1. Universidade de Brasília
Instituto de Física
Primeira Lista de Exercícios de Física I
Questão 1
A velocidade terminal de uma gota de água, de den-
sidade ρa, caindo na atmosfera da Terra é dada pela
expressão abaixo:
vt =
8Rρag
3Cγ
Onde R é o raio da gota, m a sua massa, g a acelera-
ção da gravidade e C é um coeficiente adimensional.
(a) Qual a dimensão do fator γ?
(b) Sendo γ uma propriedade da gota, analisando a
dimensão da mesma, que propriedade seria esta?
Questão 2
Na equação abaixo:
x(t) = x0 + v0t +
1
2
at2
+ βt3
+ γt4
Qual a dimensão:
a) Do lado esquerdo da equação;
b) Do lado direito da equação;
c) De cada termo da equação;
d) Do parâmetro β; e) Do parâmetro γ.
Sendo x(t) a posição da partícula, t o tempo, v0 sua
velocidade inicial e β e γ parâmetros experimentais.
Questão 3
Utilizando análise dimensiona, obtenha o período de
oscilação T de uma massa m presa a uma mola ideal
com constante elástica k, suspensa sob ação da gravi-
dade g.
Questão 4
A distância média do Sol à Terra é 390 vezes a dis-
tância média da Lua à Terra. Considere a situação
física de um eclipse total do Sol, ou seja, a Lua entre
a Terra e o Sol (vide Figura). Sabendo que o ângulo
interceptado pelo olho, ao olhar a lua, é 0, 50o
, e a
distância entre a Terra e a Lua é 3, 8 × 105
km:
a) Determine a razão do diâmetro do Sol para o
diâmetro da Lua.
b) Determine a razão do volume do Sol para o vo-
lume da Lua.
c) Determine o diâmetro da Lua.
Questão 5
Suponha que você esteja deitado em uma praia e ob-
serve o sol se pôr no oceano, ligando um cronômetro
no momento em que ele desaparece. Em seguida, você
se levanta, fazendo com que seus olhos se movam para
cima de uma distância h = 1, 70m. No momento em
que o sol desaparece você pára o cronômetro, medindo
um tempo t = 11, 1s. Quanto mede o raio da Terra?
Questão 6
De acordo com o rótulo de uma garrafa de moloho
de salada, o volume do conteúdo é 0, 437liter(L).
Usando apenas as conversões 1L = 1000cm3
e 1in =
2, 54cm, expresse este volume em polegadas cúbica.
Questão 7
As seguintes coversões de unidades ocorrem frequen-
temente na física e são muito úteis.
(a) Use 1mi = 5280ft e 1h = 3600s para converter
60mph (milha por hora) para unidades de ft/s (pés
por segundo).
(b) A aceleração de um objeto em queda livre é
32ft/s2
. Use 1ft = 30, 38cm para expressar esta ace-
leração em unidades de m/s2
.
(c) A densidade da água é 1, 0g/cm3
. Converta esta
densidade para unidades de kg/m3
.
Questão 8
Um biscoito de chocolate é um disco circular com di-
âmetro de 8.50 ± 0.02cm e a espessura de 0.050 ±
0.005cm.
(a) Encontre o volume médio de um biscoito e a in-
certeza no volume.
(b) Encontre a razão do diâmetro para a espessura e
a incerteza nesta razão.
Questão 9
Um gry é uma antiga medida inglesa para compri-
mento, definida como 1/10 de uma linha, onde linha
é uma outra medida inglesa para comprimento, defi-
nida como 1/12 de polegada. Uma medida comum no
ramo de publicação é um ponto, definido como 1/72
da polegada. Qual é a área de 0, 5gry2
em pontos
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2. quadrados (pontos2
)?
Questão 10
A Terra é aproximadamente uma esfera de raio
6, 37×106
. Quais são (a) sua circunferência em quilô-
metros, (b) a área de sua superfície em quilômetros
quadrados, e (c) seu volume em quilômetros cúbicos?
Questão 11
A Antártica é aproximadamente semicircular, com
um raio de 2000km. A espessura média de sua cober-
tura de gelo é 3000m. Quantos centímetros cúbicos
de gelo contém a Antártica? (Ignore a curvatura da
Terra.)
Questão 12
Até 1883, cada cidade nos Estados Unidos mantinha
sua própria hora local. Hoje, viajantes acertam seus
relógios apenas quando a mudança de fuso horário
é igual a 1, 0h. Em média, que distância uma pes-
soa nos Estados Unidos deve percorrer, em graus de
longitude, até que seu relógio deva ser reajustado em
1, 0h? (Dica: A Terra gira 306o
em aproximadamente
24h.)
Questão 13
A planta com crescimento mais rápido de que se tem
registro é a Hesperoyucca whipplei, que cresceu 3, 7m
em 14 dias. Qual foi sua taxa de crescimento em
micrômetros por segundo?
Questão 14
A Terra tem uma massa de 5, 98 × 1024
kg. A massa
média dos átomos que compõem a Terra é 40u. Quan-
tos átomos existem na Terra?
Questão 15
Como um contraste entre o antigo e o moderno e
entre o grande e o pequeno, considere o seguinte: na
antiga Inglaterra rural, uma jeira (entre 100 e 120
acres) era a área de terra necessária para assentar
uma família com um único arado. ( Uma área de 1
acre é igual a 4047m2
.) Também, 1wapentake era a
área de terra necessária para 100 dessas famílias. Em
Física quântica, a área as seção transversal de um nú-
cleo (definida em termos da probabilidade de que uma
partícula incidente seja absorvida pelo núcleo) é me-
dida em barns, onde 1barn = 1×10−28
m2
. (No jargão
da física nuclear, se um núcleo é "grande", acertá-lo
com uma partícula é tão fácil quanto acertar uma bala
na porta de um celeiro (a palavra inglesa barn signi-
fica celeiro). Qual é a razão entre 25wapentakes(wp)
e 11barns?
Questão 16
Nos Estados Unidos, uma casa de boneca tem uma
escala de 1 : 12 em relação a uma casa real ( ou
seja, cada comprimento da casa de boneca é 1/12
do comprimento correspondente da casa real) e uma
casa em miniatura ( uma casa de boneca para caber
dentro da casa de boneca) tem a escala de 1 : 144 em
relação a uma casa real. Suponha que uma casa real
(figura abaixo) tem um comprimento frontal de 20m,
uma profundidade de 12m, uma altura de 6, 0m, e
um telhado inclinado padrão (faces verticais triangu-
lares nas extremidades de 3, 0m de altura. Qual é o
volume, em metros cúbicos, (a) da casa de bonecas e
(b) da casa em miniatura?
Questão 17
Durante um festividade na Malásia, você compra um
boi pesando 28, 9piculs na unidade local de peso:
1picul = 100gins, 1gin = 16tahils, 1tahil = 10chees,
e 1chee = 10hoons. O peso de 1hoon corresponde a
uma massa de 0, 3779g. Quando você providencia o
envio do boi de volta para casa, deixando a família
em estado de choque, que massa em kg você deve
declarar no documento de embarque?
Questão 18
Uma unidade astronômica (UA) é a distancia média
entre a Terra e o Sol, aproximadamente 1, 50×108
km.
A velocidade da luz é aproximadamente 3, 0×108
m/s.
Expresse a velocidade da luz em unidades astronômi-
cas por minuto.
Questão 19
Uma unidade de área freqüentemente usada na me-
dição de áreas de terrenos é o hectare, definido como
104
m2
. Uma mina de carvão de escavação aberta con-
some 75 hectares de terra, até uma profundidade de
26m, a cada ano. Qual é o volume de terra removida
por ano em quilômetros cúbicos?
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3. Questão 20
Uma pessoa em dieta deveria perder 2, 3kg por se-
mana. Expresse a taxa de perda de massa em mi-
ligramas por segundo, como se a pessoa em regime
pudesse sentir a perda segundo a segundo.
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