terça-feira, 6 de dezembro de 2011

Ficha de Física preparada e resolvida pelo Arthur 9o B


Ficha de Física

TEMA 1. Velocidade Média

Velocidade Média é o termo utilizado para indicar o quociente entre o deslocamento de um determinado móvel e o tempo gasto para a realização desse deslocamento. Ela também é uma representação irreal da velocidade de um móvel, pois ele não manterá, necessariamente, uma velocidade constante durante o percurso.
 A fórmula utilizada para calcular a velocidade média é:

A unidade de medida utilizada no cálculo da velocidade média, de acordo com o Sistema Internacional de Unidades é o quilômetro por hora (km/h), mas podemos utilizar o metro por segundo (m/s) dependendo do enunciado proposto.

Exercícios resolvidos

1. Um trem sai da cidade de Berlim (Alemanha) às 10h com destino a Bagdá (Iraque), chegando ao seu destino às 06h do dia seguinte. Sabendo que o percurso Berlim – Bagdá tem, aproximadamente, 3260 km, calcule a velocidade média do trem no percurso.
Cálculos
Tempo gasto -> 20 horas
Velocidade Média = 3260/20 = 326/2 = 163 km/h
R: A velocidade média do trem no percurso Berlim – Bagdá foi de 163 km/h.

2. Um avião sai da cidade de Bogotá (Colômbia) às 02h, tendo como destino Tóquio (Japão). Sabendo que o avião chegou a Tóquio às 22h e que a distância entre Bogotá e Tóquio é de 14000 km, determine a velocidade média do avião.
Cálculos:
Tempo gasto -> 20 horas
Velocidade Média = 14000/20 = 1400/2 = 700 km/h
R: A velocidade média do avião no percurso Bogotá - Tóquio foi de 700 km/h.

Exercícios propostos

1. Após a 1ª Guerra Mundial, caíram diversos Impérios ao redor do mundo, como o Império Otomano, o Império Austro – Húngaro e o Império Russo (que foi dissolvido após a Revolução de 1918). Uma empresa, num evento comemorativo aos 100 anos da queda desses Impérios, instalou duas ferrovias: uma ligando as 3 capitais (Istambul – Viena – São Petersburgo) e outra ligando duas capitais (Istambul – São Petersburgo). Dois trens, então, saem às 15h de Istambul e chegam exatamente no mesmo momento, às 6h do dia seguinte, em São Petersburgo. Determine a velocidade média dos dois trens.
Dados:
Distância Istambul – Viena: 1280 km
Distância Viena – São Petersburgo: 1580 km
Distância Istambul – São Petersburgo: 2100 km

 




                                                                                                                           

Trem A (Istambul – São Petersburgo)
Distância = 2100 km
Tempo = 15 horas
Velocidade Média = 2100 : 15 = 140 km/h
Trem B (Istambul – Viena – São Petersburgo)
Distância = 1280 + 1580 = 2860
Tempo = 15 horas
Velocidade Média = 2860 : 15 = 190,6 km/h

2. A mesma empresa que instalou as ferrovias mencionadas no exercício 1 resolveu fazer outro evento comemorativo, porém sobre os 70 anos do início da Segunda Guerra Mundial. Ela instalou duas outras ferrovias: a primeira ferrovia liga as cidades de Berlim, Roma e Varsóvia (Polônia) e a segunda ferrovia liga as cidades de Berlim e Roma. Os dois trens saem às 22h de Berlim e chegam exatamente no mesmo momento, às 18h do dia seguinte em Roma. Determine a velocidade média dos dois trens.
Dados:
Distância Berlim – Roma: 1190 km
Distância Roma – Varsóvia: 1320 km
Distância Berlim – Varsóvia: 520 km
 





Obs: A rota do trem que liga as três cidades é Berlim – Varsóvia – Roma.
Trem A (Berlim – Varsóvia – Roma)
Distância = 520 + 1320 = 1840 km
Tempo = 20 horas
Velocidade Média = 1840 : 20 = 184 : 2 = 92 km/h
Trem B (Berlim – Roma)
Distância = 1190 km
Tempo = 20 horas
Velocidade Média = 1190 : 20 = 119 : 2 = 59,5 km/h


TEMA 2. Aceleração

A aceleração é a medida da variação da velocidade de um móvel, ou seja, é a razão entre a variação da velocidade do objeto e o tempo necessário para a variação. A aceleração é utilizada, em outras palavras, para determinar quanto foi o acréscimo ou o decréscimo de velocidade em um objeto. A fórmula para o cálculo da aceleração é:

A unidade de medida utilizada no cálculo da aceleração é o metro por segundo ao quadrado (m/s2), visto que um veículo, por exemplo, leva segundos para acelerar, e não horas.

Exercícios Resolvidos

1. Um avião leva cerca de 20 segundos para atingir a velocidade de 324 km/h. Determine a aceleração do avião.
Cálculos
Velocidade do avião: km/h -> m/s = 324 / 3,6 = 90 m/s
Aceleração do avião: (90 – 0) / (20 – 0) = 90 / 20 = 9/2 = 4,5 m/s2
R: A aceleração do avião foi de 4,5 m/s2 

2. Um trem, que está a 400 km/h, leva 10 segundos para parar totalmente. Determine a desaceleração do trem.
Cálculos
Velocidade do trem: km/h -> m/s = 400 / 3,6 = 111 m/s (aproximadamente)
Aceleração do trem: (0 – 111) / (10 – 0) = - 111 / 10 = 11,1 m/s2
R: A desaceleração do trem foi de 11,1 m/s2.

Exercícios propostos

1. Determine a aceleração de um maratonista que sai do repouso total até uma velocidade de 10 km/h em 6 segundos.
Velocidade : km/h -> m/s = 10/3,6 = 2,77 m/s
Aceleração do Maratonista = (2,77 – 0) / (6 – 0) = 2,77/6 = 0,46 m/s2

2. Determine a desaceleração de um trem que, em 5 segundos, sai da velocidade 200 km/h e chega ao repouso absoluto.
Velocidade: km/h -> m/s = 200/3,6 = 55,55 m/s
Aceleração do Trem = (0 – 55,55) / (5 – 0) = -55,55 / 5 = -11,11 m/s2

TEMA 3. Trabalho e Potência

Trabalho é a energia necessária para a realização de um determinado movimento. A fórmula utilizada para o cálculo de trabalho é

Utiliza – se o Newton x metro como a unidade de medida do trabalho de uma força (N.m); além disso, podemos utilizar o joule (J) para medir a força do trabalho. O trabalho depende da força aplicada (quanto mais força, maior o trabalho) e do deslocamento do corpo (quanto maior o deslocamento, maior o trabalho).
Potência, por sua vez, é a velocidade necessária para a realização de um determinado trabalho. A potência é medida através do watt (W) ou através do joule por segundo (j / s). A potência depende do trabalho realizado, ou seja, quanto maior o trabalho, maior a potência e do tempo necessário, visto que quanto mais tempo necessário, menor a potência. Calcula – se a potência através da seguinte fórmula:


OBS: O tempo, no cálculo de potência, é feito em segundos.

Exercícios resolvidos

1. Uma pessoa faz uma força de 100N para empurrar um bloco de 500 kg. Sabendo que ela empurrou o bloco por 5 metros, levando 1 hora para isso, calcule o trabalho realizado e a sua potência.
Cálculos
Trabalho = 100 x 5 = 500 J
Potência = 500/3600 = 5/36 = 0,138 W
R: O trabalho gasto para empurrar o bloco foi de 500 J. A potência desse trabalho foi de 0,138 W.

2. Sabendo que são necessários 500 J para empurrar uma caixa por 10 metros e que a potência dessa atividade é de 1000 W, determine a força necessária para a realização do trabalho e o tempo gasto.
Cálculos
Força = 500/10 = 50N
Tempo = 1000/500 = 10/5 = 2 segundos
R: A força necessária para realizar essa atividade é de 50N. O tempo gasto na realização da atividade é de 2 segundos.

Exercícios Propostos

1. Um carro, que se encontra parado em uma rua aguardando a abertura do semáforo, é atingido em cheio por um caminhão, sendo empurrado, devido à colisão, por cerca de 20 metros, num espaço de tempo de 5 segundos. Sabendo que o carro tinha uma massa de 15 toneladas e vinha a uma velocidade de 100 km/h, determine o trabalho e a potência da colisão.
Aceleração do carro = 20/5 = 4 m/s2
F = m.a
F = 15000 . 4
F = 60.000 N
Trabalho = 60.000 x 20 = 120.000 N/m
Potência = 120.000 / 5 = 24.000 W

2.  Uma caixa de 10 kg é empurrada de forma retilínea por uma máquina numa distância de 5 metros. Sabendo que a atividade resultou numa potência de 200 W, determine o Trabalho e o tempo gasto na atividade.
Trabalho = (10. 10) . 5
= 100 . 5
= 500 N/M
Potência = 200 = 500/t
= 200t = 500
= t = 500/200
t = 2,5 segundos

TEMA 4. Densidade

Exercícios Propostos
1. Um bloco retangular de dimensões 40mm x 30mm x 10mm tem massa de 10 gramas. Calcule a densidade desse bloco retangular e determine se ele vai afundar ou flutuar em água.
Volume do bloco = 40x30x10 = 120x10 = 1200 mm3 = 120 cm3
Densidade = 10 : 120 = 1 : 12 = 0,083 < 1
R: A densidade do bloco é 0,083 g/cm3 e, portanto, ele vai flutuar na água.

2. Uma indústria resolveu lançar um brinquedo que possui alguns cubos de madeira. A primeira remessa foi feita corretamente, porém, por acidente, a segunda remessa desses cubos foi feita em um material mais pesado. As duas remessas foram embaladas e encaixotadas e, devido a possíveis problemas financeiros, a indústria determinou que não poderia abrir novamente todas as caixas. Um funcionário, porém, pegou uma amostra de cada uma das caixas antes de seu fechamento, na tentativa de determinar qual era a caixa com o produto correto.
Sabendo que a densidade de ambos os produtos é igual, porém as massas e os volumes diferentes; que o volume do cubo mais pesado é maior; que a aresta do cubo B é o dobro da aresta do cubo A e que a aresta do primeiro cubo mede 20cm e que sua massa é de 200g, determine a densidade dos cubos e a massa, em quilogramas, do cubo mais pesado.
Cubo B à Volume = 20 x 20 x 20 = 400 x 20 = 8000 cm3
Cubo B à Densidade = 200 : 8000 = 2 : 80 = 0,025 g/cm3
Cubo A à Volume = 10 x 10 x 10 = 100 x 10 = 1000 cm3
Cubo A à Densidade = 0,025 = m/1000
0,025 x 1000 = m
m = 25 g
R: A densidade dos cubos é 0,025 g/cm3 e o cubo mais pesado tem massa de 200g.

2 comentários:

  1. Brigado!
    Me ajudou muito, entendi melhor agora.
    *-*

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  2. amei amei amei, muitooooo bom tudo que eu precisava e mais um pouco que eu não sabia que tinha aqui que eu ia pesquisar em outro site obrigadoooooo

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