PF de Física 2 da UFRJ - 2017.2

Considere as seguintes afirmativas:

I. Toda a energia cinética de um objeto é transformada em calor;

II. Um refrigerador remove 100 J de calor dos alimentos em seu interior, usando apenas 75 J de energia elétrica;

III. Uma máquina térmica realiza 25 J de trabalho rejeitando apenas 10 J de calor para o reservatório frio;

Quais delas violam a 2a Lei da Termodinâmica?

(a) Apenas a afirmativa I viola a 2ª Lei.

(b) Apenas a afirmativa II viola a 2ª Lei.

(c) As afirmativas I e II violam a 2ª Lei.

(d) Todas as alternativas violam a 2ª Lei .

(e) Nenhuma das alternativas viola a 2ª Lei.

Considere um sistema massa-mola sujeito a uma força externa senoidal, com amplitude, frequência e constante de fase fixas. Marque a alternativa que descreve um procedimento para minimizar os efeitos de ressonância.

(a) Aumentar a constante de amortecimento do oscilador.

(b) Diminuir a amplitude inicial do oscilador.

(c) Garantir que o oscilador esteja inicialmente defasado em relação à força externa.

(d) Trocar a mola para que a frequência natural do sistema seja igual à da força externa.

(e) Diminuir a constante de amortecimento do oscilador.

Uma onda estacionária estabelecida em uma corda infinita apresenta espaçamento entre nós consecutivos. Se a força de tração é dobrada, mas a frequência mantida fixa, qual será o espaçamento entre nós consecutivos?

(a)

(b)

(c)

(d)

(e) , ou seja, não haverá mudança.

O que se pode dizer sobre uma onda em uma corda cujas duas metades são de materiais e dimensões diferentes?

I. A velocidade de propagação deve ser a mesma nas duas metades.

II. A frequência deve ser igual nas duas metades.

III. O período deve ser igual nas duas metades.

IV. O comprimento de onda deve ser igual nas duas metades.

(a) Somente II e III.

(b) Somente II.

(c) Somente I e IV.

(d) Somente I.

(e) Somente IV.

(f) Somente I e II.

(g) Somente III e IV.

(h) Somente I, II e IV.

Um balão de hélio que flutua na atmosfera, carregando um pequeno peso, sobe a velocidade constante. Levando em conta que a densidade do ar decresce com a altitude e desprezando qualquer força de resistência do ar, podemos afirmar que:

(a) O volume do balão aumenta e o empuxo sobre o balão aumenta.

(b) O volume do balão não se altera e o empuxo diminui.

(c) O volume do balão diminui, assim como o empuxo.

(d) O volume do balão aumenta, mas o empuxo não se altera.

(e) Tanto o volume do balão quanto o empuxo permanecem constantes.

Dois gases ideais, um monoatômico e um diatômico, sofrem a mesma variação de energia interna. Marque a alternativa verdadeira.

(a) Nos dois casos há variação de temperatura, e ela é a mesma em ambos.

(b) A variação de temperatura é maior no gás monoatômico.

(c) A variação de temperatura é maior no gás diatômico.

(d) Não é possível relacionar as variações de temperatura pois não sabemos se o sistema realiza ou não trabalho durante tal processo.

(e) As temperaturas não variam.

A respeito de processos REVERSÍVEIS sofridos por um gás ideal, podemos afirmar que:

(a) Para uma mesma variação positiva de volume a variação de pressão do gás é maior, em módulo, em um processo adiabático do que em um isotérmico.

(b) A entropia do gás sempre aumenta, para qualquer processo reversível.

(c) A variação da energia interna do gás é sempre igual à soma do calor PERDIDO pelo gás com o trabalho REALIZADO por ele.

(d) Para uma mesma variação de temperatura o calor fornecido AO gás a volume constante é igual ao calor fornecido a pressão constante.

(e) É possível realizar um ciclo em que o trabalho realizado pelo gás não seja nulo, mas que o calor total trocado entre o gás e o sistema seja nulo.

Um objeto de massa m está preso a uma mola ideal de constante elástica e se move no eixo . Ele também está sujeito a uma força de amortecimento proporcional à velocidade , onde é uma constante positiva. Sobre este sistema, são feitas as seguintes afirmativas:

I. Se , há oscilações.

II. Se , o regime de amortecimento é supercrítico.

III. Como se trata de um oscilador amortecido é sempre decrescente, independente das condições iniciais.

São verdadeiras:

(a) Somente I e II.

(b) Somente II.

(c) Somente II e III.

(d) Somente I.

(e) Somente III.

(f) Somente I e III.

(g) Todas.

(h) Nenhuma.

Um fluido incompressível escoa de forma estacionária no interior de uma tubulação horizontal. Em um ponto da tubulação, a pressão é e o módulo da velocidade do fluido é . Em um outro ponto mais adiante na tubulação, a pressão é e o módulo da velocidade é . O que pode ser concluído em relação a e ?

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f) Apenas que .

(g) Apenas que .

Um bloco de massa m, que pode deslizar sem atrito sobre um plano inclinado de um ângulo , está conectado ao topo do plano por uma mola ideal, que obedece à lei de Hooke, com constante elástica k e comprimento L quando não deformada.

(a) Calcule a distância que o bloco se encontra do topo do plano inclinado na posição de equilíbrio.

(b) Deduza a equação de movimento do sistema, em termos da distância ao topo do plano inclinado.

(c) Resolva a equação de movimento, obtida no item anterior, para o caso do bloco ser solto do repouso a uma distância b, ao longo do eixo X indicado na figura, acima da posição de equilíbrio.