P1 de Física 2 da UFRJ - 2019.1

Um bastão de madeira e outro de metal ficam expostos ao Sol por um bom tempo. Ao tocá-los você tem a sensação que a temperatura do bastão de metal é mais alta. Isto se deve a que:

(a) A temperatura do metal é de fato maior.

(b) O calor específico do metal é menor que o da madeira.

(c) O coeficiente de condutividade térmica do metal é maior que o da madeira.

(d) O coeficiente de dilatação térmica do metal é maior que o da madeira.

Com relação ao fluxo estacionário de um fluido qualquer, líquido ou gás, temos as seguintes afirmações:

I. A velocidade do fluido é constante em todos os pontos.

II. As linhas de corrente coincidem com a trajetória de cada elemento infinitesimal de fluido.

III. A vazão volumétrica é a mesma em qualquer seção transversal de um tubo de corrente.

Podemos afirmar que:

(a) Somente a primeira afirmativa está correta.

(b) Todas as afirmativas estão corretas.

(c) Ambas a segunda e a terceira afirmativas estão corretas.

(d) Somente a segunda afirmativa está correta.

Um copo de vidro de espessura desprezível e volume inicial cheio de água até a borda inicialmente a uma temperatura é aquecido até uma temperatura . Observa-se que o volume de água transbordado no copo é: (considere o coeficiente de dilatação linear do vidro e o coeficiente de dilatação volumétrica da água )

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

Uma esfera metálica oca flutua quase totalmente submersa em água. Sendo as densidades da água e do ferro, respectivamente, e , a razão entre os volumes interno e externo da esfera vale:

(a) 2/10

(b) 1/8

(c) 7/8

(d) 8/7

O recipiente de base retangular mostrado na figura abaixo está cheio de água até a borda. A força que a água faz no fundo, que tem largura e comprimento , tem módulo . A força total exercida sobre a mesa, subtraindo o peso do recipiente vazio, tem módulo . A razão é dada por:

(a) 3/2

(b) 2/3

(c) 1/ 2

(d) 1

O recipiente mostrado na figura abaixo contém um líquido de densidade . Seu lado direito é fechado por um pistão móvel de massa e seção reta . Seu lado esquerdo, de seção reta , não está fechado e um cilindro de massa e volume flutua sobre o líquido. Seja e as alturas do líquido nos lados direito e esquerdo, respectivamente, relativas a um mesmo nível horizontal, como indicado na figura. A constante gravitacional é . A altura é dada por:

(a)

(b)

(c)

(d)

Um bloco cúbico homogêneo de aresta flutua em repouso na interface entre dois fluidos incompressíveis de densidades e , como mostra a figura abaixo. Considere o módulo da aceleração da gravidade igual a (suposto constante).

Calcule o empuxo que o bloco sofre.

Calcule a densidade do bloco .

A coluna de um termômetro de mercúrio tem quando a temperatura é e quando a temperatura é . Que comprimento terá quando temperatura for ?

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Um tubo horizontal tem seção reta na parte mais larga e seção reta na parte mais estreita. O tubo possui um pistão que quando pressionado, aplica, ao atingir o regime estacionário, uma pressão e uma velocidade ao ar na parte larga do tubo. A parte estreita do tubo está conectada por um canudo vertical a um recipiente aberto contendo água. A distância vertical entre o tubo horizontal e a superfície livre da água é . Considere conhecidas as densidades do ar e da água , a aceleração da gravidade local e a pressão atmosférica . Faça a aproximação de que o ar seja incompressível.

a) Determine a pressão na parte estreita em função da pressão e da velocidade na parte larga do tubo e da razão entre as seções retas.

b) Determine a altura da coluna de água no canudo vertical.

c) Determine a razão necessária para que a água seja aspirada através do canudo, entrando no tubo horizontal.