Exame de Física 2 da UNICAMP - 2017.1 (diurno)

Supondo que o hélio se comporta como um gás ideal monoatômico, se 2 mols de hélio sofreram um aumento de temperatura de 100 K a pressão constante, a energia transferida para o gás na forma de calor foi de aproximadamente:

a) 2.500 J;

b) 1.700 J;

c) 4.200 J;

d) 5.000 J;

e) 6.700 J;

Se duas ondas progressivas dadas por e se combinam para formar uma onda estacionária em uma corda, a distância entre nós vizinhos é:

a) 2π/k;

b) π/k ;

c) k/2π;

d) vtπ;

e) 2vtπ;

Uma mola de constante elástica k = 12,0 N/m tem uma massa de 3,0 kg presa à sua extremidade. A massa é afastada +10,0 cm de sua posição de equilíbrio e então é liberada a partir do repouso. Qual é a velocidade da massa quando ela passa pela posição de equilíbrio?

a) +0,75 m/s;

b) –0,75 m/s;

c) +0,20 m/s;

d)–0,20 m/s;

e) –0,5m/s;

Na figura mostrada, o bloco possui uma energia cinética de 3 J e a mola possui uma energia potencial elástica de 2 J quando o bloco está em x = +2 cm. Qual é a energia potencial elástica da mola quando o bloco está em está em x= -2 cm?

a) 5 J;

b) 2 J;

c) 1 J;

d) 0;

e) 1,5 J;

Se um objeto na superfície da Terra tem peso P, qual seria o peso do objeto na superfície de um planeta com um sexto da massa da Terra e um terço do raio da Terra?

a) P;

b) P/3;

c) 3P;

d) 4P/3;

e) 3P/2;

Uma grande caixa d’água, aberta na parte de cima, tem um pequeno furo no fundo. Quando o nível da água está a 20 m acima do fundo da caixa, a velocidade da água que sai pelo furo é:

a) 2,5 m/s;

b) 20 m/s;

c) 40 m/s;

d) não pode ser calculada, a menos que seja fornecida a área do buraco;

e) não pode ser calculada, a menos que sejam fornecidas as áreas do buraco e do tanque;

Um mol de um gás ideal sofre dois processos termodinâmicos em sequência. Primeiro, uma compressão adiabática de , , para , . Segundo uma expansão isotérmica para , .

(a) Considere o primeiro processo. O gás é monoatômico, diatômico ou poliatômico? Justifique.

(b) Qual é a temperatura T1 ao final do primeiro processo?

(c) Calcule o calor trocado no segundo processo. O gás recebe ou libera calor? (Dê sua resposta em função da constante dos gases ideias R).

(d) Desenhe o diagrama P-V indicando claramente os dois processos realizados pelo gás. Indique claramente no diagrama p0, V0, p1, V1, p2 e V2. (Não é necessário colocar os valores numéricos destas grandezas nos eixos do diagrama)

Um tubo de órgão com uma extremidade aberta e a outra fechada é excitado em uma de suas frequências de ressonância. As extremidades aberta e fechada são, respectivamente:

a) um nó de pressão e um nó de deslocamento;

b) um nó de pressão e um nó de pressão;

c) um antinó de deslocamento e um nó de pressão;

d) um nó de deslocamento e um nó de deslocamento;

e) um antinó de pressão e um antinó de pressão;

A figura abaixo mostra um esquema de um tubo de Pitot, que é usado para medir a velocidade do ar nos aviões. Ele é formado por um tubo externo com pequenos furos B (quatro são mostrados na figura) que permitem a entrada de ar no tubo; este tubo está ligado a um dos lados de um tubo em de U. O outro lado do tubo em forma de U está ligado ao furo A na frente do medidor, que aponta no sentido do movimento do avião. Em A o ar fica estagnado, de modo que . Em B, porém, a velocidade do ar é presumivelmente igual à velocidade do ar em relação ao avião. Considere a diferença de altura entre A e B desprezível.

a) Seja ρ a massa específica do líquido contido no tubo em U e h a diferença entre os níveis do líquido no tubo.Sendo a densidade do ar , encontre a expressão que determina a velocidade do avião.

b) Suponha que o tubo contém um liquido cuja massa específica é e que a diferença de nível medida é 40,0 cm. Qual é a velocidade do avião em relação ao ar? A massa específica do ar é .

Suponha que n mols do gás ideal da figura abaixo se expanda até quatro vezes seu volume inicial. Como se vê, as temperaturas inicial e final são as mesmas. Calcule a variação da entropia ΔS do gás.

a) ΔS = nRln2;

b) ΔS = nR;

c) ΔS = nR/ln2;

d) ΔS = nR/ln4;

e) ΔS = nRln4;