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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
1
Unidade A
Capítulo 1 Conceitos fundamentais
testes propostos
P.9 a) 9u 20H 100 b) 22,2 °C
P.10 a) u 90p 418 b) 437 °F
P.11 234 K
P.12 32 K
P.13 a) 295 K e 306 Kb) 11 °C e 11 K
P.14 a) Sim, pois corresponde a 39 °C (febre), quando a temperatura normal do corpo humano é aproximadamente 37 °C.
b) Tendo temperatura mais elevada que o nor-mal, ele perde energia térmica mais depres-sa para o ambiente; daí a sensação de frio. A essa energia térmica em trânsito dá-se o nome de calor.
P.15 uC 0,4uX 4 ou uX 2,5uC 10;25uF 18uX 980; uX 692,5 °X
P.16 a) uE 2uC 20b) 20 °E; 220 °E
c) 20 °C e 20 °E; 20 ___ 3 °C e 20 ___
3 °E
P.17 30 °X; 170 °X
P.18 7,3T 7 D 14; 46,7 °C (46,7 °D); 0,98 °C (0,98 °D)
P.19 a) 4,84 cm b) 65 °C
P.20 a) 12,5 °M b) 50 °M
P.21 40 °C
testes propostos
RespostAsRespostAs
t.1 b
t.3 c
t.5 a
t.7 a
t.9 b
t.11 e
t.2 b
t.4 b
t.6 b
t.8 b
t.10 b
t.12 d
Unidade B
Capítulo 2 Termometria
exercícios propostos
P.1 Celsius Fahrenheit
400 °C 752 °F
37,5 °C 99,5 °F
180 °C 356 °F
45 °C 49 °F
P.2 uC 11,43 °C; uF 11,43 °F
P.3 uC 50 °C; uF 122 °F
P.4 59 °X
P.5 60 °C
P.6 a) uA 5 __ 8 uB 5 ou uB 1,6uA 8
b) 55 °A
c) 8 °B
d) uA 13,3 °A; uB 13,3 °B
P.7 a) 25 °C ou 25 °C
b) 45 °F ou 45 °F
P.8 a) 15 °C b) 63 °F c) 5 °F
t.13 b
t.15 a
t.17 b
t.19 c
t.21 e
t.23 c
t.14 d
t.16 b
t.18 d
t.20 b
t.22 c
t.24 d
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
2
t.25 a
t.27 a
t.29 c
t.31 b
t.33 d
t.35 a
t.37 e
t.39 c
P.34 7,5 ? 102 m,
P.35 14,4 cm3
P.36 0,153 cm3
P.37 a) 5,05 ? 104 °C1 b) 5,30 ? 104 °C1
P.38 100 cm3
P.39 20,83 °C
P.40 Devemos colocar o conjunto na água quente, pois o zinco (tampa) se dilata mais que o vidro (frasco).
P.41 80 °C
P.42 a) 3 mm b) 8 m
P.43 a) 1,0 ? 105 °C1; 2,0 ? 105 °C1
b) o metal II
P.44 0,12 cm2
P.45 Du 285 °C
P.46 a) 9,0 mg b) 2,0 ? 104 °C1
P.47 Não há transbordamento. O volume de glicerina que ainda caberia na taça é igual a 0,057 cm3.
P.48 a) 10 cm3 b) 0,33 ? 104 °C1
P.49 130,8 °C
testes propostos
t.26 c
t.28 c
t.30 d
t.32 c
t.34 c
t.36 c
t.38 b
t.40 c
teste sua leitura
L.1 a) 195 °C b) 319 °F
L.2 c
L.3 b
L.4 c
Capítulo 3 Dilatação térmica de sólidos e líquidos
exercícios propostos
P.22 100,075 cm
P.23 853,3 °C
P.24 2,5 m
P.25 0,0024 cm
P.26 a) aA 4 ? 104 °C1; aB 2 ? 104 °C1
b) 200 °C
P.27 30 cm; 60 cm
P.28 12 cm; 9 cm
P.29 902,43 cm2
P.30 1,5 ? 102 cm2
P.31 10 °C
P.32 a) 3,6 ? 103 cm b) não
P.33 50 °C
t.41 b
t.43 b
t.45 e
t.47 e
t.49 c
t.51 b
t.53 a
t.55 a
t.57 c
t.59 b
t.42 c
t.44 b
t.46 e
t.48 e
t.50 e
t.52 e
t.54 d
t.56 d
t.58 d
t.60 d
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
3
t.61 b
t.62 a
t.63 d
t.64 c
t.65 b
t.66 soma 09 (01 08)
t.67 b
t.68 a
t.69 c
t.70 e
t.71 d
teste sua leitura
P.61 100 g
P.62 a) O ferro se aquece mais.
b) A água deve receber maior quantidade de calor que o etanol.
P.63 CA ___ CB
15
P.64 a) 5b) 600 cal
P.65 56 s
P.66 a)
0 1 2 3 4 5
10202430405060
55
7080
� (°C)
t (h)
b) 12 cal/s
P.67 a) 20.000 cal
b) 11% (2.500 cal)
P.68 a) 25.200 W
b) 92 °C
P.69 a) 2.100 W
b) 3 min 45 s
P.70 a) 20 °C
b) 0,045 cal/g ? °C
c) 75%; 18 quilates
P.71 9 °C
P.72 a) Princípio da conservação da energia
b) 0,97,
P.73 130 °C
P.74 a) 50 °Cb) 0,25 cal/g ? °C
P.75 468 cal
P.76 a) 1.545 calb) 0,26 cal/g ? °C
P.77 a) 418 m
b) 418 m
L.5 d
L.7 c
L.6 a
L.8 a
Unidade C
Capítulo 4 Calor: energia térmica em trânsito
exercícios propostos
P.50 10 cal/°C; 0,2 cal/g ? °C
P.51 10 °C
P.52 0,2 cal/g ? °C; 10 cal/°C
P.53 0,25 cal/g ? °C
P.54 24 cal/°C; 0,4 cal/g ? °C
P.55 A: 2 cal/ °C; 0,1 cal/g ? °CB: 4 cal/ °C; 0,2 cal/g ? °C
C: 6 cal/ °C; 0,6 cal/g ? °C
P.56 22 °C
P.57 432 °C
P.58 a) 38,6 °C b) 0,02 cal/g ? °C
P.59 0,21 cal/g ? °C
P.60 125 g
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
4
P.78 50 g
P.79 0,1 °C
P.80 30 m/s
P.81 a) 180 J/kg ? °C
b) A altura seria maior, pois a energia cinética se converteria totalmente em energia potencial gravitacional.
P.82 a) 8,1 m b) 12,7 m/s
testes propostos
P.84 28.980 cal
|Q| (cal)0
70
100120
480 27.480 28.980
� (°C)
P.85 a) 58 cal/g b) 15 cal/°C; 3,3 cal/°Cc) 0,3 cal/g ? °C; 0,07 cal/g ? °C
P.86 6 g
P.87 63 g
P.88 32 °C
P.89 80 °C
P.90 a) 0 °Cb) 100 g
P.91 115,4 g
P.92 1,6 °C
P.93 0,56 (56%)
P.94 a) 15 min; de 0 a 5 minb) BC: fusão do sólido; EF: solidificação do
líquido
P.95 a) 1,6 ? 104 cal b) 120 g
P.96 a) o álcool; uágua 36 °C e uálcool 47,6 °Cb) 118.820 cal
Q (cal)0
20
16.820
78
118.820
� (°C)
P.97 a) 553,8 g b) 738,4 cal/min
P.98 a) 2.205 J
t.72 c
t.74 a
t.76 b
t.78 e
t.73 a
t.75 e
t.77 e
t.79 d
t.80 soma 27 (01 02 08 16)
t.81 d
t.83 b
t.85 e
t.87 c
t.89 a
t.82 a
t.84 d
t.86 d
t.88 e
teste sua leitura
L.10 2,16 ? 104 kcal
L.12 e
L.13 a) 288 kcal b) o rótulo do produto II
Capítulo 5 Mudanças de fase
exercícios propostos
P.83 15.000 cal
Q (� 103 cal)10–20
60
9 15
� (°C)
L.9 c
L.11 c
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
5
b) T (°C)
Q ( J )0
10
30
2.205205
20
P.99 a) 7,35 ? 107 cal b) 8,4 ? 103 cal/s
P.100 12,2 h
P.101 a) 250 g b) não c) 30,5 kg
P.102 a) 0,20 cal/g ? °C b) 1.200 cal
P.103 20 g
P.104 a) 10 kg b) 2,5 kg
P.105 a) 24 cal/gb) 80 °C
c) sólido: 100 ____ 3 g; líquido: 50 ___
3 g
P.106 a) 60 °C c) 20 cal/gb) 0,28 cal/g ? °C
P.107 Marceli tem razão.
P.108 a) 70 gb) 22 °C. Não haverá gelo.
testes propostos
c) sólido e vapor
d) E: sólido, líquido e vapor
F: sólido e líquido
G: líquido e vapor
e) E é o ponto triplo (possível coexistência, em equilíbrio, das fases sólida, líquida e vapor).
P.110 a) 23 gb) 1.840 cal
P.111 a) 202,4 calb) 8,43 cal/°C
P.112 41.517 cal
P.113 0,4 atm
P.114 pressão constante igual à pressão máxima: F 15 cmHg. Há condensação de vapor.
P.115 a) vapor
b) condensação
c) ponto triplo: 2 atm; 70 °C
ponto crítico: 4 atm; 340 °C
P.116 0,4 (40%)
P.117 Du 1,6 °C
P.118 7.100 cal
P.119 a) região I: fase líquida
região II: fase gasosa
região III: fase sólida
b) 225 °C
c) Não pode ser sublimada.
d) ponto triplo: pT 0,4 atm e uT 90 °C
P.120 a) Busca-se intensificar o fenômeno de evapo-ração. A velocidade de evaporação é direta-mente proporcional à área da superfície do líquido exposta ao ar.
b) 1.150 kJ
Essa quantidade de calor é retirada de nosso corpo e por isso temos a sensação de frio.
P.121 a) 20 min c) 1.200 m
b) 60 min
P.122 a) 38,4 °C
b) gelo a 38,4 °C e vapor de gelo-seco (CO2) a 38,4 °C
t.90 d
t.92 d
t.94 a
t.96 e
t.98 c
t.100 c
t.91 a
t.93 d
t.95 d
t.97 b
t.99 b
t.101 b
Capítulo 6 Diagramas de fases
exercícios propostos
P.109 a) fusão
b) vaporização
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
6
testes propostos
t.102 soma 28 (04 08 16)
t.103 a
t.105 e
t.107 c
t.109 b
t.111 e
t.113 b
t.115 d
t.117 a
t.119 d
t.121 a
t.123 a
t.125 b
t.127 a
t.104 c
t.106 a
t.108 a
t.110 a
t.112 d
t.114 d
t.116 d
t.118 c
t.120 d
t.122 d
t.124 c
t.126 c
t.128 d
teste sua leitura
L.14 a) termorregulação do corpo humano
b) A umidade na floresta amazônica é maior que na caatinga.
L.15 b
L.16 b
L.17 d
Capítulo 7 Propagação do calor
exercícios propostos
P.123 10 cal/s; 40 W
P.124 400 °C
P.125 a) 4,6 cal/s b) 20 °C
P.126 18 kg
P.127 3,24 °C
P.128 a) 160,4 W/m2 c) 1,47 ? 104 Jb) 24,5 W
P.129 a) R$ 1.296,00 b) 1.033 m3
P.130 20 °C ou 68 °F
P.131 40 °C
testes propostos
t.129 d
t.131 e
t.133 e
t.135 c
t.137 d
t.139 e
t.141 c
t.143 e
t.145 e
t.130 e
t.132 d
t.134 d
t.136 b
t.138 a
t.140 d
t.142 c
t.144 a
t.146 soma 26 (02 08 16)
t.147 c t.148 a
teste sua leitura
L.18 b
L.19 soma 30 (02 04 08 16)
L.20 soma 19 (01 02 16)
L.21 d
L.22 a
Unidade D
Capítulo 8 Estudo dos gases
exercícios propostos
P.132 5 ,
P.133 a) Transformação isobárica
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
7
b)
T (K)0
10
50
90
450
V (cm3)
75 150 200
15
30
40
P.134 900 K (627 °C)
P.135 a) Transformação isocóricab)
T (K)0
1,0
4,5
1.125
p (atm)
3,0
4,03,5
1.000875
750250
P.136 7,5 atm
P.137 3,125 atm; 2,5 m3
P.138 3,0115 ? 1024 moléculas
P.139 a) 5 mols b) 80 g c) 24,6 ,
P.140 a) 586 K (313 °C)
b) 4 g
P.141 484,5 °C
P.142 a) I. p0; 2T0; 2V0
II. p0 __ 2 ; T0 ; 2V0
III. p0 ; T0; V0
b) p
V0
I
IIIII
2V0V0
p0
p0
2––
P.143 V2 ___ V1
1,1
P.144 Dm 1 kg
P.145 1,5 mol
P.146 1,17
P.147 6,83 ? 1021 J
P.148 v300 _____ v1.200
0,5
P.149 a) 1 b) 4
P.150 a) 1 b) 4
P.151 a) Os resultados da terceira coluna da tabela, que indicam ser constante o produto p ? V.
b) 3,1 ? 105 Pa
P.152 a) 14 N/cm2 b) 450 N
P.153 3,33 cm
P.154 5 kg
P.155 a) 250 mols c) 4 h
b) 18,75 mols
P.156 aproximadamente 2,4 ? 109 moléculas
P.157 a) 800 cm3 b) 400 N/m2
c) 102 °C
testes propostos
t.149 c
t.151 e
t.153 e
t.155 d
t.157 b
t.159 d
t.161 a
t.163 a
t.165 a
t.167 c
t.169 (08)
t.171 c
t.173 e
t.150 d
t.152 a
t.154 b
t.156 a
t.158 d
t.160 d
t.162 d
t.164 b
t.166 b
t.168 b
t.170 e
t.172 a
t.174 a
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
8
P.169 1,13 ? 104 J
P.170 zero; 500 J
P.171 a) 2,08 m3 c) 1,87 ? 103 J
b) 1,87 ? 103 J
P.172 a) zero c) 2 ? 104 J
b) 2 ? 104 J d) 6 ? 104 J
P.173 a) zero
b) 500 J c) O volume diminui; a pressão aumenta e a
temperatura aumenta.
P.174
Expansão isobárica Expansão adiabática
$ 0 $ 0
Q 0 Q 0
DU 0 DU 0
p não varia p diminui
V aumenta V aumenta
T aumenta T diminui
P.175 2 atm
P.176 200 K
P.177 a) TA TB
b) zero, nos dois processosc) sim; o módulo do trabalho é maior no
processo I (maior área); $1 2,4 ? 103 J; $2 6 ? 102 J
d) A quantidade de calor trocada tem módulo maior no processo I.
Q1 2,4 ? 103 J; Q 2 6 ? 102 J
P.178 a) TA (isoterma mais afastada dos eixos)b) DU1 DU2 DU3
c) $3 $2 $1
d) Q 3 Q 2 Q1
P.179 3.735 J; 3.735 J
P.180 5 ? 102 J
P.181 8 ? 102 J; 8 ? 102 J; trabalho # calor
P.182 a) $AB 4 ? 102 J (pelo gás); $BC 0; $CD 2 ? 102 J (sobre o gás); $DA 0
b) aumento de energia interna: AB e DA; dimi-nuição de energia interna: BC e CD
c) calor em trabalho (ciclo em sentido horário)d) 2 ? 102 J
teste sua leitura
L.23 c
L.24 c
L.25 a
Capítulo 9 As leis da Termodinâmica
exercícios propostos
P.158 a) 100 Kb) 16 Jc) sobre o gás (compressão)
P.159 a) pA 8,31 ? 104 N/m2; pB 3,32 ? 104 N/m2
b) 2,33 ? 104 Jc) pelo gás (expansão)
P.160 a) TA 1.805 K; TB 120,3 Kb) 1,2 ? 104 Jc) sobre o gás (compressão)
P.161 a) 0,6 mol d) 1,4 ? 103 Jb) 80 K e) 5,3 ? 103 Jc) 3,9 ? 103 J
P.162 a) 361 K; 481 K c) 5 ? 103 Jb) 3 ? 103 J d) 8 ? 103 J
P.163 600 J; zero
P.164 a) 40 mols c) zerob) 400 J
P.165 a) compressão isotérmica (pAVA pBVB)
b) 288,8 K
c) zero
d) 9,5 ? 104 J
e) Perde calor, para compensar a energia que recebe na forma de trabalho;
Q $ 9,5 ? 104 J
P.166 a) 600 J b) 900 J
P.167 a) 0,48 mol
b) 8 ? 102 J
c) 1,2 ? 103 J
P.168 a) 2,5 ? 103 N/m2 c) 7,5 ? 103 J
b) 1,88 ? 104 J d) 1,13 ? 104 J
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
9
P.183 8 ? 102 W
P.184 a) $AB 1,5 ? 104 J; $BC 0; $CA 2,25 ? 104 Jb) conversão de calor em trabalho (ciclo em
sentido horário)c) 7,5 ? 103 Jd) 1,2 ? 104 W
P.185 0,125 (ou 12,5%)
P.186 3,2 ? 103 kJ; 2,4 ? 103 kJ
P.187 104,5 J ou 25 cal; e 2
P.188 0,5 (50%)
P.189 a) 0,268 (ou 26,8%) c) 732 calb) 1.120 J
P.190 a) 40 J c) 0,33 (33%)b) 0,2 (ou 20%)
P.191 a) 0,25 (ou 25%) b) 450 cal
P.192 a) 0,5 (ou 50%)b) Impossível, pois o rendimento máximo entre
essas temperaturas é 0,1 (10%).
P.193 9 J
P.194 a) 8 ? 105 J b) 8 ? 105 J
P.195 a) 100 K c) 12.300 Jb) 12.300 J
P.196 0,50 atm; 126 °C
P.197 a) DUI DUII DUIII 1.000 Jb) $I 20 J (pelo gás); $II 15 J (pelo gás);
$III 10 J (pelo gás)c) Q I 1.020 J; Q II 1.015 J; Q III 1.010 J
P.198 $ 4 V0 ? (p2 p1)
P.199 54 J
P.200 a) zero c) 80 Jb) 80 J
P.201 a) I. Somente em KL, pois o gás se expande. II. Em KL (expansão isotérmica) e em LM
(aumentam a temperatura e a energia interna).
b) I. TN TL (isoterma mais afastada dos ei-xos).
II. ciclo no sentido anti-horário # conversão de trabalho em calor # funcionamento do refrigerador.
P.202 10 ? 106 J
P.203 a) T1 601,7 K; T2 2.406,7 K; p3 1 ? 105 N/m2
b) 2,1 ? 103 Jc) 7,0 ? 102 J
P.204 a) 4,0 ? 105 J b) 30,6 °C
P.205 a) TB 600 K; pc 4,0 ? 105 N/m2
b) 300 J
c) 2.000 J
P.206 a) 0,5 (ou 50%)
b) 0,75 (ou 75%)
c) Sim, pois tem rendimento menor que o má-ximo teoricamente possível (do motor de Carnot).
P.207 a) 4 ? 107 Wb) 3 °C
testes propostos
t.175 a
t.177 e
t.179 a
t.176 c
t.178 a
t.180 b
t.181 soma 15 (01 02 04 08)
t.182 a
t.184 e
t.186 a
t.188 d
t.183 d
t.185 d
t.187 c
t.189 d
t.190 soma 41 (01 08 32)
t.191 e t.192 b
t.193 soma 22 (02 04 16)
t.194 a
t.196 c
t.198 e
t.200 e
t.195 c
t.197 a
t.199 a
t.201 d
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
10
P.214 a) Sol, Terra e Lua
b) anteparo: Terra; fonte: Sol; obstáculo: Lua
P.215 a) O eclipse total da Lua ocorre quando ela pe-netra na sombra da Terra determinada pelo Sol.
TerraLua Sol
b) a propagação retilínea da luz
P.216 50 m
P.217 1,7 m
P.218 35 cm
P.219 25%
P.220 400 m
P.221 144 m
P.222 a) L
b) 0,4 m
P.223 Reversibilidade da luz
Passageiro
Motorista
Passageiro
Motorista
P.224 A
Ar
B
F E D
C
Vidro
P.225 Sim; princípio da independência dos raios de luz
testes propostos
t.202 c
t.203 soma 25 (01 08 16)
t.204 e t.205 a
teste sua leitura
L.26 a) não
b) Depende das temperaturas das fontes, mas não da substância.
L.27 d
L.28 a) p
V0
p0
V0
1 2
3
4
5
Transformaçõesadiabáticas
b) Processo $ Q DU
2 ∫ 3 0
3 ∫ 4 0
4 ∫ 5 0
5 ∫ 2 0
L.29 b
Unidade e
Capítulo 10 Introdução à Óptica Geométrica
exercícios propostos
P.208 Em anos-luz, as distâncias astronômicas são ex-pressas por números menores que em metros.
P.209 1,425 ? 1014 km
P.210 a) 8,6 anos b) 4,1 ? 1016 m
P.211 Porque reflete difusamente a luz azul e absorve as demais. Negra
P.212 a) A: vermelho b) B: negro
c) C: vermelho
P.213 verde e negra
t.206 c
t.208 a
t.210 a
t.212 b
t.214 d
t.207 c
t.209 c
t.211 b
t.213 e
t.215 c
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
11
P.241 p __ 9 rad/s (ou 20º/s)
P.242 22,5°
P.243 N 5, para qualquer posição do ponto
P.244
t.216 d
t.218 b
t. 220 d
t.222 b
t.224 c
t.217 a
t.219 a
t.221 e
t.223 a
t.225 a
teste sua leitura
L.30 a
L.31 e
L.32 e
L.33 a
Capítulo 11 Reflexão da luz. Espelhos planos
exercícios propostos
I2 I3
I1 P
E2
E1
P.226 20° e 70°
P.227 60°
P.228 45°
P.229 50 cm
P.230 40 cm
P.231 a) 1,05 m b) 0,99 m
P.232 0,6 m
P.233 15,05 m
P.234 a) Sim, pois raios de luz provenientes de O, P e Q sofrem reflexão no espelho.
b) somente P
P.235 A e C
P.236 40 cm
P.237 a) 20 m/sb) 10 m/s
P.238 a) 100 km/h b) 50 km/h
P.239 2,5 m
P.240 50°
b) I1 e I3: F I2: F P.245 a) 45°
b)
P.246 demonstração
P.247 9 h
P.248 a) 1,5 mb) passa de 5 para 11; o tempo não se altera
P.249 a) 6 m/sb) Nos espelhos planos o tamanho da imagem é
sempre igual ao do objeto, mesmo que o objeto se afaste do espelho. A impressão de uma redu-ção no tamanho da imagem observada deve-se à diminuição do ângulo visual (a’ a).
x1B1 B'1
A1
O1 O' 1
A'1
�
B2 B'2
A2
O2 O'2� '
x1
x2 x2
A'
P
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
12
P.250 a) A A'
L
b) 10 m
P.251 24 s
P.252 12 cm
P.253 15°
P.254 a) e b)
C
8,0
3,0
7,0
2,0
F P C FB2 A1 B1 A 2
E2E1
3,0
(distâncias expressas em m)
2,0
c) A1B2 6,0 m; B1A2 4,0 m
P.255 a) 100 cmb)
A B
O C
P.256 90°
testes propostos
t.244 e
t.246 c
t.248 c
t.250 d
t.226 d
t.228 e
t.230 b
t.232 a
t.234 c
t.236 b
t.238 a
t.240 b
t.242 c
t.227 a
t.229 a
t.231 b
t.233 e
t.235 a
t.237 d
t.239 c
t.241 e
t.243 c
t.245 c
t.247 c
t.249 c
t.251 a
Capítulo 12 Espelhos esféricos
exercícios propostos
P.257
C V
A
F
P.258
CFV
P.259 Foco F
C F V
P.260 Côncavo
C F V
P.261 a) Espelho côncavo: objeto e imagem reais.b)
C F V
A'
AB' o
Zi
P.262 a) (1) e (III); (2) e (I); (3) e (II)b) esquemas
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
13
P.263 15 cm
P.264 10 cm
P.265
A
B
V
B'
A' C
P.266 a) côncavo b) 6 cm e 12 cm
P.267 a) convexo b) 160 cmc) 0,5
P.268 a) p’ 15 cm c) invertidab) real d) i 2 cm
P.269 20 cm
P.270 a) 3,75 cm b) 0,5 cm
P.271 0,8 m
P.272 a) 120 cmb)
F Vi
30 cm
40 cm
120 cm
i = 3 cmo = 9 cm
P.273 a) 20 cmb) côncavoc)
F V
oi
P.274 180 cm
P.275 a) 16 cmb) imagem real e invertida com 1,33 cm de
altura
P.276 espelho B
P.277 a) Seria vista a 5,0 m do espelho.b) Seria vista a 30 m do espelho.
P.278 30 cm
P.279 a) 7,5 cm; 2 cm (invertida)b) 15 cm; 2 cm (direita)
P.280 a) 10,5 cm b) 31,5 cm; 3,5 cm
P.281 a) 10 cm d) 2b) côncavo e) virtual e direita
c) 10 cm
P.282 a) 30 cm b) 0,6
P.283 20 cm
P.284 17 cm
testes propostos
t.252 c
t.254 c
t.256 c
t.258 c
t.260 d
t.262 d
t.264 b
t.266 d
t.268 e
t.253 c
t.255 a
t.257 c
t.259 b
t.261 d
t.263 e
t.265 a
t.267 d
t.269 e
t.270 soma 97 (01 32 64)
t.271 e t.272 d
teste sua leitura
L.34 b
L.35 Situação 1: espelho esférico convexo; imagem virtual, direita e menor.Os espelhos convexos apresentam campo visual maior do que os espelhos planos, em idênticas condições.
Situação 2: espelho esférico côncavo; imagem virtual, direita e maior, estando o rosto da pes-soa entre o foco e o vértice.
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
14
Situação 3: espelho plano; imagem virtual, direi-ta e do mesmo tamanho do objeto.
L.36 a
L.37 b
L.38 a
Capítulo 13 Refração luminosa
exercícios propostos
P.285 1,5
P.286 1,5 ? 108 m/s
P.287 4 __ 3 1,33; 225.000 km/s
P.288 d XX 3
P.289 d XX 2 ; 1,5 d XX 2 ? 108 m/s
P.290 d XX 6 ___ 2 ; d XX 6 ? 108 m/s
P.291 4,0
___ 3,0
P.292 raio (1)
P.293 a)
(2)(3)
i
r
b) meio 3
P.294 n12 d XX 2 ___ 2 ; n21 d XX 2
P.295 a) refração b) reflexão total
P.296 a) raio 2 b) n1 n2
P.297 80 cm
P.298 3 ? d XX 7 ______ 2 ? h
P.299 18 cm
P.300 40 cm
P.301 2.000 m
P.302 1,5 m
P.303 a)
r
45°
eA
A
B nA � nBr'
b) 60°c) 45°
P.304 d XX 3 ___ 3 cm
P.305 30°
P.306 45°
P.307 45°
P.308 a) 45° c) d XX 2 b) 30°
P.309 d XX 3
P.310 45°
45°
45°
P.311 a) 45°b) n 2
P.312 n 4 d XX 2 ____ 3
P.313
P.314 a) violeta b) vermelha
P.315 a) 1,6 b) 0,625
P.316 a) 53°; 37° b) 1,33
P.317 a) 30° b) 20 cm
P.318 15°
P.319 a) d XX 3 ___ 2 c) 0,25 (ou 25%)
b) Afasta-se da normal.
Luz brancaVermelha
Amarela
Azul
Violeta
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
15
P.320 a) 1,25 ? 108 m/s
b)
P.321 a) reflexão e refração da luz
b)
P.322 50 cm
P.323 d XXX 13 ____ 2
P.324 a)
b) 0,3 cm
P.325 a)
b) d XX 3
P.326 a) 2,4 ? 108 m/s
b) 30°
c) 0,92 cm
P.327 d XX 3 e 1,5
P.328 a)
Ar
rÁgua
i = 90°
N
Sol
Sol
Posiçãoaparente
b) 50°
P.329 componente vermelha
P.330 a)
B
A
C
Q
G
b) d XX 2
P.331 O ar, em contato com o solo, está mais aquecido e por isso menos denso que as camadas supe-riores. Os raios luminosos que partem do objeto, ao descerem, pas sam de meios mais densos (mais refrin gentes) para meios menos densos (menos refringentes) e se afastam da normal, até ocorrer reflexão total numa camada.
testes propostos
t.273 c
t.275 b
t.277 b
t.279 b
t.281 c
t.283 b
135° 135°
40°
A
75° 75°
B50°50°
Sem a lâminade plástico
O
S1
Com a lâminade plástico
O
S2
Sem a lâminade plástico
O
S1
Com a lâminade plástico
O
S2
A
B
60° 60°
60°
t.274 d
t.276 e
t.278 b
t.280 d
t.282 c
t.284 c
t.285 soma 06 (02 04)
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
16
P.333 Com água em (1), convergência em F. Com água em (2), convergência em F’, mais afastado da lente, pois a água é mais refringente que o ar.
P.334 a) convergente c) divergenteb) convergente
P.335 a) divergente c) convergenteb) divergente
P.336
OF F' OF' F
OF F' OF' F
P.337 a) a
L1
F1 O1
F'1 � F2O2
L2
F'2
b
b
a
a
b
a
b
L1 L2
F1F'2
F'1 � F2
b)
P.338 convergente; no foco principal imagem
OF F'
P.339
OF'
F
Fs'
OF' F
Fs'
t.286 b
t.288 e
t.290 c
t.292 d
t.294 a
t.296 c
t.298 c
t.300 c
t.302 a
t.304 d
t.306 a
t.308 c
t.310 d
t.312 b
t.287 b
t.289 d
t.291 b
t.293 c
t.295 a
t.297 e
t.299 a
t.301 a
t.303 d
t.305 a
t.307 a
t.309 a
t.311 (1)
t.313 a
t.314 soma 55 (01 02 04 16 32)
t.315 (1) e (2): corretas; (3) e (4): incorretas
teste sua leitura
L.39 e
L.40 a
L.41 O ângulo u deve ser menor que 30° para haver reflexão total na interface vidro-revestimento. Para u 30°, a luz incidiria na interface vidro--revestimento com ângulo limite, emergindo rasante nessa interface.
Capítulo 14 Lentes esféricas delgadas
exercícios propostos
P.332 O trajeto esquematizado baseia-se no fato de o ar ser menos refringente que o vidro.
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
17
P.340 lente divergente P.357 5,0 cm
P.358 15 cm
P.359 f2 75 cm
P.360 a) 30 cm b) 24 cm
A B
B' A'
P.361 a) e b)
c) f2 20 cm
P.362 a) 5 di b) 40 cm c) 10 cm
P.363 a) 8,4 cm 3 11 cm; 30 cmb) invertida na vertical e na horizontal
P.364 a) 12,5 cmb) real, invertida e menor @ aumento A 1 __
5 #
P.365 demonstração
P.366 a) 12 cmb) virtual, direita e menor do que o objeto
P.367 24 cm
testes propostos
OF' FB'B
A
A'
x'x
P.341 a) L1: divergente; L2: convergenteb) esquemas
P.342 real, invertida e menor; máquina fotográ fica
P.343 a) F' C'
i
TelaOFC
o
b) projetor de slides
P.344 2 di; 5 di
P.345 2,5 di
P.346 150 cm
P.347 10 di
P.348 a) 15 cm; 6,7 di b) 3
P.349 a) convergente; 0,4 m; 2,5 dib) 4c) 0,4 m
P.350 37,5 cm
P.351 a) Uma: objeto no ponto antiprincipal (p p’ 4f).
O F'F
C'
iC
o
2 m
b) 1
P.352 a) 25 cm; 2,5 cmb) 0,8
P.353 Ver exercício R.104.
P.354 a) 7,0 cm b) 3,0 cm
P.355 10 d XX 3 cm
P.356 5 cm
Parede
F1
Vistade frente
Vista lateral
Vistada imagemprojetada
F1
10 cm
L1
A
B30 cm
B1
A1
L2
60 cm B2
A2
t.316 b
t.318 a
t.320 b
t.322 e
t.317 c
t.319 b
t.321 c
t.323 d
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
18
t.324 c
t.326 a
t.328 c
t.330 b
t.332 e
t.334 d
t.336 a
t.338 d
t.340 d
t.342 c
P.379 2 di
P.380 0,22 m 22 cm
P.381 2 m; 0,5 di
P.382 0,5 m
P.383 a) divergente b) 20 cm
P.384 a) convergente b) 2,67 di
P.385 lente convergente; 31,25 cm
P.386 convergente; 3 di
P.387 3 di
P.388 12,5 cm
P.389 a) 35,3 mmb) 4.118 mm
P.390 a) 10 cm
b)
F
F'
Oi
o
P.391 a) 5,1 m b) 50
P.392 a) O objeto deve estar situado entre o foco principal F e o centro óptico O da lente.
b) diminuirá
P.393 30 cm
P.394 a) 0,61 cm b) 139,4 cm
P.395 a) Lente
P.R.
F'
Capítulo 15 Instrumentos ópticos
exercícios propostos
P.368 0,2 m; 5 di
P.369 a) lente biconvexa: 6,25 cm; 16 di; lente plano--côncava: 5 di; 20 cm
b) 9,1 cm; 11 di
P.370 20 cm (lente divergente)
P.371 a) Não, a imagem é virtual e não se pro jeta no filme.
b) no plano focal imagemc) Afasta-se a lente do filme.
P.372 i1 __ i2
0,25
P.373 a) 35 cm b) 3 di
P.374 a)
iO
F'
F
o
b) 2,6 m
P.375 a) 60; 11,4; 684 b) 387,9 mm
P.376 10
P.377 a) imagem virtual a 20 cm da ocularb) 40
P.378 7,5 cm
t.325 b
t.327 d
t.329 c
t.331 a
t.333 e
t.335 d
t.337 c
t.339 d
t.341 b
b) 2,5 di c) 0,25 m
P.396 a) hipermetropia; convergenteb) 10 di
P.397 a) Andréa: miopia e astigmatismo Rafael: hipermetropia e astigmatismo
b) OD: 0,182 m OE: 0,200 m
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
19
testes propostos
t.365 corretas: 3a e 5a
t.366 soma 31 (01 02 04 08 16)
teste sua leitura
L.42 corretas: 1 e 3
L.43 d
Unidade F
Capítulo 16 Movimento harmônico simples (MHS)
exercícios propostos
P.398 a) 1 s; 1 Hz; 5 cm
b) p s; 1 __ p Hz; 2 cm
P.399 a) 105 cmb) T 1 s; 15 cm; 90 cm
P.400 a) 0,1 J c) 0,4 p sb) 0,2 m
P.401 a) 0,2 m c) 2,5 J e 7,5 Jb) 5 ? 102 N/m
P.402 a) 2 rad/sb) x 0,1 ? cos 2t; 0,2 ? sen 2t; a 0,4 ? cos 2t
t.343 a
t.345 c
t.347 b
t.349 b
t.351 a
t.353 a
t.355 e
t.357 e
t.359 c
t.361 e
t.363 e
t.344 d
t.346 e
t.348 a
t.350 b
t.352 b
t.354 a
t.356 e
t.358 c
t.360 e
t.362 e
t.364 e
c) x 0,1 ? cos @ 2t p __ 2 #
v 0,2 ? sen @ 2t p __ 2 #
a 0,4 ? cos @ 2t p __ 2 #
d) x 0,1 ? cos @ 2t p #
v 0,2 ? sen @ 2t p #
a 0,4 ? cos @ 2t p #
P.403 a) 0,4 m; p __ 2 rad/s; 4 s; π rad;
b) t 1 s # v 0,2p m/s e a 0; t 2 s # v 0 e a 0,1p2 m/s2
P.404 a) 0,3 m; 2 s; p rad/s;
b) x 0,3 ? cos @ pt 3p ___ 2 # (x em m e t em s)
P.405 a) 0,5 m; p rad/s b) 0,5p m/s; 0,5p2 m/s2
P.406 a) 0,6 m; p __ 2 rad/s; 0,3p m/s; 0,15p2 m/s2
b)
t (s)0
v (m/s)
– 0,3π1 2 3 4
0,3π
t (s)0
α (m/s2 )
1 23
4
0,15π2
– 0,15π2
P.407 a) 0,40 Hz; 0,10 m
b) 12,6 N/m
c) x 0,10 ? cos @ 0,8pt 3p ___ 2 # (SI)
P.408 TA ___ TB
2
P.409 a) Atrasará, pela dilatação do pêndulo.
b) Atrasará, pois a aceleração da gravi dade na Lua é menor que na Terra.
P.410 a) 16 s
b) Permaneceria o mesmo.
P.411 a) 80 N/m b) MHS; 0,44 s
P.412 0,70 m/s
P.413 a) 0 e 10 J c) 10 d XX 2 cm
b) 10 J
P.414 a) 5,0 ? 102 N/m
b) 5,0 ? 103 m/s
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
20
t.367 c
t.369 e
t.371 b
t.373 d
t.375 c
t.377 e
t.379 d
t.381 d
P.415 8 cm e 4 s
P.416 a) 30 N/m
b) 0,33 m
c) T 0,6 s
d) x 0,06 ? cos(10,4t p)
P.417 x 0,1 ? cos @ 4t 3p ___ 2 #
v 0,4 ? sen @ 4t 3p ___ 2 #
a 1,6 ? cos @ 4t 3p ___ 2 #
P.418 a) 2 cm/s
b) 2
P.419 f 1 ___ 2p
? d XXXXXXXXXXXXXXX 6k1 ? k2 ______________
m ? (3k2 2k1)
P.420 a) d XX 6 s 2,45 s
b) O período do pêndulo iria aumentando até se tornar infinitamente grande, quando to-talmente livre de ações gravitacionais.
testes propostos
t.382 soma 13 (01 04 08)
t.368 e
t.370 a
t.372 soma 48 (16 32)
t.374 e
t.376 c
t.378 a
t.380 d
t.383 b
t.385 a
t.387 c
t.389 d
t.391 soma 24 (08 16)
t.393 b
t.395 a
t.384 e
t.386 e
t.388 c
t.390 c
t.392 c
t.394 e
t.396 b
teste sua leitura
L.44 a
L.45 d
L.46 c
Capítulo 17 Ondas
exercícios propostos
P.421 50 m/s
P.422 900 N
P.423 A
C
vA
vC
vB = 0
B
P.424 a)
A B
v
A B
vb)
P.425
P.426 a) 3 cm; 8 cm b) 1 Hz
P.427 4 cm/s
P.428 a) 125 cm/s c) 5 Hzb) 25 cm
P.429 a) 1,25 Hz b) 0,4 m
P.430 a) 1 m b) 8 Hz
P.431 3,0 m
P.432 a) 3 cm c) 0,05 sb) 0,25 cm d) 5 cm/s
P.433 5 cm/s
P.434 A C
B
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
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21
P.451 a) f1 f2 5,0 ? 103 Hz b) 125,0 m/sc) 2,5 cm
P.452 a) Igual, pois a frequência de uma onda é a frequência da fonte que a emite.
b) 170 m/s
P.453 a) 5,0 Hz b) 20 cm
P.454 O som se difrata muito mais do que a luz, pois seu comprimento de onda é muito maior do que o da luz.
testes propostos
P.435
P.436 a) d XX 3 ___ 4 b)
v1 __ v2 2
P.437 a) 2 m b) 5 Hz; 1 m
P.438 a) 1 __ 3 m/s
b) 1 __ 6 m
c) x 0,3 ? cos 4p (t 3x)
P.439 d XX 2 ___ 2
P.440 a) 10 cm/s;b) vB
BA
vA
P.441 a) 5 cm c) 10 m/sb) 8 m d) 1,25 Hz
P.442 1 __ 3
P.443 a) 40 cm b) 2,0 m/s e 5,0 Hz
P.444 a) 0,42 m/s b) 0,5 s; 1,5 s; 2,5 s; ...
P.445 a) 8 sb) 12 mc)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
y (m)
x (m)
–0,2
+0,2
P.446 a) 0,60 Hz b) Não se alteram.
P.447 a) 5 s b) 1 s
P.448 20 cm
P.449 0,8 s; 12 cm
P.450 A
A'B' = 2,0 m
t = 0
B
t = 1,5 s
A'
B'
t.397 a
t.399 b
t.401 a
t.403 b
t.405 e
t.407 b
t.409 d
t.411 a
t.413 b
t.415 d
t.417 c
t.419 c
t.421 a
t.423 e
t.425 d
t.427 b
t.429 c
t.398 c
t.400 b
t.402 a
t.404 e
t.406 d
t.408 d
t.410 e
t.412 d
t.414 a
t.416 e
t.418 c
t.420 corretas: 1, 2 e 3
t.422 c
t.424 a
t.426 c
t.428 d
teste sua leitura
L.47 e
L.48 a
L.49 a) 1,37 ? 107 cal b) 343 ,
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
22
Capítulo 18 Interferência de ondas P.466 0,5
P.467 Dt 2L ___ v
P.468 3 ? 109 Hz
P.469 2A (interferência construtiva)
P.470 0,4
___ P sendo P par diferente de zero
P.471 a) 3,0 mb) 6,6 m
P.472 1.058 Å
P.473 2 a
P.474 a) 4 ? 107 m (4.000 Å)
b) 7,5 ? 1014 Hzc) Franjas menos definidas quando o tamanho
das fen das aumenta; franjas mais definidas quando o tamanho das fendas diminui.
testes propostos
1 m
1 m
exercícios propostos
P.455 a) 0,5 m c) 1 m
b) 0,25 m d) 0,5 Hz
P.456 1,5
P.457 a) 7,5 cm b) 80 cm
P.458 a) 1 m b) 1,2 Hz
P.459 3,5
P.460 2 m
P.461 3 __ 2
P.462 2,3 ? 104 m
P.463 1,5 ? 107 m ou 1.500 Å
P.464 a)
4 8 12 16 20–6
–3
0
3
6
y (cm)
Parede
Parede
x (m)
a c
bA
B
Pulso I Pulso II
4 8 12 16 20–6
–3
0
3
6
y (cm)
x (m)
C
D
b) 6 cm/sc)
P.465 a) 2 m; 4 m; 0,5 Hzb) Amplitude da onda resultante: A 4 m
As ondas interferem construtivamente.
t.430 e
t.432 d
t.434 c
t.436 b
t.438 e
t.440 c
t.442 c
t.444 d
t.446 b
t.431 b
t.433 d
t.435 b
t.437 d
t.439 c
t.441 b
t.443 b
t.445 d
Capítulo 19 Acústica
exercícios propostos
P.475 238 m/s
P.476 333,7 m/s; 11,1 m/s
P.477 680 m
P.478 68 m
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
toledo
23
P.479 6,5 s
P.480 0,75 m
P.481 17 m; 17 mm
P.482 3,2 m
P.483 a) 495 Hz
b) 880 Hz
P.484 309,4 Hz
P.485 20 dB; 50 dB
P.486 102 W/m2
P.487 a) 1,2 ? 105 W c) 120 dB
b) 1 mm
P.488 a) 510 m
b) 17 m
P.489 obstáculo a mais de 100 m da fonte
P.490 a) 5,6 ? 102 m b) 0,264
P.491 ar: 0,66 m; água: 3 m
P.492 8 m
P.493 4.250 Hz
P.494 523 Hz ou 533 Hz
P.495 a) 1,33 m
b) 160 m/s
c) 0,33 m
P.496 a) 500 m/s 5 ? 102 m/s
b) 1.000 Hz
P.497 6 Hz
P.498 81 Hz
P.499 a) 100 Hz
b) Quadruplicar a tração ou reduzir o compri-mento à metade.
P.500 8 kgf
P.501 a) 5 ? 102 m/s b) 150 N
P.502 a) 2L ___ n
b) L
F F
P.503 35 cm
P.504 44 cm
P.505 750 Hz
P.506 212,5 Hz
P.507 4o harmônico (n 4)
P.508 74 Hz
P.509 47 harmônicos; f n ? 425 Hz, com n inteiro e tal que 1 n 47
P.510 62,5 cm (aberto); 31,25 cm (fechado)
P.511 561 Hz
P.512 20 m/s, aproximando-se da fonte
P.513 1.150 Hz
P.514 a) 4,3 ? 104 m b) Dt 3,1 ? 104 s
P.515 a) v 1.507 m/s; y 75 m
b) 503
Prof
undi
dade
(m)
Comprimento de onda (� 10–3 m)507 510
0
50
100
150
200
250
300
350
400
P.516 a) 2.001, uma odisseia no espaço, pois o som não se propaga no vácuo.
b) Ambos, pois a luz propaga-se no vácuo.
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
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24
P.517 a) 4,3 b) 4,3
P.518 a) 24 cm
b) 250 Hz
P.519 a) m1 ___ 9
b) 8m
1 ? ,2 ? f2
__________ 9g
P.520 a) ressonância
b) 550 Hz
P.521 a) 0,8 m
b) 352 m/s
c) n1 3 (3o harmônico)
0,6 m
P.522 0,5 m/s
P.523 a) (m)
A 1,5
B 0,50
C 0,30
b) 0 1,5 m
c)
1f 0
I (u. a.)
20
15
10
5
f (Hz)2f 0 3f 0 4f 0 5f 0 6f 0 7f 0
B
A
C
P.524 a) 5 Hzb) 10 m/s
P.525 a) 40 ms c) 0,8 mmb) 24 mm
P.526 a) Sim, é possível afirmar que entre t 0 e t 20 s a ambulância está se afastando do detetor, pois sua frequência diminui.
b) VA (m/s)
t (s)40100 20 30
17
34
P.527 a) 10 m/s c) 5,2 Hz
b) 1,29 m d) 7,8 Hz
testes propostos
t.447 d
t.449 a
t.451 c
t.453 d
t.455 c
t.448 b
t.450 d
t.452 e
t.454 d
t.456 soma 94 (02 04 08 16 64)
t.457 soma 15 (01 02 04 08)
t.458 c
t.460 c
t.462 b
t.464 c
t.466 e
t.468 e
t.470 b
t.472 d
t.474 e
t.476 b
t.478 c
t.480 c
t.482 b
t.459 c
t.461 c
t.463 a
t.465 c
t.467 d
t.469 e
t.471 d
t.473 c
t.475 a
t.477 c
t.479 b
t.481 e
t.483 e
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Físicaos Fundamentos da Física
Moderna plus 2ramalho
nicolau
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25
t.484 c
t.486 b
t.488 a
t.490 c
t.492 a
t.494 e
t.496 c
t.498 d
t.485 b
t.487 c
t.489 e
t.491 a
t.493 b
t.495 d
t.497 a
t.499 b
teste sua leitura
L.50 d
L.51 100 dB
L.52 a) nível máximo tolerado: 110 dB faixa de frequência: de 2.000 a 4.000 Hz b) 107 W/m2; sim
L.53 a) de 20 a 200 Hzb) 1 W/m2
c) 100 vezes