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No século XVIII, um monarca europeu recebeu de presente uma barra maciça de um metal com brilho prateado, descrita como sendo platina, um metal extremamente valioso e denso. Suspeitando que pudesse ser uma liga de menor valor ou outro metal prateado, o rei solicitou à sua equipe científica que verificasse a autenticidade do material. Os cientistas realizaram dois procedimentos experimentais simples:
Pesagem: utilizando uma balança de precisão, determinaram que a massa da barra era de 1.785 g.
Medição de Volume: utilizaram o método de deslocamento de líquido, mergulhando a barra em um recipiente graduado contendo água; o nível da água subiu de 200 mL para 370 mL.
Os cientista também utilizaram a Tabela de Massas Específicas a seguir
Com base nos dados experimentais e na Tabela de Massas Específicas, o material da barra era
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Durante uma prova de ciclismo de pista em um velódromo, um atleta percorre uma seção circular da pista. O raio da trajetória percorrida pelo ciclista é de 20,0 m, e ele completa uma volta inteira a cada 15,0 s.
Considere π = 3
O módulo da velocidade média tangencial do ciclista em m/s vale, aproximadamente,
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O sistema é alimentado por uma fonte de tensão contínua ideal de 60 V e contém uma chave S1 inicialmente aberta.
O circuito é protegido por três fusíveis: F1, F2 e F3, cujos valores nominais estão indicados na Figura. Os resistores são
todos ôhmicos, com valores indicados no esquema.
Após o fechamento da chave S1 e aguardado o tempo necessário para que qualquer eventual dispositivo de segurança
atue, a intensidade da corrente em A que atravessa o resistor R1 será deProvas
Ao atingir o ponto mais alto da trajetória (ponto P), o piloto fica de cabeça para baixo e experimenta a sensação de imponderabilidade, ou seja, a força de contato exercida pelo assento sobre ele é momentaneamente nula. O módulo da
aceleração da gravidade é g.
Desprezando-se a resistência do ar e assumindo-se que, devido à potência do motor, a energia mecânica do piloto permanece constante durante a manobra, a intensidade da força exercida pelo assento sobre o piloto no ponto mais baixo da trajetória (ponto Q) é
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Verifica-se que, nessa situação, o sistema se mantém em equilíbrio estático.
A força de interação entre o suporte Q e a barra, em N, vale
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A equipe de manutenção elétrica de uma guarnição militar recebeu o desafio de adaptar um antigo aquecedor de imersão cujo resistor é composto por um fio de níquel-cromo de resistividade constante. Originalmente projetado para operar em uma rede de 110 V utilizando um fio de 1,00 m de comprimento, o equipamento precisa ser modificado para funcionar em uma nova instalação de 220 V, mantendo-se, obrigatoriamente, a mesma potência elétrica dissipada pelo modelo original.
Para a reforma, a equipe dispõe de fios de níquel-cromo cuja espessura (diâmetro da seção transversal) é 80,0% da espessura do fio original. Para que o novo projeto atenda aos requisitos de potência na nova tensão, o comprimento do fio utilizado no novo aquecedor deverá ser, em m, de
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Sensores instalados na linha fornecem os seguintes dados:
• No Trecho 1 (tubulação principal, antes do redutor): a área da seção transversal é de 10,00 cm2 , o medidor de vazão indica que a velocidade da água nesse ponto é de 2,000 m/s, e o manômetro registra uma pressão de 2,000 x 105 Pa. • No Trecho 2 (bocal redutor, na entrada do trocador): a tubulação se estreita para uma área de seção transversal de 5,000 cm2 .
Considerando-se a densidade da água como r = 1,000 x 103 kg/m3 , o escoamento como ideal (incompressível e sem viscosidade) e que ambos os trechos estão na mesma cota altimétrica, a pressão da água P2 no Trecho 2 é, em Pa,
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Em um laboratório de termodinâmica, um docente de Física propõe aos seus alunos a análise de um protótipo de máquina térmica que opera em regime cíclico utilizando gás hélio como substância de trabalho. O dispositivo realiza trocas de calor com dois reservatórios térmicos mantidos a temperaturas constantes de 27,0 o C (fonte fria) e 127 o C (fonte quente). O ciclo operacional do protótipo é composto pelas seguintes etapas sucessivas:
1. uma expansão isotérmica em contato com a fonte quente;
2. uma expansão adiabática até que o gás atinja a temperatura da fonte fria;
3. uma compressão isotérmica em contato com a fonte fria;
4. uma compressão adiabática que retorna o gás ao seu estado inicial.
Com base nos princípios da Segunda Lei da Termodinâmica e considerando-se que o hélio se comporta como um gás ideal nas condições descritas, a fração máxima do calor absorvido da fonte quente que pode ser convertida em trabalho útil por essa máquina é de
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Em um laboratório de testes de combustíveis e lubrificantes militares, um engenheiro projeta um sistema de aquecimento controlado para simular as condições de operação de um fluido hidráulico. O dispositivo consiste em um cano isolado termicamente, no interior do qual o fluido escoa com vazão volumétrica constante. Em uma seção do cano, o fluido atravessa um resistor elétrico de imersão que eleva sua temperatura de forma estável. Os resultados das medidas realizadas no teste foram resumidos na Tabela a seguir.
Adotando-se a conversão 1,00 cal = 4,00 J e considerando- -se desprezíveis as trocas de calor entre o fluido e o cano, o valor da resistência elétrica do resistor, em Ω, utilizado nesse sistema é
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