Escrito por Matheus Ponciano
Iniciante:
Um recipiente com massa desprezível, contém $$0,250$$ $$kg$$ de água a uma temperatura $$75,0$$ $$^o C$$. Quantos quilogramas de gelo a uma temperatura $$-20,0$$ $$^o C$$ devem ser colocados na água para que a temperatura final do sistema seja igual a $$30,0$$ $$^o C$$.
Dados:
Calor específico da água: $$c_a = 1,0$$ $$\frac{cal}{ g ^o C}$$
Calor específico do gelo: $$c_g = 0,5$$ $$\frac{cal}{g ^o C}$$
Calor latente de fusão do gelo: $$L_f=80$$ $$\frac{cal}{g}$$
Calor latente de ebulição da água: $$L_e=540$$ $$\frac{cal}{g}$$
Intermediário:
Na figura abaixo, está representada uma tábua encima de duas rodas, girando em sentido contrário, de forma a manter a tábua em equilíbrio. Sabendo que a distância entre os centros das rodas é $$l$$, a massa da barra é $$m$$ e o coeficiente de atrito entre a tábua e as rodas é $$\mu$$. Se deslocarmos a barra de um certo $$x<<l$$, determine o período de oscilações do centro de massa da barra.
Avançado:
Considere um capacitor de placas paralelas, conforme a figura. A área de cada placa $$A$$ e a distância entre as duas placas é $$d$$. Uma das placas está em contato com uma parede através de uma mola de constante $$k$$ e a outra placa é fixa. Quando a distância entre as placas é $$d$$, a mola está em seu tamanho natural. Assuma que a permissividade do ar entre as placas é $$\varepsilon _o$$. Colocam-se cargas $$+Q$$ e $$-Q$$ sobre as placas e deixa o sistema alcançar o equilíbrio mecânico. Despreze os efeitos gravitacionais.
a) Calcule a força elétrica, $$F_E$$, entre as placas.
b) Determine a deformação da mola.
c) Determine a diferença de potencial em função de $$Q$$, $$A$$, $$d$$, $$k$$.
d) Determine a razão entre as capacitâncias $$\dfrac{C}{C_o}$$, onde $$C_o$$ é a capacitância antes da colocação das cargas nas placas e $$C$$ após a colocação das cargas.
e) Determine a energia armazena no sistema em função de $$Q$$, $$A$$, $$d$$, $$k$$.