimento do pino, mantendo-se a chapa na temperatura inicial.

(d)   O resfriamento da chapa e o aquecimento do pino.

(e)   O resfriamento da chapa, mantendo-se o pino na temperatura inicial.

9.     A 20°C um cubo metálico tem aresta que mede 20 cm. Quando colocado no interior de um forno, cuja temperatura é de 520°C, o cubo sofre dilatação e sua aresta passa a medir 20,12 cm. Determina:

a)     Os coeficiente de dilatação linear, superficial e volumétrica do metal que é feito o cubo:

b)    O aumento do volume do cubo:

a)     Um recipiente cilíndrico apresenta, a 25°C, altura de 20 cm e base de área 2,5 x 10² cm². Sabendo que o coeficiente de dilatação térmica linear do material que é feito o recipiente vale 2,10 x 10^-5°C^-1, determina a variação da capacidade volumétrica do recipiente, quando aquecido até 275°C:

10.   Uma porca está muito apertada no parafuso. O que tu deves fazer para afrouxá-la?

a)     É indiferente esfriar ou aquecer a porca.

b)    Esquentar a porca;

c)     É indiferente esfriar ou esquentar o parafuso;

d)    Esquentar o parafuso.

Respostas

1.     279K                                                                  7. a) aumenta porque o raio aumenta

2.     ∆t = 35°C (b)                                                          b) d = 20,05 cm   c) ∆S = 6,75 cm²      d) S = 1 041,18 cm²

3.     ∆t = 540°C (c)                                                     8. (a)

4.     ∆L = 0,0075 m e L = 2,0075                                 9. a) a = 1,2 x 10^-5°C^-1  b = 2,4 x 10^-5°C^-1  g = 3,6 x 10^-5°C^-1

5.     ∆L =1 cm                                                               b) ∆V = 144,8657 cm³

6.     d = 5,02 cm                                                           a) ∆V = 78,75 cm³               10. (b)

Aula de Revisão do MRUV

ESCOLA ESTADUAL DE ENSINO MÉDIO ILDEFONSO SIMÕES LOPES

Disciplina: Física – Professora: Letícia Netto – 1ª Série

Exercícios de Revisão do II Trimestre - MRUV

1.    Uma partícula realiza um movimento uniformemente variado e sua velocidade varia com o tempo segundo a tabela abaixo:

t (s)	0	1	2	3	4
v (m/s)	2	4	6	8	10

            Determina:

a)    A aceleração:

b)    A função horária da velocidade:

c)    A função horária do espaço:

2.    A função horária do espaço de um móvel é dada por s = 2 + 3t + 5t² (SI). Determina o espaço inicial, a velocidade inicial e função horária da velocidade:

3.    Um móvel realiza um MUV cuja a função horária das posições é s = 10 + 18t – 3t² (SI). Determina as velocidades do móvel nos instantes 0s, 1s, 2s, 3s, 4s e 5s.

4.    A função horária do movimento de uma partícula é dada por = 8 – 6t + t² (SI).

a)    Determina os instantes em que a partícula passa pela origem das posições:

b)    Em que instantes a velocidade da partícula se anula?

5.    Um carro A parte do repouso, com  aceleração constante a 4m/s². Neste instante um carro B passa por A com velocidade constante igual a 8m/s. Os carros descrevem trajetórias paralelas.

a)    Depois de quanto tempo o carro A alcança o carro B?

b)    Qual a distância que A percorre desde sua partida até alcançar B?

6.    Uma moto parte do repouso e acelera uniformemente com 5m/s². Depois de percorrer 90 m qual a velocidade adquirida?

7.    Uma bicicleta inicia a travessia de uma ponte, de extensão 120 m, com velocidade escalar 3 m/s e termina com 7 m/s. Considerando o movimento uniformemente variado, pede-se o intervalo de tempo que durou a travessia. Despreza as dimensões da bicicleta.

8.    Uma pedra é abandonada de uma certa altura do solo. Após 1 s de queda a velocidade da pedra em módulo, 9,8 m/s. Despreza a resistência do ar. Calcula a aceleração da pedra, nos casos:

a)    A trajetória é orientada para baixo:

b)    A trajetória é orientada para cima:

9.     Uma laranja é lançada verticalmente para cima, a partir do solo, com velocidade inicial de 10 m/s. Considera g = 10m/s² e despreza a resistência do ar. Calcula o tempo de subida, isto é, o intervalo de tempo que a laranja leva para atingir a altura máxima e, a seguir, calcula a altura máxima atingida.

10. Uma bolinha de borracha é abandonada de uma janela situada a 20 m do solo. Despreza a resistência do ar e considera g = 10 m/s². Determina o tempo de queda, isto é, o intervalo de tempo que a bolinha leva para atingir o solo. Calcula, a seguir, a velocidade com que ela atinge o solo.

Respostas

1.     a) a = 2m/s²  b) v = 2 + 2t   c) s = 2t + t² 

2.     s₀ = 2 m  v₀ = 3 m/s  v = 3 + 10t

3.     v₀ = 18 m/s  v₁ = 12 m/s  v₂ = 6 m/s  v₃ = 0 m/s  v₄ = -6 m/s  v₅ = -12 m/s

4.     a) t = 4s t = 2s

5.     t = 9,35 s

6.     v = 30 m/s

7.     t = 37,6 s

8.     a) a = 9,8 m/s²      b) a = -9,8 m/s²

9.     h = 5 m  t = 1s

10.   v = 20 m/s

Termômetros e Temperaturas

A temperatura é uma grandeza física usada para indicar se um corpo está “mais quente” ou mais “frio” do que outros tomados como referência.

Equilíbrio Térmico

Quando dois corpos são colocados em contato (isolados de influências externas), após um certo tempo eles atingem uma situação de equilíbrio térmico, na qual todos possuem a mesma temperatura.

Calibração de um termômetro na escala Celsius

1.       Introduz-se o termômetro em uma mistura de gelo e água em equilíbrio térmico (gelo fundente) à pressão de 1 atm. Aguarda-se que o termômetro entre em equilíbrio térmico com esta mistura e marca-se zero na altura atingida pela coluna líquida.  Portanto, estamos atribuindo à temperatura do gelo fundente o valor zero grau Celsius e escrevemos 0°C (esta atribuição é arbitrária).

2.       Introduz-se o termômetro em água em ebulição (à pressão de 1atm) e aguarda-se que o equilíbrio térmico seja alcançado. Marca-se 100°C na altura atingida pela coluna líquida. Portanto, estamos atribuindo arbitrariamente a temperatura de 100°C ao ponto de ebulição da água (sob pressão de 1 atm).

3.       Divide-se o intervalo de 0°C e 100°C em 100 partes iguais, estendendo-se a graduação acima de 100°C e abaixo de 0°C. o intervalo entre duas divisões sucessivas corresponde a uma variação de 1°C (não confundir com a temperatura de 1°C).

As temperaturas do gelo fundente e da água em ebulição, ambos sob pressão normal, são denominados pontos fixos da escala Celsius.

Escala Celsius

Para atribuir um número a cada temperatura, é necessário graduar um termômetro, isto é, precisamos estabelecer uma escala termométrica.

Atualmente por sugestão de cientistas reunidos em congressos internacionais, usa-se, em praticamente todo o mundo, a escala Celsius (anteriormente denominada escala centígrada).

Escala Kelvin ou escala absoluta

O limite inferior para a temperatura de um corpo é -273°C. Esta temperatura é denominada de zero absoluto e os cientistas já conseguiram valores muito próximos a ela, mas não foi possível atingi-la.

O grande físico inglês lorde Kelvin apresentou a proposta de estabelecer uma escala termométrica cujo intervalo de temperatura corresponde a duas divisões inteiras sucessivas fosse igual ao intervalo de 1°C, mas cujo zero fosse a temperatura zero absoluto. Esta escala é denominada escala Kelvin ou escala absoluta. As leituras dessa escala são designadas como 0K (zero kelvin), 1k (um kelvin), 2 kelvins (dois kelvins), etc.

K = C + 273

Escala Fahrenheit

Nos países de língua inglesa, onde o SI ainda não se encontra amplamente difundido, costuma-se usar, na medida das temperaturas, uma escala denominada escala Fahrenheit, em homenagem ao cientista que o propôs. Nesta escala temos:

·         Temperatura de gelo fundente: 32°F

·         Temperatura da água em ebulição: 212°F

C = F – 32

                                                                                     5       9

Exemplos

1.       A temperatura de ebulição do hélio líquido é de 4k. Qual é seu valor na escala Celsius?

2.       Qual a temperatura Celsius correspondente à temperatura de 14°F?

Energia Térmica

Quanto maior for a energia cinética média dos átomos (ou moléculas) que constituem um corpo, maior será a temperatura desse corpo.

A energia cinética total de agitação dos átomos e moléculas de um corpo costuma ser denominada energia térmica deste corpo. A energia total (sob todas as formas possíveis) existente no interior de um corpo é sua energia interna. A energia térmica é parte dessa energia interna.

Por exemplo: ao aumentarmos a temperatura de um gás, estaremos aumentando a energia interna, em virtude do aumento da energia térmica de seus átomos ou moléculas.

Vasos Comunicantes e Princípio de Pascal

Consideremos dois recipientes, que não precisam ser do mesmo tamanho nem possui a mesma forma, cujas bases estão ligadas por meio de um tubo, são denominados vasos comunicantes.

Os pontos situados em um mesmo nível horizontal devem estar submetidos a pressões iguais, pois do contrário, o líquido não estaria em equilíbrio.

Como p_A = p_B, concluímos que h_A = h_B, isto é, em vasos comunicantes, um dado líquido atinge alturas iguais em ambos os recipientes.

Aplicação dos vasos comunicantes: mangueira de nível, caixa d’água de uma cidade, poços artesianos, ...

Princípio de Pascal

“O acréscimo de pressão, em um ponto de um líquido em equilíbrio, transmite-se integralmente a todos os pontos desse líquido”. Esse fato foi descoberto, experimentalmente, em 1653, pelo cientista francês Pascal.

Uma importante aplicação desse princípio é encontrada em máquinas hidráulicas capazes de multiplicar forças.

Essa máquina consiste em dois recipientes cilíndricos comunicantes, contendo um líquido (óleo, por exemplo), sendo  área de secção reta de um dos recipientes maior do que a do outro.

Se exercermos uma força f no pistom do cilindro menor, estaremos provocando uma aumento na pressão do líquido ob o pistom.

Sendo a o valor da área deste pistom, esse aumento de pressão se transmitirá a todos os pontos do líquido, ocasionando o aparecimento de uma força F sob o pistom de área maior A. Assim:

F = f

A     a

Aplicação do princípio de Pascal: prensa hidráulica, elevadores de automóveis, cadeiras de dentistas e barbeiros, freios hidráulicos, ...

Queda Livre e Lançamento vertical para cima

Supõe que duas pedras, sendo uma mais pesada que a outra fossem abandonadas, ao mesmo tempo, de uma mesma altura. Tu achas que os tempos que elas chegariam ao solo seriam iguais ou diferentes?

O grande filósofo grego Aristóteles que viveu aproximadamente 300 anos antes de Cristo, afirmava que a pedra mais pesada cairia mais rapidamente que a pedra mais leve. Esta afirmação foi aceita como verdadeira por muitos séculos.

Galileu Galilei, famoso físico italiano do século XVII, considerado introdutor do método experimental na física, acreditava que qualquer afirmação  referente ao comportamento da natureza só deveria ser aceita após usa comprovação por meio de experimentos cuidadosos. Para testas as idéias de Aristóteles, conta-se que Galileu realizou a experiência descrita a seguir:

Estando no alto da torre de Pisa, Galileu abandonou simultaneamente algumas esferas de pesos diferentes, verificando que todas chegaram aos solo no mesmo instante. Assim a experiência contradizia as idéias de Aristóteles; apesar disso, muitos seguidores do pensamento aristotélico não se deixaram convencer. Galileu sofreu perseguições por pregar idéias revolucionárias .

Quando dois corpos quaisquer são abandonados de uma mesma altura e caem no vácuo ou no ar com resistência desprezível (queda livre), o tempo de queda é igual para ambos, mesmo que seus pesos sejam diferentes.

O movimento de queda livre é acelerado. Com suas experiências, Galileu conseguiu verificar que o movimento é uniformemente acelerado. Esta aceleração é denominada aceleração da gravidade, e é representada por g e seu valor é o mesmo para todos os corpos em queda livre. Para efeitos de estudos, adotaremos g = 10m/s².

Se o corpo for lançado verticalmente para cima, sua velocidade diminui. Consequentemente é um movimento uniformemente retardado.

 As equações da queda livre

                         v = v_o + g.t          h = g.t²            v² = v_o² + 2.a.∆s
                                                           2

Exemplo: Um grupo de estudantes montou um foguete movido à água sob pressão e realizou um lançamento obtendo uma velocidade inicial de 30m/s. considerando g = 10m/s² e despreza a resistência do ar.

a)    Qual será a velocidade do foguete 2s após o lançamento?

b)    Quanto tempo o foguete gasta para atingir o ponto mais alto de sua trajetória?

c)    Qual a altura máxima atingida pelo foguete?

d)    Qual a velocidade com que o foguete retorna ao ponto de lançamento?

e)    Quanto tempo o foguete gasta para descer?