Pucsp2012 parte 001

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Pucsp2012 parte 001

  1. 1. FFÍÍSSIICCAA16 BBDois amigos, Berstáquio e Protásio, distam de 25,5m,Berstáquio lança obliquamente uma bola para Protásioque, partindo do repouso, desloca-se ao encontro da bolapara segurá-la. No instante do lançamento, a direção dabola lançada por Berstáquio formava um ângulo ␪ com ahorizontal, o que permitiu que ela alcançasse, em relaçãoao ponto de lançamento, a altura máxima de 11,25m euma velocidade de 8m/s nessa posição.Desprezando o atrito da bola com o ar e adotandog = 10m/s2, podemos afirmar que a aceleração deProtásio, suposta constante, para que ele consiga pegar abola no mesmo nível do lançamento deve sera) m/s2 b) m/s2 c) m/s2d) m/s2 e) m/s2Resolução1) Cálculo de V0y:Vy2+ V0y2+ 2␥y Δsy0 = V0y2+ 2 (–10) 11,25V0y2= 225 ⇒2) Cálculo do tempo de subida:Vy = V0y + ␥y t0 = 15 – 10 ts3) O tempo de voo será o tempo de encontro e é dadopor1–––41–––31–––21–––101–––5V0y = 15m/sts = 1,5sPPUUCC -- NNOOVVEEMMBBRROO//22001111
  2. 2. TV = TE = 2ts = 3,0s4) Cálculo do alcance:Δsx = V0x Td = 8,0 . 3,0 (m) = 24,0m5) Cálculo da aceleração de Protásio:Δs = V0t + t225,5 – 24,0 = 0 + . 9,01,5 = 4,5 aPaP = (m/s2)␥–––2aP–––21,5–––4,51aP = ––– m/s23PPUUCC -- NNOOVVEEMMBBRROO//22001111
  3. 3. 17 CCUm homem mantém em equilíbrio estático um blocopreso a uma corda de densidade linear igual a 0,01kg/m,conforme a figura.Determine a massa M do bloco, sabendo que asfrequências de duas harmônicas consecutivas de umaonda estacionária no trecho vertical de 2m da cordacorrespondem a 150Hz e 175Hz.a) 102g b) 103g c) 104g d) 105g e) 106gResolução1) Para uma corda sonora, temos:f = nPara dois harmônicos consecutivos:fn = nfn + 1 = (n + 1)Δf = + – =175 – 150 =2) Equação de Taylor:V =V2 =F = ␳ V2 = 0,01 (100)2 (N)3) Para o equilíbrio do bloco:F = P ⇒ 100 = M. 10 ⇒V–––2LnV–––2LV–––2LnV–––2LV–––4V = 100m/sF–––␳F–––␳F = 100NM = 10kg = 1,0 . 104gV–––2LV–––2LV–––2LPPUUCC -- NNOOVVEEMMBBRROO//22001111
  4. 4. 18 CCO resistor RB dissipa uma potência de 12W.Nesse caso, a potência dissipada pelo resistor RD valea) 0,75W b) 3W c) 6W d) 18W e) 24WResolução1) U1 = R iU1 = 8 . 0,5 (V) = 4V2) PB = U2 . I212 = U2 . 1,03) U1 + U2 + U3 = U4 + 12 + U3 = 244) PD = U3 . iDPD = 8 . 0,75 (W)U2 = 12VU3 = 8VPD = 6WPPUUCC -- NNOOVVEEMMBBRROO//22001111
  5. 5. 19 BBNo reservatório de um vaporizador elétrico são colocados300g de água, cuja temperatura inicial é 20°C. No interiordesse reservatório encontra-se um resistor de 12⍀ que épercorrido por uma corrente elétrica de intensidade 10Aquando o aparelho está em funcionamento.Considerando que toda energia elétrica é convertida emenergia térmica e é integralmente absorvida pela água, otempo que o aparelho deve permanecer ligado paravaporizar 1/3 da massa de água colocada no reservatóriodeve ser dea) 3min 37s b) 4min 33s c) 4min 07sd) 36min 10s e) 45min 30sAdote: 1cal = 4,2JCalor específico da água = 1,0cal/g°CCalor latente de vaporização da água = 540cal/gP = 1atmResolução1) Calor sensível para aquecer a água:Q1 = m c Δ␪Q1 = 300 . 1,0 . 80 (cal)2) Calor latente para vaporizar a água:Q2 = LVQ2 = 100 . 540 cal3) Calor total absorvido pela água:Q = Q1 + Q2 = 78000 cal4) Cálculo do tempo:Q = Pot . Δt = R i2 Δt78 000 . 4,2 = 12 . 100 ΔtΔt = 273s = 240s + 33sQ1 = 24000 calm–––3Q2 = 54000 calΔt = 4min + 33sPPUUCC -- NNOOVVEEMMBBRROO//22001111
  6. 6. 20 AAUm aluno colocou um objeto “O” entre as superfíciesrefletoras de dois espelhos planos associados e queformavam entre si um ângulo ␪, obtendo n imagens,Quando reduziu o ângulo entre os espelhos para ␪/4,passou a obter m imagens.A relação m e n é:a) m = 4n + 3 b) m = 4n – 3 c) m = 4(n + 1)d) m = 4(n – 1) c) m = 4nResoluçãoO número N de imagens é dado em função de ␪ por:N = – 1(1)m = – 1 ⇒ (2)De (1): = n + 1 ⇒ ␪ =De (2): = m + 1 ⇒ ␪ =Portanto: =4 (n + 1) = m + 1m = 4n + 4 – 1360––––␪360n = –––– – 1␪1440m = ––––– – 1␪360––––␪––4360–––––n + 1360––––␪1440–––––m + 11440––––␪1440–––––m + 1360––––––n + 1m = 4n + 3PPUUCC -- NNOOVVEEMMBBRROO//22001111

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