Lista: Q11, Exs 22, 35, 36, 41, 47, 52, 57, 61, 63, 65, 66, 67
Exs desafiadores (veja acima): 74, 75
Lista: Q6, Exs 21, 42, 45, 46, 59, 62, 64, 70
Errata / esclarecimentos
Exs desafiadores (veja acima): 73, 74
Lista: Q13, Exs 37, 42, 47, 53, 61, 63, 64, 65, 69, 73
Errata / esclarecimentos
Exs desafiadores (veja acima): 79, 81
Lista: Exs 10, 16, 32, 35, 38 (v. abaixo), 40, 45, 47, 48, 49+65 (v abaixo), 54, 64
Errata / esclarecimentos
Lista: Exs 9, 13, 20, 31, 43 (v. abaixo), 44 (v. abaixo), 45, 48, 53, 59, 62
Errata / esclarecimentos
44)(Versão modificada) Num local de clima frio, uma forma simples de aquecer uma casa é usando um aquecedor elétrico, no qual passamos uma corrente elétrica por uma resistencia, convertendo diretamente 100% do trabalho elétrico em calor. Outra maneira, porém, é usar uma chamada 'bomba de calor' (em inglês: 'heat pump'). Este é um aparelho que funciona da mesma forma que um refrigerador, no sentido de que usa trabalho para retirar calor de um ambiente mais frio e o depositar em outro mais quente. A diferença é que, agora, o lado de fora da casa é o ambiente frio, e o interior da casa o ambiente quente. (obs: alguns aparelhos de ar-condicionado disponíveis no Brasil possuem um chamado 'modo quente', que funciona justamente desta forma.) a) Uma casa possui uma bomba de calor, com coeficiente de rendimento K = 5.0 (que é um valor realista). Qual é a potência (em kW) que ela precisa consumir para bombear 15kW de calor de fora para dentro da casa? Qual a potência que um aquecedor elétrico comum precisaria consumir para gerar os mesmos 15kW de calor? b) Suponha que, num mês frio, o aquecedor ou bomba de calor tenha de ficar ligado durante 200h, fornecendo continuamente 15kW, e que o preço médio de energia elétrica doméstica seja R$0,70 por kWh. Qual seria a economia obtida com o uso da bomba de calor em comparação com o aquecedor elétrico ao longo deste mês?
Exs desafiadores (veja acima): 71,72
Lista: Q4, 6, 13, 17, 24, 35, 42, 52, 59, 60, 66, 67
Errata / esclarecimentos
17)(Versão modificada) Um alto-falante localizado na origem de coordenadas emite ondas sonoras de uma frequência específica, num dia em que a velocidade do som é de 340 m/s. Num dado instante, cristas de onda distintas atingem simultaneamente observadores localizados nas coordenadas (x,y) = (40, 0m) e (0m, 30m) a) Qual a distância radial entre as frentes de onda esféricas que correspondem a cada crista? b) Que condição o comprimento de onda dessas ondas precisa satisfazer para que a situação descrita no item (a) possa ocorrer? c) Calcule os dois menores valores de frequência para o som, que sejam compatíveis com a condição do item (b).
Exs desafiadores (veja acima): 79, 81
Lista: 40, 43, 49, 52, 57, 60, 66, 69, 73, 74, 75, 76. Para o Miniteste acrescentar ainda os exs. 37 e 72 do cap. 20
Exs desafiadores (veja acima): 82, 84
Lista: Q1 (v. abaixo), Q2, Q4, Q5, 20, 27 (v. abaixo), 38, 40, 58, 59, 61, 65
Errata / esclarecimentos:
A FIGURA Q22.1 mostra ondas luminosas que passam por duas fendas estreitamente espaçadas. O gráfico representa a intensidade da luz que incide nos pontos de uma tela atrás das fendas. Suponha que a fenda da direita seja bloqueada. Responda, explicando em cada caso seu raciocínio, as seguintes perguntas sobre o novo padrão de intensidade que incidirá na tela após isto ter ocorrido. a) Em que ponto da tela a luz incidirá mais intensamente? b) A intensidade nesse ponto será igual, maior ou menor que aquela que incidia no ponto x = 0 (ponto central da tela) quando as duas fendas estavam abertas? Caso seja igual, por que isso ocorre? Caso seja maior/menor, qual a porcentagem de aumento/queda? c) Saindo para os lados a partir deste ponto, como esta intensidade variará? Descreva em palavras como será a nova distribuição de intensidade da luz na mesma região representada na figura. d) Reproduza no papel eixos iguais à da figura, incluindo o zero e as marcas que indicam a localização das franjas de fenda dupla, e depois esboce um gráfico para este novo padrão de intensidade de luz, levando em conta todas as suas respostas acima.
Um interferômetro de Michelson usa luz vermelha com comprimento de onda igual a 656,45 nm, emitida por uma lâmpada de hidrogênio. Ele é inicialmente calibrado de modo a produzir uma franja central clara na sua saída. O espelho M2 é então lentamente deslocado, de modo que se pode observar as alterações na franja central, de clara para escura e vice-versa. a) Qual deslocamento no espelho M2 produzirá uma alteração na franja central de maximamente clara (intensidade máxima) para maximamente escura (intensidade zero), ou vice-versa? b) Quantas alterações de clara para escura na franja central devem ser observadas, se queremos deslocar o espelho M2 o mais próximo possível da distância d=1 cm? c) Chamemos de d_min o menor deslocamento de M2 que é possível detectar com segurança observando as mudanças na franja central. O valor calculado no item (a) certamente pode ser detectado com segurança (é fácil notar uma variação de claro para escuro), de modo que ele é uma estimativa razoável, embora ainda um pouco exagerada, para d_min. Podemos definir ainda a *precisão relativa* com que determinamos um deslocamento d do espelho como a razão d_min / d. Se tomarmos d = 1cm e d_min como o valor encontrado no item (a) , de quanto será a precisão relativa neste caso? (Obs: arredonde o valor encontrado para o primeiro algarismo significativo)
Lista: 10, 22, 35, 41, 49 (v, abaixo), 52, 54, 70, 71
Errata / esclarecimentos:
a) Que conjunto de marcas você consegue ver? Um que inclui as marcas do topo do tanque (começando com a marca de 0cm) até uma certa profundidade limite, ou um que inclui as do fundo do tanque (começando com a marca de 80cm) até uma certa profundidade limite? Explique