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Caderno de Exercícios Resolvidos de Física

Nuno Sousa Universidade Aberta © 2013

Âmbito deste documento
O presente caderno de exercícios contém as atividades formativas e orientações de resposta das unidades curriculares de física das licenciaturas em Informática e Ciências do Ambiente da Universidade Aberta. Pretende ser um auxiliar de estudo aos que queiram exercitar os seusconhecimentos dos temas da física aqui focados, designadamente a mecânica clássica, mecânica de fluidos, mecânica ondulatória e som, calorimetria e transferências de calor e eletromagnetismo. Os exercícios apresentados são retirados do livro de texto adotado nas unidades curriculares acima mencionadas [1], tendo sido redatilografados pelo autor no formato atual (prestamos aqui a devida vénia aos autoresoriginais). As resoluções são originais. Tendo as resoluções sido feitas com o intuito específico de apoio aos alunos das licenciaturas da Universidade Aberta, há nelas várias referências aos conteúdos do livro de texto, que optámos por deixar intocadas, para referência do leitor. De igual modo, as fórmulas que representam leis físicas e relacionam grandezas, e os valores das constantes físicasusadas, tais como p.ex. a aceleração da gravidade, , calores específicos, , ou a constante de Coulomb, , seguem, de uma forma geral, o mesmo livro de texto. No entanto, qualquer outro manual de nível universitário conterá a mesma informação, embora a possa, naturalmente, exprimir de uma forma ligeiramente diferente. Nas resoluções usou-se nos cálculos intermédios mais 1 ou 2 algarismos significativos doque os das grandezas neles envolvidas. Os resultados finais são apresentados com os algarismos significativos da grandeza envolvida com menor número destes. A notação de parêntesis no resultado final significa expressão do resultado com os algarismos significativos que a precisão dos dados permite. P.ex. significa que o cálculo que originou tem como resultado 1,293 m, mas que desses quatroalgarismos apenas dois são significativos. Entre parêntesis escreveu-se então o resultado com apenas dois algarismos: 1,3 m. = 1,293 m 1,3 m

O autor deseja agradecer aos muitos estudantes que contribuíram para o depurar deste documento.

Referência do livro de texto: [1] David Halliday, Robert Resnick & Jearl Walker. Fundamentos de Física (8ª edição), vols. 1, 2 e 3. Ed. LTC Livros Técnicos eCientíficos (Rio de Janeiro, 2009). Importadora: Nova Guanabara (grupo Porto Editora). Versão original inglesa: Fundamentals of Physics, vols. 1, 2 e 3. Ed. Wiley.

Conteúdo
Parte I – Enunciados dos Exercícios ............................................................................................................................ 3 Parte II – Resouções dos Exercícios........................................................................................................................... 39

2

Parte I

Enunciados dos exercícios

3

Mecânica clássica - grandezas e medidas Halliday et al. Fundamentos de Física. Exercícios do capítulo 1, vol.1

Problema 3 Um hipódromo tem uma distância de 4,0 furlongs. Qual a distância em a) varas e b) cadeias? Dados: 1 furlong = 201,168 m; 1 vara = 5,0292 m ; 1 cadeia = 20,117 m.

Problema 5 A Terra tem uma forma aproximadamente esférica com 6370 km de raio. Determine, usando o km como unidade de comprimento, a) o perímetro da Terra, b) a área da superfície e c) o volume. Fórmulas geométricas: =2 ; =4 ; = .

Problema 9 O acre-pé é uma medida de pluviosidade usada nos EUA. É definida como o volume de água que enche 1acre de terra à profundidade de 1 pé. Uma tempestade despejou 2,0” (2,0 polegadas) de chuva sobre uma cidade de 26 km2. Qual a pluviosidade em acres-pé? Dados: 1” = 0,08333 pés ; 1 m2 = 10,76 pés2 ; 1 acre = 43560 pés2.

Problema 10 A planta de crescimento mais rápido que se conhece atinge 3,7 m em 14 dias. Qual a sua velocidade de crescimento em micrómetros por segundo?

Problema 13 A certa...
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