Exercícios

Semáforos - Onda Verde

1. É muito provável que você já tenha trafegado por uma rua ou avenida na qual os semáforos foram ajustados para criar a chamada "onda verde", quando os veículos trafegarem a uma certa velocidade média. Para fazer esse ajuste, o engenheiro de tráfego precisa conhecer apenas a distância entre dois semáforos consecutivos. De posse desses dados, o engenheiro pode calcular, então, o intervalo de tempo entre o instante em que a luz verde do primeiro semáforo se acende e o instante em que a luz do seguinte deverá se acender. Note que essa velocidade média, usada no cálculo, é a velocidade média com que qualquer carro que trafegue pela via, deverá deslocar-se para encontrar semáforos sempre abertos. Para esse sistema de tráfego, não importa como o motorista irá trafegar entre os dois semáforos, se rapidamente no início do trecho e depois mais lentamente, ou se ele irá manter a velocidade constante no trecho todo. Do ponto de vista do consumo de combustível, é mais econômico manter uma velocidade constante. Calcule o tempo necessário para um carro encontrar os semáforos, todos verdes, se a distância entre eles é de 100 metros e a velocidade permitida seja de 50Km/h.

Frenagem

2. Uma bola chega às mãos de um goleiro de futebol com velocidade de 54Km/h. Sabendo que o goleiro consegue imobilizar a bola em 0,5 segundos, determine, em m/s/s, o módulo da aceleração média da bola.

Panela de pressão

3. A panela de pressão permite que os alimentos sejam cozidos em água muito mais rapidamente do que em panelas convencionais. Sua tampa possui uma borracha de vedação que não deixa o vapor escapar, a não ser através de um orifício central sobre o qual assenta um peso que controla a pressão. Quando em uso, desenvolve-se uma pressão elevada no seu interior. Para a sua operação segura, é necessário observar a limpeza do orifício central e a existência de uma válvula de segurança, normalmente situada na tampa. A vantagem do uso da panela de pressão é a rapidez para o cozimento de alimentos e isto se deve:

• à pressão no seu interior, que é igual à pressão externa;
• à temperatura no seu interior, que está acima da temperatura de ebulição da água;
• à quantidade de calor adicional que é transferida à panela;
• à quantidade de calor que está sendo liberada pela válvula;
• à espessura da sua parede, que é maior que a das panelas comuns.
  
  

Ondas eletromagnéticas

4. Um forno de microondas é projetado para, mediante um processo de ressonância, transferir energia para os alimentos que necessitamos aquecer ou cozer. Nesse processo de ressonância, as moléculas de água do alimento começam a vibrar, produzindo o calor necessário para o cozimento ou aquecimento. A freqüência das ondas produzidas pelo forno é da ordem de grandeza de 2,45X109 Hz, que é igual à freqüência própria de vibração da molécula de água.

• Qual é o comprimento das ondas do forno? Adote a velocidade da onda eletromagnética de 300000 km/s.
• Por que os fabricantes de fornos de microondas aconselham aos usuários a não utilizarem invólucros metálicos para envolver os alimentos?

Gravitação

5. Um satélite artificial move-se em órbita circular ao redor da Terra, ficando permanentemente sobre a cidade de Macapá.

• Qual o período do satélite?

• Por que o satélite não cai sobre a cidade?