Prova de Física - FGE2001

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE FÍSICA FGE2001 202101 Exame 020921 Quarta prova de FGE 2001 02092021 Data de Entrega 02092021 Leia com atenção todas as questões e explique detalhadamente cada passo da resolução Isto vale 12 da questão Questões copiadas são sumariamente zeradas 1 Um problema simples é constituído por uma pequena esfera de 10g presa em um fio de comprimento 981 cm Num instante discorra lateral a esfera em relação à posição de equilíbrio de 100 mm e sua velocidade inicial é 100 cms Extraia a equação do deslocamento de como um relógio à posição de equilíbrio indicando os valores numéricos dos parâmetros envolvidos b Encontre a posição e a velocidade da esfera no instante t 200 s Explique qual o aproximeinado adotado e considerar a oscilação como um movimento harmônico simples 2 Um grande tonel com altura H e diâmetro d está cheio de água e a tapa do tonel está sobre uma atmosfera Num fundo a altura do tonel em relação ao orifício de saída não menor do que a altura A a Mostre como quando a altura H é igual livre de saída para o tonel a velocidade de saída da água pode ser tomenta aproximadamente b Mostre que pêndulo Aa h g t AA2 3 Uma barra de gelo de 20 kg a uma temperatura de 50 C é colocada em um recipiente com 100 kg de água o qual é mantido a pressão atmosférica Calcule a temperatura final e a variação de entropia do sistema Considerar cpgelo 183kJkgK1 cpágua 2 0kJkgK1 132m 331kJkgK1 4 Um mol de O2 está inicialmente a temperatura ambiente de 20 C e sob pressão de 5 atm O gás se expande adiabaticamente até sua pressão ser igual a pressão ambiente de 1 atm Depois que o gás é aquecido a pressão aumenta até sua temperatura ser novamente 20 C Durante este aquecimento o gás se expande O gás é aquecido novamente a constante em sua pressão sob 5 atm É então comprimido e pressão constante a retornar a seu estado inicial a determine em quantas etapas b calcule a energia interna c trabalhe a quantidade de calor para cada ponto do ciclo 1 a 1 d Calcule o rendimento do ciclo 5 Em um processo que estático no qual nenhum calor é trocado com o meio um gás é levado de um estado inicial A a um estado B A pressão do gás durante este processo varia com o volume segundo a equação p α V5 onde α é uma constante que deve ser determinada a partir do gráfico Observe que o sistema passa pelo estado A e depois voltou ao estado A segundo o ciclo mostrado abaixo a Calcule o trabalho realizado pelo sistema em cinco etapas do ciclo total b Mostre que o recuo C A são fornecidos 80 J ao sistema determine o sarado final considere o retirado do sistema no trecho BC c Calcule o rendimento do ciclo