1º ANO - EXERCICIOS - MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO
(FUVEST) Um veículo parte do repouso em movimento retilíneo e acelera com aceleração escalar constante e igual a 2,0 m/s2. Pode-se dizer que sua velocidade escalar e a distância percorrida após 3,0 segundos, valem, respectivamente:
a) 6,0 m/s e 9,0m;
b) 6,0m/s e 18m;
c) 3,0 m/s e 12m;
d) 12 m/s e 35m;
e) 2,0 m/s e 12 m.
(UFPA) Um ponto material parte do repouso em movimento uniformemente variado e, após percorrer 12 m, está animado de uma velocidade escalar de 6,0 m/s. A aceleração escalar do ponto material, em m/s, vale:
a) 1,5
b) 1,0
c) 2,5
d) 2,0
e) n.d.a.
Uma pedra é lançada do décimo andar de um prédio com velocidade inicial de 5m/s. Sendo a altura nesse ponto igual a 30 m e a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, a velocidade da pedra ao atingir o chão é:
a) 5 m/s
b) 25 m/s
c) 50 m/s
d) 30 m/s
e) 10 m/s
Um móvel parte do repouso e percorre uma distância de 200 m em 20s. A aceleração desse móvel, em m/s2, é:
a) 0,5
b) 0,75
c) 1
d) 1,5
e) 2
1º ANO - EXERCÍCIOS - ACELERAÇÃO
1) Se o movimento de uma partícula é retrógrado e retardado, então a aceleração escalar da partícula é:
a) nula
b) constante
c) variável
d) positiva
e) negativa
2) Um jogador de futebol, ao finalizar um lance na grande área para o
3) Dizer que um movimento se realiza com uma aceleração escalar constante de 5 m/s², significa que:
a) em cada segundo o móvel se desloca 5m.
b) em cada segundo a velocidade do móvel aumenta de 5m/s.
c) em cada segundo a aceleração do móvel aumenta de 5m/s.
d) em cada 5s a velocidade aumenta de 1m/s
e) a velocidade é constante e igual a 5m/s
4) Um carro de corrida é acelerado de forma que sua velocidade em função do tempo é dada conforme a tabela.
Determine o valor da aceleração média desse carro.
1º ANO - MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO
Aceleração escalar média e aceleração escalar instantânea.
1) Aceleração escalar média αm
Num movimento variado seja Δv a variação da velocidade escalar num intervalo de tempo Δt.
A aceleração escalar média αm é a grandeza que indica de quanto varia a velocidade escalar num dado intervalo de tempo.
Unidades: m/s2; km/h/s; km/h2
2) Aceleração escalar instantânea α
A aceleração escalar α num instante t é o valor limite a que tende Δv/Δt, quando Δt tende a zero. Representa-se por:
3) Movimento acelerado: O módulo da velocidade cresce com o tempo.
Propriedade: v e α têm o mesmo sinal.
v>0; α>0
v<0; α<0
4) Movimento retardado: O módulo da velocidade decresce com o tempo.
Propriedade: v e α têm sinais contrários.
v>0; α<0
v<0; α>0
Movimento uniformemente variado(MUV)x
Movimentos com velocidade escalar variável no decurso do tempo são comuns e neles existe aceleração escalar, podendo a velocidade aumentar em módulo (movimento acelerado) ou diminuir em módulo (movimento retardado).
Quando a aceleração escalar α é constante e não nula o movimento é chamado deuniformemente variado (MUV).
α = αm = Δv/Δt ≠ 0
Função horária da velocidade escalar
Da expressão α = Δv/Δt, obtemos: α = (v-v0)/(t-0)
v = v0 + α.t
Onde: v0 = velocidade inicial, velocidade do móvel no início da contagem dos tempos. (t = 0)
Função horária dos espaços
s = s0 + v0.t + (α.t2)/2
Equação de Torricelli
v2 = (v0)2 + 2.α.Δs
Demonstração:
Elevando-se ao quadrado ambos os membros de v = v0 + α.t, vem:
v2 = (v0)2 + 2.v0.αt + α2.t2 => v2 = (v0)2 + 2α[v0.t + (α.t2/2)] =>
v2 = (v0)2 + 2.α.Δs
Propriedade do MUV
vm = Δs/Δt = (v1+v2)/2
Demonstração:
s1 = s0 + v0.t1 + [α.(t1)2]/2 (1)
s2 = s0 + v0.t2 + [α.(t2)2]/2 (2)
(2) – (1):
s2 - s1 = v0.(t2-t1) + [α.(t2-t1).(t2+t1)/2]
Δs/Δt = v0 + (α.t2+α.t1)/2 => Δs/Δt = (v0+α.t1+v0+α.t2)/2 =>
vm = (v1+v2)/2
Movimentos com velocidade escalar variável no decurso do tempo são comuns e neles existe aceleração escalar, podendo a velocidade aumentar em módulo (movimento acelerado) ou diminuir em módulo (movimento retardado).
Quando a aceleração escalar α é constante e não nula o movimento é chamado deuniformemente variado (MUV).
α = αm = Δv/Δt ≠ 0
Função horária da velocidade escalar
Da expressão α = Δv/Δt, obtemos: α = (v-v0)/(t-0)
v = v0 + α.t
Onde: v0 = velocidade inicial, velocidade do móvel no início da contagem dos tempos. (t = 0)
Função horária dos espaços
s = s0 + v0.t + (α.t2)/2
Equação de Torricelli
v2 = (v0)2 + 2.α.Δs
Demonstração:
Elevando-se ao quadrado ambos os membros de v = v0 + α.t, vem:
v2 = (v0)2 + 2.v0.αt + α2.t2 => v2 = (v0)2 + 2α[v0.t + (α.t2/2)] =>
v2 = (v0)2 + 2.α.Δs
Propriedade do MUV
vm = Δs/Δt = (v1+v2)/2
Demonstração:
s1 = s0 + v0.t1 + [α.(t1)2]/2 (1)
s2 = s0 + v0.t2 + [α.(t2)2]/2 (2)
(2) – (1):
s2 - s1 = v0.(t2-t1) + [α.(t2-t1).(t2+t1)/2]
Δs/Δt = v0 + (α.t2+α.t1)/2 => Δs/Δt = (v0+α.t1+v0+α.t2)/2 =>
vm = (v1+v2)/2
3º ANO - LISTA DE EXERCÍCIOS - CAMPO ELÉTRICO
Exercício 1:
Em um ponto P de um campo elétrico o vetor campo elétrico tem direção horizontal, sentido da esquerda para a direita e intensidade 4.105 N/C. Determine a direção, o sentido e a intensidade da força elétrica que age numa carga elétrica puntiforme q, colocada no ponto P. Considere os casos:
a) q = +3 µC
b) q = - 3 µC
Exercício 2:
Uma partícula de massa m e eletrizada com carga elétrica q é colocada num ponto P de um campo elétrico, onde o vetor campo elétrico E tem direção vertical, sentido de cima para baixo e intensidade E. Observa-se que a partícula fica em equilíbrio sob ação da força elétrica e do seu peso. Sendo g a aceleração da gravidade, qual a alternativa que fornece o valor de q?
a) q = m.g.E
b) q = E/m.g
c) q = m.g/E
d) q = -m.g/E
e) q = -m.g.E
Exercício 3:
Seja E o vetor campo elétrico em P, gerado por uma carga elétrica Q e Fe a força eletrostática que age numa carga elétrica q colocada em P. Quais os sinais de Q e q nos casos indicados abaixo?
Exercício 4:
O vetor campo elétrico no ponto A, do campo elétrico gerado por uma carga elétrica puntiforme Q, tem intensidade 104 N/C.
a) Qual é o sinal de Q?
b) Qual é a intensidade do vetor campo elétrico no ponto B?
Exercício 5:
Determine a intensidade do vetor campo elétrico resultante no ponto P, nos casos indicados abaixo.
Considere Q = 3 µC; d = 0,3 m; k0 = 9. 109 N.m2/C2
Em um ponto P de um campo elétrico o vetor campo elétrico tem direção horizontal, sentido da esquerda para a direita e intensidade 4.105 N/C. Determine a direção, o sentido e a intensidade da força elétrica que age numa carga elétrica puntiforme q, colocada no ponto P. Considere os casos:
a) q = +3 µC
b) q = - 3 µC
Exercício 2:
Uma partícula de massa m e eletrizada com carga elétrica q é colocada num ponto P de um campo elétrico, onde o vetor campo elétrico E tem direção vertical, sentido de cima para baixo e intensidade E. Observa-se que a partícula fica em equilíbrio sob ação da força elétrica e do seu peso. Sendo g a aceleração da gravidade, qual a alternativa que fornece o valor de q?
a) q = m.g.E
b) q = E/m.g
c) q = m.g/E
d) q = -m.g/E
e) q = -m.g.E
Exercício 3:
Seja E o vetor campo elétrico em P, gerado por uma carga elétrica Q e Fe a força eletrostática que age numa carga elétrica q colocada em P. Quais os sinais de Q e q nos casos indicados abaixo?
O vetor campo elétrico no ponto A, do campo elétrico gerado por uma carga elétrica puntiforme Q, tem intensidade 104 N/C.
a) Qual é o sinal de Q?
b) Qual é a intensidade do vetor campo elétrico no ponto B?
Exercício 5:
Determine a intensidade do vetor campo elétrico resultante no ponto P, nos casos indicados abaixo.
Considere Q = 3 µC; d = 0,3 m; k0 = 9. 109 N.m2/C2
3º ANO - CAMPO ELÉTRICO
Campo Elétrico
1. Recordando o conceito de campo elétrico
Uma carga elétrica puntiforme Q fixa, por exemplo positiva, (ou uma distribuição de cargas elétricas fixas) modifica a região do espaço que a envolve. Dizemos que a carga elétrica Q (ou a distribuição de cargas) origina, ao seu redor, um campo elétrico. Uma carga elétrica puntiforme q colocada num ponto P dessa região fica sob ação de uma força elétrica Fe. Esta força se deve à interação entre o campo elétrico e a carga elétrica q.
A cada ponto P do campo elétrico, para medir a ação da carga Q ou das cargas que criam o campo, associa-se uma grandeza vetorial E denominada vetor campo elétrico.
A força elétrica que age na carga elétrica q colocada em P é dada pelo produto do valor da carga q pelo vetor campo elétrico E associado ao ponto P.
Se q>0, Fe tem o mesmo sentido de E.
Se q<0, Fe tem sentido oposto ao de E.
Fe e E têm sempre a mesma direção.
Se q<0, Fe tem sentido oposto ao de E.
Fe e E têm sempre a mesma direção.
No SI a unidade da intensidade de E (E = F/IqI) é newton/coulomb (N/C).
2. Características do vetor campo elétrico gerado por uma carga elétrica puntiforme Q fixa
No campo elétrico de uma carga elétrica puntiforme fixa Q, o vetor campo elétrico num ponto P, situado a uma distância d da carga, tem intensidade E que depende do meio onde a carga se encontra, é diretamente proporcional ao valor absoluto da carga e inversamente proporcional ao quadrado da distância do ponto à carga. Considerando o meio o vácuo, temos:
2. Características do vetor campo elétrico gerado por uma carga elétrica puntiforme Q fixa
No campo elétrico de uma carga elétrica puntiforme fixa Q, o vetor campo elétrico num ponto P, situado a uma distância d da carga, tem intensidade E que depende do meio onde a carga se encontra, é diretamente proporcional ao valor absoluto da carga e inversamente proporcional ao quadrado da distância do ponto à carga. Considerando o meio o vácuo, temos:
Se Q for positivo o vetor campo elétrico é de afastamento. Se Q for negativo, o vetor campo elétrico é de aproximação:
3. Campo elétrico gerado por várias cargas elétricas puntiformes
No caso do campo gerado por duas ou mais cargas elétricas puntiformes, cada uma originará, num ponto P, um vetor campo elétrico.
O vetor campo resultante será obtido por meio da adição vetorial dos diversos vetores campos individuais no ponto P.
Observação: todas as considerações feitas são válidas para um campo elétrico no qual em cada ponto o vetor campo elétrico não varia com o tempo. É o chamado campo eletrostático.
2º ANO - LISTA DE EXERCÍCIOS - DILATAÇÃO TÉRMICA
LISTA DE EXERCÍCIOS - DILATAÇÃO TÉRMICA
- A extensão de trilhos de ferro sofre dilatação linear, calcule o aumento de comprimento que 1000 m dessa ferrovia sofre ao passar de 0 °C para 20 °C, sabendo que o coeficiente de dilatação linear do ferro é 12.10-6 °C-1.
2. Um quadrado de lado 2m é feito de um material cujo coeficiente de dilatação superficial é igual a 1,6.10-4. Determine a variação de área deste quadrado quando aquecido em 80°C.
3. (UNIC –MT) Uma chapa de alumínio tem um furo central de 100cm de raio, estando numa temperatura de 12°C.
Sabendo-se que o coeficiente de dilatação linear do alumínio equivale a 22.10-6°C-1, a nova área do furo, quando a chapa for aquecida até 122°C, será equivalente a qual valor em metros?
4. Sabendo que o coeficiente de dilatação linear do ferro é 1,2.10-5, determine o coeficiente de dilatação superficial.
5. Três litros de água, a 30ºC, foram colocados em uma panela de ferro e aquecidos até atingir a temperatura final de 90ºC. Desconsiderando a dilatação sofrida pela panela, calcule o volume da água, após o aquecimento, sabendo que seu coeficiente de dilatação volumétrica é γ = 1,3 . 10-4 ºC-1.
2º ANO - DILATAÇÃO TÉRMICA
Dilatação térmica dos sólidos
A dilatação térmica é o aumento da distância entre as partículas de um sistema causado pelo aumento da temperatura. Do ponto de vista macroscópico, esse fenômeno é percebido como aumento das dimensões do sistema.
Dilatação linear
Verifica-se experimentalmente que ΔL é proporcional a L0 e a Δθ:
em que α é o coeficiente de dilatação linear.
Sendo ΔL = L - L0, vem:
Dilatação superficial
Analogamente temos:
em que β é o coeficiente de dilatação superficial.
Relação:
Dilatação volumétrica
Analogamente temos:
em que γ é o coeficiente de dilatação volumétrica.
Relação:
A dilatação térmica é o aumento da distância entre as partículas de um sistema causado pelo aumento da temperatura. Do ponto de vista macroscópico, esse fenômeno é percebido como aumento das dimensões do sistema.
Dilatação linear
Verifica-se experimentalmente que ΔL é proporcional a L0 e a Δθ:
ΔL = α.L0.Δθ
em que α é o coeficiente de dilatação linear.
Sendo ΔL = L - L0, vem:
L = L0.(1 + α.Δθ)
Dilatação superficial
Analogamente temos:
ΔA = β.A0.Δθ e A = A0.(1 + β.Δθ)
em que β é o coeficiente de dilatação superficial.
Relação:
β = 2α
Dilatação volumétrica
Analogamente temos:
ΔV = γ.V0.Δθ e V = V0.(1 + γ.Δθ)
em que γ é o coeficiente de dilatação volumétrica.
Relação:
γ = 3α
Dilatação térmica dos líquidos
Considere um frasco de capacidade V0 completamente cheio de um líquido à temperatura θ1. Aquecendo-se o conjunto até a temperatura θ2, parte do líquido transborda.
O volume transbordado não mede a dilatação real (ΔVr) que o líquido sofre e sim a dilatação aparente (ΔVap), uma vez que o frasco também se dilata (ΔVf).
Assim, temos:
ΔVr = ΔVap + ΔVf (1)
Mas ΔVr = V0 . γr . Δθ
Mas ΔVap = V0 . γap . Δθ
Mas ΔVf = V0 . γf . Δθ
γr - coeficiente de dilatação volumétrica real do líquido
γap - coeficiente de dilatação volumétrica aparente do líquido
γf - coeficiente de dilatação cúbica ou volumétrica do frasco
De (1), resulta: γr = γap + γf ou γap = γr - γf.
O coeficiente de dilatação aparente depende do líquido e do frasco.
Dilatação anômala da água
A água líquida contrai-se ao ser aquecida de 0 ºC a 4 ºC e dilata-se quando aquecida a partir de 4 ºC. Assim, a 4 ºC o volume de dada massa de água é mínimo e a densidade é máxima.
Considere um frasco de capacidade V0 completamente cheio de um líquido à temperatura θ1. Aquecendo-se o conjunto até a temperatura θ2, parte do líquido transborda.
O volume transbordado não mede a dilatação real (ΔVr) que o líquido sofre e sim a dilatação aparente (ΔVap), uma vez que o frasco também se dilata (ΔVf).
Assim, temos:
ΔVr = ΔVap + ΔVf (1)
Mas ΔVr = V0 . γr . Δθ
Mas ΔVap = V0 . γap . Δθ
Mas ΔVf = V0 . γf . Δθ
γr - coeficiente de dilatação volumétrica real do líquido
γap - coeficiente de dilatação volumétrica aparente do líquido
γf - coeficiente de dilatação cúbica ou volumétrica do frasco
De (1), resulta: γr = γap + γf ou γap = γr - γf.
O coeficiente de dilatação aparente depende do líquido e do frasco.
Dilatação anômala da água
A água líquida contrai-se ao ser aquecida de 0 ºC a 4 ºC e dilata-se quando aquecida a partir de 4 ºC. Assim, a 4 ºC o volume de dada massa de água é mínimo e a densidade é máxima.
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