Lista 11 3 ITA Ari de Sa Daniel Paixao 2020

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TC DE FÍSICA – TC 11 3º ITA 
 Professor: Daniel Paixão 
 
 
ALUNO(A): Nº __________________ 
TURMA: TURNO: DATA: / ____ / ____ 
COLÉGIO: _________________________________________________ 
 
 
 
 
 
01.Uma partícula de massa m=0,1kg se move 
em um espaço bidimensional sujeita a energia 
potencial dada por 2( )U x y  , onde x e y 
estão em metros e U em joules. A partícula se 
move em uma trajetória circular com v=1m/s. A 
equação da circunferência descrita é 
2 2 4x y  . Determine: a) A força resultante 
externa (diferente da força conservativa) que 
atua na partícula quando esta passa pela 
posição (0,4) b) O trabalho feito pela força 
externa quando a partícula se move de (4,0) até 
(0,4) 
 
02.Um reservatório de água, termicamente 
isolado do ambiente, é alimentado por duas 
canalizações A e B, e abastece um sistema 
distribuidor C.O nível do reservatório é mantido 
constante e o eventual excesso de água se 
escoará por um “ladrão” D, colocado em sua 
parte superior. A canalização A fornece 
2,0dm3/s de água a 20ºC e a canalização B, 
3,0dm3/s a 60ºC. O calor específico e a 
densidade da água podem ser supostos 
constantes no intervalo de temperatura 
considerados e, nas situações descritas, as 
vazões são mantidas constantes durante longo 
tempo. 
C
AB D
 
a) Qual a temperatura da água que abastece o 
sistema distribuidor C, quando este retira 
5,0dm3/s ? 
b) Quando o sistema distribuidor C retira 
4,0dm3/s sabe-se que a temperatura da 
água que sai é de 45ºC.Qual a temperatura 
da água que escoa pelo “Ladrão” D? 
03.Considere um conjunto de partículas de 
massa m se movendo em uma órbita circular 
em torno de um centro comum. Todas as 
partículas possuem a mesma energia cinética. 
Se a única força presente é a força 
gravitacional, qual deve ser a densidade de 
partículas em função da distância ao centro r, 
considerando que essa densidade permaneça 
constante no tempo. Assuma a simetria 
esférica. Seja K a energia cinética das 
partículas e G a constante gravitacional. 
 
04.Uma onda plana harmônica sonora com 
frequência angular 680 rad/s se propaga com 
uma velocidade de 340 m/s numa direção que 
forma ângulo iguais com os eixos x, y e z. 
Determine a diferença de fase  entre as 
partículas do meio localizadas nas posições de 
coordenadas (2, 4, 2) e (3,5,8) . 
 
05.Um recipiente isolado termicamente é 
dividido por um pistão o qual pode movimentar-
se sem atrito, como mostra a figura. A parte da 
esquerda é preenchida com um mol de um gás 
monoatômico, a da direita do recipiente 
encontra-se evacuada. O pistão é conectado a 
parede da direita por meio de uma mola, cujo 
comprimento livre é igual ao tamanho total do 
recipiente. Determine a capacidade C térmica 
do sistema, desprezando a capacidade do 
recipiente, do pistão e a da mola. Considere R a 
constante dos gases ideais. 
 
 
 
 
 
06.Um recipiente contendo um líquido ideal de 
densidade  se move com aceleração 
ˆˆ
x za a i a k  . As direções x e z são indicadas 
TC DE FÍSICA – TC 11 
 
 
 2 
na figura. Estando o recipiente aberto, 
determine a pressão em um ponto no interior do 
líquido nas coordenadas (x,y,z). Considere P0 a 
pressão na origem. 
O x
z

 
 
07.No circuito mostrado na figura, uma fonte 
ideal de tesão  é conectada em serie a um 
amperímetro e um voltímetro não ideais. Em 
uma situação inicial a leitura do voltímetro é V0. 
Quando uma resistência é adicionada em 
paralelo ao voltímetro, a leitura deste se torna 
V0/10, enquanto a leitura do amperímetro se 
torna 10 vezes maior que a situação inicial. 
Determine V0 em termos de  . 

A V
 
 
08.Uma carga pontual q é colocada a uma 
distância x de uma esfera condutora de raio 
R<x. Determine: a) A carga que fluirá através da 
chave S quando esta é fechada. b) A corrente 
que atravessa S quando q se aproxima da 
esfera com uma velocidade v. 
 
x
q R
S
 
 
09. Um radar funciona em regime de pulsos. A 
frequência de repetição dos pulsos é f=1700 Hz, 
e a duração do pulso é t=0,8µs. Qual a distância 
máxima e mínima, que um objeto pode ser 
detectado por tal radar entre pulsos 
consecutivos? 
 
 
Gabarito: 
 
01. a) ˆ ˆ2 1,975F i j  
b) Zero 
02. a) 44ºC, b)40ºC 
03. 
2 2
( )
2
K
n r
r Gm
 
04. Em sala 
05. 2C R 
06. 0 ( )x zP P a x g a z     
07. 10 /11 
08. 
Rq
x
 , 
2
Rqv
x
 
09. min / 2 120d c m  , max / 2 90d cT km 