domingo, 1 de outubro de 2017

UFRGS - 2016 -Questão 12

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. 

Segundo a Teoria Cinética dos Gases, um gás ideal é constituído de um número enorme de moléculas cujas dimensões são desprezíveis, comparadas às distâncias médias entre elas. As moléculas movem-se continuamente em todas as direções e só há interação quando elas colidem entre si. Nesse modelo de gás ideal, as colisões entre as moléculas são ........, e a energia cinética total das moléculas ........ . 

(A) elásticas – aumenta 
(B) elásticas – permanece constante 
(C) elásticas – diminui 
(D) inelásticas – aumenta,
(E) inelásticas – diminui 

Resolução:
 Para que os gases mantenham sua temperatura até que haja uma transformação devem manter sua energia de movimento (energia cinética) constante e isso só possível se não houver perda nem adição de energia às partículas dos gases durante as colisões, o que faz com que sejam colisões elásticas.
Resposta item (B).

quinta-feira, 28 de setembro de 2017

UFRGS - 2016 - Questão 14

Uma máquina térmica, representada na figura abaixo, opera na sua máxima eficiência, extraindo calor de um reservatório em temperatura Tq = 527 °C, e liberando calor para um reservatório em temperatura Tf = 327 °C


Para realizar um trabalho (W) de  600 J, o calor absorvido deve ser de

(A) 2400 J. 
(B) 1800 J. 
(C) 1581 J. 
(D) 967 J. 
(E) 800 J.


A eficiência termodinâmica em termos das temperaturas da fonte quente e da fonte fria é dada por:


e em termos do trabalho realizado pela máquina térmica e o calor absorvido da fonte quente,
As temperaturas devem estar na escala Kelvin, assim:
Tq = 527 °C + 273 = 800 K
Tf = 327 °C + 273 = 600 K
Por outro lado, a eficiência em termos do trabalho e do calor da fonte quente:
Resposta, item (A).

terça-feira, 26 de setembro de 2017

UFRGS - 2016 - Questão 11

Considere dois motores, um refrigerado com água e outro com ar. No processo de resfriamento desses motores, os calores trocados com as respectivas substâncias refrigeradoras, Qag e Qar, são iguais. Considere ainda que os dois motores sofrem a mesma variação de temperatura no processo de resfriamento, e que o quociente entre os calores específicos da água, cag, e do ar, car, são tais que cag/car = 4. Qual é o valor do quociente mar/mag entre as massas de ar, mar, e de água, mag, utilizadas no processo?
(A) ¼.
(B) ½.
(C) 1.
(D) 2.
(E) 4.
Resolução:
Como há variação de temperatura, o calor trocado se trata de calor sensível. Assim:
Para o caso específico em que os calores trocados são apenas entre as substâncias refrigeradoras, então
Como a variação de temperatura é a mesma para as duas substâncias
Resposta: ítem (E).

domingo, 17 de setembro de 2017

UFRGS - 2016 - Questão 09

   Na figura abaixo, está representada a trajetória de um projétil lançado no campo gravitacional terrestre, com inclinação φ em relação ao solo. A velocidade de lançamento é v0 = v0x + v0y, onde v0x e v0y são, respectivamente, as componentes horizontal e vertical da velocidade v0.

   Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
   Considerando a energia potencial gravitacional igual a zero no solo e desprezando a resistência do ar, as energias cinética e potencial do projétil, no ponto mais alto da trajetória, valem, respectivamente, ........ e ........ .
(A) zero – mv0 2 /2
(B) zero – mv0x 2 /2
(C) mv0 2 /2 – mv0y 2 /2
(D) mv0x 2 /2 – mv0y 2 /2
(E) mv0y 2 /2 – mv0x 2 /2

   Resolução:
   No ponto mais alto a componente vertical da velocidade se anula, pois é quando o movimento vertical pára de subir para cair, assim, o projétil só apresenta componente horizontal da velocidade, logo a energia cinética no ponto mais alto é
   Também no ponto mais alto temos a energia potencial gravitacional máxima e como a energia é conservada a energia mecânica total  no ponto mais alto é igual a energia mecânica total no início do movimento, assim


Resposta: item (D).

terça-feira, 5 de setembro de 2017

UFRGS - 2016 - Questão 13

Nos gráficos I e II abaixo, p representa a pressão a que certa massa de gás ideal está sujeita, T a sua temperatura e V o volume por ela ocupado.
Escolha a alternativa que identifica de forma  ma máquina térmica, representada na figura. E correta as transformações sofridas por esse gás, representadas, respectivamente, em I e II.
(A) Isobárica e isocórica.
(B) Isotérmica e isocórica.
(C) Isotérmica e isobárica.
(D) Isocórica e isobárica.
(E) Isocórica e isotérmica.

Resolução:
Pela lei geral dos gases:
Vemos que isolando tanto a pressão, quanto o volume chegaremos a uma função afim, que dá uma reta como gráfico.
Se isolarmos a pressão, teremos p em função de T, assim para que a equação seja uma função afim, então o volume deverá ser uma constante, assim o gráfico I é do tipo p versus T, significando que o volume é constante.é uma transformação isocórica.
Raciocínio análogo pode ser feito isolando o volume na equação geral e como o gráfico II é de v versus T, então trata-se de uma transformação à pressão constante.
Resposta: ítem (D)

segunda-feira, 4 de setembro de 2017

UFRGS - 2016 - Questão 07

07.  Uma partícula de massa m e velocidade horizontal vi colide elasticamente com uma barra vertical de massa M que pode girar livremente, no plano da página, em torno de seu ponto de suspensão. A figura (i) abaixo representa a situação antes da colisão. Após a colisão, o centro de massa da barra sobe uma altura h e a partícula retorna com velocidade vf, de módulo igual a vi /2, conforme representa a figura (ii) abaixo

O módulo do impulso recebido pela partícula é
(A) 1,5 m.vi² /M.
(B) 0,5 m.vi² .
(C) 1,5 m.vi².
(D) 0,5 m.vi.
(E) 1,5 m.vi .
   Resolução:
   Impulso é a variação da quantidade de movimento.
   Para o projétil, ela foi da seguinte forma:
A velocidade é uma grandeza vetorial, assim, se na ida ela tem velocidade positiva, no retorno ela tem velocidade negativa, então vale que:
Em módulo é:
item (E)

terça-feira, 22 de agosto de 2017

UFRGS - 2016 - Questão 06

   Uma partícula de massa m e velocidade horizontal vi colide elasticamente com uma barra vertical de massa M que pode girar livremente, no plano da página, em torno de seu ponto de suspensão. A figura (i) abaixo representa a situação antes da colisão. Após a colisão, o centro de massa da barra sobe uma altura h e a partícula retorna com velocidade vf, de módulo igual a vi /2, conforme representa a figura (ii) abaixo

   Considerando g o módulo da aceleração da gravidade, a altura h atingida pela barra é igual a

(A)  3mv2i/2Mg.
(B) 3mv2i/4Mg .
(C) 5mv2i /8Mg .
(D) 3mv2i /8Mg .
(E)  mv2i /4Mg.

   Resolução:
   Como a colisão é elástica, significa que ela conserva a energia mecânica (energia total) do sistema.      Como o sistema também conserva momentum linear, sua quantidade de movimento, devemos usar sua conservação para resolver o problema.
   Na situação (i) a barra está em repouso e o seu centro de massa está no menor nível, isso significa que a energia potencial gravitacional da barra é nula, assim como sua energia cinética, porém o projétil está em movimento com velocidade v , logo, possui energia cinética, mas não energia potencial gravitacional, pois está no menor nível. 
   Por outro lado, na situação (ii) a barra tem sem centro de massa erguido, logo possui energia potencial gravitacional, era energia foi transferida de parte da energia cinética do projétil, sabemos isso, pois na situação ii a velocidade do projétil é reduzida pela metade.
    Assim:

   Como a energia mecânica total se iguala:
Resposta: item (D)