Pré-visualização parcial do texto
Baixe tippler capitulo 1 - medidas e outras Exercícios em PDF para Física, somente na Docsity!
22 | caíruios Resposta da Checagem Conceitual m 5 Emalguns problemas, você recebe mais dados do que necessita; em alguns, você deve acrescentar dados de seus conhecimentos. gerais, fontes externas ou estimativas bem fundamentadas. Interprete como significativos todos os algarismos de valores numéricos que possuem zeros em segiiência sem vírgulas de- cimais. PROBLEMAS CONCEITUAIS 1 + Qualdasseguintesnão é quantidade básica no sistemas? (a) massa, (b) comprimento, () energia, (d) tempo, (2) todas estas são quemtinis básicas. +. Apóscfetuar um cálculo, você tem m/s no numerador e m/5:no denominador Quais são suas unidades nais? (0) me /5" 0) 1/8, (0) /mê, (d) 5, (e) m/s, 3 + O prefixo giga significa () 103 (8) 105, (0) 10, (4) 10º, (6) 10º. 4» O prefixo megasigniica (0) 10º, (0) 10%, (0) 10%, (0) 10º, (10º. * Mostre que há 30,48 cm em um pé. Quantos centímetros em um la? 6 + Onúmero00005130tem (a) um, (0) três, (c) quatro, () sete, (e) oito. 7 * Onúmero230040tem algarismos significativos. (a) dois, (0) três, (0) quatro, (à) cinco, (2) seis. 8» Força tem dimensões de massa vezes aceleração. Ace- leração tem dimensões de rapidez dividida por tempo. Pressão é definida como força dividida por área. Quais são as dimensões da pressão? Expresse a pressão em termos das unidades básicas do SI quilograma, metro e segundo. algarismos significativos. 9» Verdadeiroou falso: Duas quantidades devem ter asmes- mas dimensões para serem multiplicadas. 1º + Um vetor tem uma componente x negativa c uma com- ponente y positiva. Seu ângulo, medido no sentido anti-horário à partir do eixo x positivo, vale (a) entre zero e 90 graus, (5) entre 90 e 180 graus, (e) mais de 180 graus. mo do Univers pera O SEO 2 Na ie pelo menos três possíveis vetores B que levem É + À a apontar no sentido +. we e Umvelor À aponta no sentido +y. Mostre, graficamente, pelo menos trés possíveis vetores B que levem B — À à apontar no. sentido +x. 13 e possível três vetores de mesma magnitude somarem Respostas dos Problemas Práticos 11 ()3%Ons:()40Mm 12 (005(0)39:(00003 13º 29x108 14 32X 10%anos 15 =6x108 16 A -13km4,=100km 17 (9) 4 = 5,00m; (b) B = 361 m; (0) À + B = (6,00m)i; (4 — B = (200m)i + (600m)j Problemas + Umsó conceito, um só passo, relativamente simples. Nível intermediário, pode requerer síntese de conceitos Desafiante, para estudantes avançados. Problemas consecutivos sombreados são problemas parea- dos. zero? Caso afirmativo, desenhe uma resposta gráfica. Caso negativo, explique o porquê. ESTIMATIVA E APROXIMAÇÃO 4 + Oáângulosubtendido pelo diâmetro da Lua em um ponto. da Terra é de aproximadamente 0,524º (Figura 1-18). Use esta infor- mação o fato de que a Lua está aproximadamente 384 Mm distante para encontrar o diâmetro da Lua. Dica: O ângulo pode ser determinado. a partir do diâmetro da Lua e da distância à Lua. FIGURA 1:16 Problematá 15» Apuicação BIOLÓGICA Algumas boas estimativas sobre o corpo humano podem ser feitas supondo que somos feitos pre- dominantemente de água. A massa de uma molécula de água é 28,9 x 0-2 kg. Se a massa de uma pessoa é 60 kg, estime o número de moléculas de água nessa pessoa. 16 ++ APLICAÇÃO EM ENGENHARIA Em 1959, cientistas da IBM deslocaram átomos com um microscópio de tunelamento com var- tedura (carmingtumeling microscope, STM), Uma das primeiras ima- gens vistas pelo público em geral foi a das letras IBM traçadas com átomos de xenônio sobre uma superfície de níquel. As letras IBM se estendiam por 15 átomos de xenônio. Se a distância entre os centros de átomos de xenônio adjacentes é 5 nm (5X 10º m) estime quantas. vezes “IBM” poderia ser escrito nesta página. (Com permissão de IBM Research, Almaden Research Center) +» Estáocorrendo um debate ambiental sobre o uso de fraldas de tecido ou descartáveis. (1) Supondo que, entre nascimento ea ide- dede25 anos, uma criança usa à fraldas por dia, estime o número total de fraldas descartáveis usadas nos Estados Unidos porano. (b) Estime o volume total do aterro que recebe essas fraldas, supondo que 1000 kg deixo preenchem aproximadamente 1 m de volume de aterro. (9) Quantas milhas quadradas de área de aterro, com uma altura média de 10 m, são necessárias para receber essas fraldas a cada ano? 1 +» (a) Estimeonúmero de galões de gasolina usados por dia pelos automóveis nos Estados Unidos a quantidade total de dinhe-- ro gasto com ela. (6) Se 19,4 galões de gasolina podem ser produzidos a partir de um barril de petróleo cru, estime o número total de barris de petróleo importados pelos Estados Unidos porano para produzir gasolina. Isto significa quantos barris por dia? 19 +e APLICAÇÃO EM ENGENHARIA Um megabyto (MB) é uma uni- dade de armazenamento de memória computacional. Um CD tem uma capacidade de armazenamento de 700 MB e pode armazenar aproximadamente 70 min de música de alta qualidade. (2) Se uma. canção típica dura 5 min, quantos megabytes são necessários para cada canção? () Se uma página de texto impresso requer aproxime- damente 5 quilobytes,estime o número de romances que podem ser salvos em um CD. UNIDADES zo + Escreva as quantidades seguintes usando os prefixos lis tados na Tabela 1-1 e as abreviaturas lstadas na tabela Abreviaturas a Unidades. Por exemplo, 10 000 metros = 10 km. (a) 1000 000 watts, () 0,002 grama, (e) 3 X 10-º metro, (4) 30000 segundos. 21 + Escreva, sem usar prefixos, o que se segue: (1) 40 jW, () A ns, (0) 3 MW, (4) 25 km 2» Escrevao quese segue (comou sem unidades SI) usando prefixos (mas não suas abreviaturas). Por exemplo, 10' metros — quilômetro. () 10 vaia, (6) 10 baixo, (6) 10º fone, (a) 10%" menino, (6) 10º fone, (9) 10-* bode, (6) 10º touro. = +» Nas equações seguintes, a distância x está em metros, o tempo t está em segundos e a velocidade v está em metros por segundo. Quais são às unidades SI das constantes C, e? (2) G1+ Gu, (0) x= 4, (9) 0º = 2C3, () x = Co cos Ci (o) é = 2 (Ca). +e Se xestá em pés, t está em milissegundos e v está em Pés por segundo, quais são as unidades das constantes, e C,em cada parte do Problema 23 CONVERSÃO DE UNIDADES as» VáROS PASSOS À partir da definição original do metro em termos da distância ao longo de um meridiano entre o equador e o Pólo Norte encontre, em metros (1) a circunferência da Terra é (8) o raio da Terra. () Converta suas respostas em (a) e (b) de metres para milhas. 2s» Arapidez do som no ar vale 343 m/s. Qual 6a rapidez de um avião supersônico que viaja com o dobro da rapidez do som? Dê sua resposta em quilômetros por hora e em milhas por hora. Medida e Vetoros 23 m + Umjogadordebasquete tem a altura de 6 ft 10in. Qual ésua altura em centímetros? Bo * Completo seguinte: () km/h = mi/h,()60 em=— in ()100yd =» + Ovioprincipalda Tete Gold Gate (nos Estados Uni- dos) mede 4200 ft. Expresse esta distância em quilômetros. a + Encontreo fator para converter de milhas por hora para quilômetros por hora. a + Complete que se segue: () 1,296 x 10 km/h km/(h 5), (0) 1,296 x 10'km/hê = m/65 (0) 60mi/ ft/s (a) 60mi/h = m/s. & + Há 640 acres em uma milha quadrada. Quantos metros quadrados há em um acre? & ++ RICO EM CONTEXTO Você entregador de uma empresa de “água mineral. Seu caminhão carrega 4 plataformas de carga. Cada plataforma carrega 60 fardos. Cada fardo possui 24 garrafas de um litro de água. O carrinho que você utiliza para transportar a água para as lojas tem um limite de peso de 250 lb. (a) Se um míllitro de água tem uma massa de 1 g e um quilograma tem o peso de 22 lb, qual éo peso, em libras, de toda a água em seu caminhão? (2) Quan- tos fardos completos de água você pode transportar no carrinho? a Um cilindro circular reto tem um diâmetro de 68 in e uma altura de 2 ft. Qual é o volume do cilindro em (0) pés cúbicos, (6) metros cúbicos, (0) litros? ” No que se segue, x está em metros, t está em segundos, v está em metros por segundo e a aceleração à está em metros por segundo ao quadrado. Encontre as unidades SI de cada uma das combinações: (0) v3/3, () X/a () Sat. DIMENSÕES DE QUANTIDADES FÍSICAS * Quais sãoas dimensões das constantes em cada parte do Problema 2? w» + Aleide decaimento radioativo é N() = Ny", onde Né o número de núcleos radioativos em t = 0, N(t) é o número de nú- cleos radioativos no tempo te À é uma quantidade conhecida como a constante de decaimento. Qual é a dimensão de)? A unidade St de força, o quilograma-metro por segundo do quadrado (lg - m/5), é chamada de newton (N) Encontre as mensões cas unidades SI da constante G na lei de Newton da gra dado Fe Go A magnitude da força (£) que uma mola exerce quando clieráida de ba distância x part de a comprimento quado frouxa é governada pela lei de Hooke, F = k. (1) Quais são as dimen- sões da constante de força, ? (b) Quais são as dimensões as unidades SI da quantidade ke? “ Mostre que o produto de massa, aceleração e rapidez têm as dimensões de potência *1 ++ Aquantidade de movimento de um objeto é o produto de sua velocidade pela sua massa. Mostre que a quantidade de movimento tem as dimensões de força multiplicada por tempo. «2 +» Quecombinação de força com outra quantidade física, tem as dimensões de potência? 43 ++ Quando um objeto cai no ar, existe uma força resistiva que depende do produto da área de seção reta do objeto e do qua- drado de sua velocidade, isto é, F, = CÃr”, onde C é uma constante. Determine as dimensões de €. 44 ++ Aterceira lei de Kepler relaciona o periodo de um pla- neta com o raio de sua órbita 1, a constante G da lei de Newton da gravitação (F = Gmymns/º) e a massa do Sol Ms. Qual combinação. 
