Física. Questão 16 Questão 17 ETAPA. alternativa C. alternativa D

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1 Físic Questão 6 Questão 7 U rio de luz de freqüênci Hz pss por u películ copost por 4 teriis diferentes, co crcterístics e conforidde co figur ci. O tepo gsto pr o rio percorrer tod películ, e ηs, é ) 0,50 d),000 b) 0,640 e) 3,700 c) 0,95 Coo n refrção há lterção n velocidde e copriento de ond, s não n freqüênci, luz percorrerá cd trecho d películ (todos iguis λ 0 ) e intervlos de tepo diferentes. Assi, teos: Δt t + t + t3 + t4 ΔS Δt v v λf Δt ΔS f λ λ λ3 λ4 Δt λ , λ0 λ0 0,8 λ ,5 λ 0 Δt 0,95 ηs A figur present u brr etálic de copriento L, inicilente n tepertur de 0 o C, extente inserid entre prede P e o bloco B feito de u teril isolnte térico e elétrico. N fce direit do bloco B está engstd u crg Q fstd 0 c d crg Q, engstd n prede P. Entre s dus crgs existe u forç elétric de F newtons. Substitui-se crg Q por u crg Q3 Q e quece-se brr té tepertur de 70 o C. Devido esse queciento, brr sofre u diltção liner que provoc o deslocento do bloco pr direit. Nesse instnte forç elétric entre s crgs é F 3 F. Considerndo que s diensões do bloco não sofre lterções e que não exist qulquer forç elétric entre s crgs e brr, o coeficiente de diltção téric liner d brr, e o C, é ),0 0 5 b) 3,0 0 5 c) 4,0 0 5 d) 5,0 0 5 e) 6,0 0 5 lterntiv D Pr s dus situções presentds, sendo ΔL o vlor d diltção d brr, teos: Q Q F 0, Q Q3 3F (0, ΔL)

2 IME físic QQ F 0, 3F Q Q (0, L0αΔθ) (0, α 50) 5o α 50 C 3 0, Questão 8 Pchp + Psólido + P E ρ A μp V 3 L ρ4l g + μpl hg + μl g μl + h g 4 L 4ρ + μph + μl μ + h 4 4 ρ + L L h 4 μ μ μ μp h 6ρ Lμ 4( μ Questão 9 U chp de etl co densidde superficil de ss ρ foi dobrd, forndo s qutro fces lteris de u cubo de rest L. N prte inferior, fixou-se u peç sólid e for de prlelepípedo co diensões hxlxle ss específic μ p, de neir copor o fundo de u recipiente. Este é colocdo e u piscin e 5 % do seu volue é preenchido co águ d piscin, de ss específic μ. Observ-se que, e equilíbrio, o nível externo d águ corresponde à etde d ltur do cubo, confore ilustr figur. Neste cso, diensão h d peç sólid e função dos deis prâetros é ) 6 ρ Lμ 4( μ 8ρ Lμ b) ( μ c) 6 ρ + Lμ ( μ 8ρ + Lμ d) 4( μ e) 6 ρ Lμ ( μ No equilíbrio, teos: lterntiv A U objeto co ss de g é lrgdo de u ltur de 0 e tinge o solo co velocidde de 0 /s. Sbe-se que forç F de resistênci do r que tu sobre o objeto vri co ltur, confore o gráfico ci. Considerndo que g 0/s, ltur h, e etros, e que forç de resistênci do r pss ser constnte é ) 4 b) 5 c) 6 d) 8 e) 0 lterntiv B Do teore d energi cinétic, co forç de resistênci do r contrári o oviento ( 0) Fres. τ<, teos: τ ΔEc τ Pτ τ Fres. τ áre Fres. gh (0 + h)

3 IME físic 3 0 (v f v i ) 0 0 (0 + h)6 (0 ) h 5 Logo, prtir do gráfico ddo, ltur prtir d qul forç pss ser constnte vle 5. Obs.: coo o peso do corpo vle P 0 N, forç de resistênci do r deve vler no áxio Fres. 0 N, situção n qul resultnte de forçs no corpo é nul, tingindo-se, portnto, velocidde liite. Do gráfico ddo, o vlor áxio d forç de resistênci super o peso e vle Fres. N, situção fisicente inconsistente. Questão 0 Co o reservtório preenchido de líquido té etde, s plcs, independenteente do eio, estão subetids à tensão U. No entnto, s quntiddes de crgs n etde inferior co líquido são diferentes d etde superior, crcterizndo ssi u siste de dois cpcitores ssocidos e prlelo. Assi, teos: Ceq. C + C εa C d A A εr εlíquido C + eq. d d ε r A líquido A Ceq. + d d + C C C + 0,5C eq. ( ) C 3 Ceq. 4 C ε Questão U reservtório possui dus fces etálics que se coport coo plcs de u cpcitor prlelo. Ao ligr chve Ch, co o reservtório vzio, o cpcitor fic co u crg Q e co u cpcitânci C. Ao repetir experiênci co o reservtório totlente cheio co u deterindo líquido, crg pss ser Q e cpcitânci C.Serelção Q /Q é 0,5, cpcitânci no oento e que o líquido preenche etde do reservtório é ) C b) 3/4 C c) C d) 3/ C e) 3/4 C lterntiv B D definição de cpcidde eletrostátic, pr s dus situções sob es tensão U, teos: Q C Q U C U Q C U C Q 0,5 C Q A resistênci equivlente entre os terinis A e B d figur ci é ) /3 d) 4/3 b) / e) c) /3 lterntiv D Ao plicr-se u ddp entre A e B, devido à sietri, corrente se dividirá e 3 prtes iguis, e, o percorrer os resistores, cd u vlendo, frá co que os resistores de vlor não estej subetidos u ddp, podendo ssi ser retirdos do circuito. Logo, ve:

4 IME físic 4 Supondo que s rods do crro plique sobre vig forçs de es intensidde, do equilíbrio, teos: PC M (A) 0 x PC + (x + ) + + P 4 B 8 0 PCx + PC + 4P 8 B 0x ,5 x,0 Questão 3 Portnto resistênci equivlente entre A e B vle 4 3. Questão U vig de 8,0 de copriento, poid ns extreiddes, te peso de 40 N. Sobre el, desloc-se u crro de 0 N de peso, cujos eixos de rod dist entre si,0. No instnte e que reção verticl e u poio é 7,5 N, u dos eixos do crro dist, e etros, do outro poio ),0 b),5 c),0 d),5 e) 3,0 Do enuncido, supondo-se u vig hoogêne, podeos ontr o seguinte esque: N figur dd, o bloco reliz o oviento descrito seguir: Et 0, desloc-se pr direit, co velocidde constnte; E t t, ci d pltfor; Et t,tingeosoloecontinuse over pr direit, se quicr; Et t 3, é lnçdo pr ci, pel ção do ipulso I; E t t 4, volt tingir o solo. Nests condições, opção que elhor represent grficente energi cinétic do bloco e função do tepo é )

5 IME físic 5 b) c) constnte coponente horizontl. Logo, velocidde e energi cinétic uent; pr t < t < t3, pós uentr su velocidde té t, o bloco ci se quicr e, portnto, coponente verticl d velocidde é perdid, restndo pens coponente horizontl. Assi, energi cinétic é constnte nesse intervlo e possui o eso vlor dos instntes 0 < t < t ; pr t3 < t < t4, o bloco recebe u ipulso verticl que result nu coponente d velocidde verticl. Sod su coponente horizontl, o bloco reliz u oviento oblíquo e que velocidde diinui té ltur áxi e volt uentr durnte descid. Assi, o gráfico que elhor represent energi cinétic do bloco e função do tepo é o gráfico d. Questão 4 d) e) Dos ddos podeos concluir que: pr 0 < t < t, velocidde é constnte e portnto energi cinétic não vri nesse intervlo; pr t < t < t, o bloco ci, uentndo coponente verticl d velocidde e ntendo Considere o siste ci, onde u objeto PP é colocdo sobre u crrinho de ss que se ove, e oviento hrônico siples e se trito, o longo do eixo óptico de u espelho esférico côncvo de rio de curvtur. Este crrinho está preso u ol de constnte fixd o centro do espelho, ficndo ol relxd qundo o objeto pss pelo foco do espelho. Sendo x distânci entre o centro do crrinho e o foco F, s expressões d freqüênci w de inversão entre ige rel e virtul e do uento M do objeto são

6 IME físic 6 ) w b) w c) w d) w e) w e M e M e M e M e M x ( + x) 4x + x ( + x) 4x + x x + x 4x x ver coentário As igens são virtuis no espelho côncvo pens qundo o objeto está entre o foco e o vértice, e reis qundo o objeto está lé do foco e direção o centro de curvtur. Sbendo que o crro oscil e torno do foco, freqüênci de inversão d nturez d ige, de rel pr virtul, é es d oscilção ω do crrinho, dd por ω. D equção do uento liner π trnsversl e d equção de conjugção de Guss, o uento M é ddo por: + f p p p M p fp p M p p f p M p p f M + x M x Se considerros freqüênci ngulr, teríos ω e M, sendo corret lterntiv A. x U feixe de elétrons pss por u equipento coposto por dus plcs prlels, co u bertur n direção do feixe, e penetr e u região onde existe u cpo gnético constnte. Entre s plcs existe u d.d.p. igul V e o cpo gnético é perpendiculr o plno d figur. Considere s seguintes firtivs: I. O vetor quntidde de oviento vri e tod trjetóri. II. Tnto o trblho d forç elétric qunto o d forç gnétic fze energi cinétic vrir. III. A energi potencil diinui qundo os elétrons pss n região entre s plcs. IV. O vetor forç elétric n região entre s plcs e o vetor forç gnétic n região onde existe o cpo gnético são constntes. As firtivs correts são pens: ) I e II b) I e III c) II e III d) I, II e IV e) II, III e IV lterntiv B I. Corret. Entre s plcs, há u uento d quntidde de oviento e ódulo, enqunto n região do cpo gnético há lterção n direção e sentido. II. Incorret. A forç gnétic não reliz trblho. III. Corret. Entre s plcs, energi potencil elétric diinui, enqunto cinétic uent. IV. Incorret. O vetor forç gnétic vri e direção e sentido n região do cpo. Questão 6 Questão 5

7 IME físic 7 Dus prtículs A e B de sss A 0, g e B 0, g sofre colisão não frontl. As coponentes x e y do vetor quntidde de oviento e função do tepo são presentds nos gráficos ci. Considere s seguintes firtivs: I. A energi cinétic totl é conservd. II. A quntidde de oviento totl é conservd. III. O ipulso correspondente à prtícul B é i + 4j. IV. O ipulso correspondente à prtícul A é 3i + j. As firtivs correts são pens: ) I e II b) I e III c) II e III d) II e IV e) III e IV III. Incorret. Sendo i e j versores ns direções x e y respectivente, do teore do ipulso, teos: I Δ Q IB Qf B Qi B (3i j) (0i 0 j) IB 3i j IV. Corret. Anlogente, o ipulso de A é ddo por: IA Qf A Qi A IA (i + j) (4i + 0 j) IA 3i + j Questão 7 lterntiv D I. Incorret. Dos gráficos, concluíos que inicilente só A possui velocidde e x. Sendo P P Ec, inicilente, teos: P 4 Ec i i Ax E 80 J ca 0, Após o choque, teos: Ec f f f f f E + E + E + E cax cay cbx cby 3 ( ) , 0, 0, 0, f E c 57,5 J Coo Ec i Ec f, energi cinétic não se conserv: II. Corret. E x e y, inicilente, teos: Qi x x x Qi + Q A ib Qi x g /s Qi y y y Qi + Q Q 0 + A ib i y 0 0 Após o choque, teos: Qf x x x Q + Q fa fb Qf x g /s Qf y y y Q + Q Q fa fb f y 0 Logo, coo Qi x Qf x e Qi y Qf y, quntidde de oviento se conserv. UestcdecoprientoL de u deterindo teril hoogêneo foi crvd no solo. Suspeit-se que no processo de crvção estc tenh sido dnificd, sofrendo possivelente u fissur brngendo tod su seção trnsversl confore ilustr figur ci. Pr tirr dúvid, foi relizd u percussão e seu topo co u rret. Após t segundos d percussão, observou-se u repique (pulso)notopodestce,t segundos pós o prieiro repique, percebeu-se u segundo e últio repique de intensidde significtiv (tbé no topo d estc), sendo t t. Aditindo-se que estc estej dnificd e u único ponto, distânci do topo d estc e que se encontr fissur é ) Lt b) Lt Lt c) t 3t t + t Lt d) t + t e) Lt t

8 IME físic 8 Sendo v velocidde de propgção do pulso, e x distânci d fissur o topo, teos: x v t x L L t t t v + t + t x Lt t + t Questão 8 Ao nlisr u fenôeno térico e u chp de ço, u pesquisdor constt que o clor trnsferido por unidde de tepo é diretente proporcionl à áre d chp e à diferenç de tepertur entre s superfícies d chp. Por outro ldo, o pesquisdor verific que o clor trnsferido por unidde de tepo diinui confore espessur d chp uent. U possível unidde d constnte de proporcionlidde ssocid este fenôeno no siste SI é 3 ) g s K b) g s K 3 c) s K d) s K e) g s K lterntiv A Sendo M, L, T e θ s diensões, respectivente, de ss, copriento, tepo e tepertur, e K constnte de proporcionlidde, teos: [Q] [K][A][ Δθ] [F][d] [K][A][ Δθ] [ Δt] [e] [ Δt] [ e] MLT L [K]L θ 3 [K] MLT θ T L Assi, u possível constnte no SI é dd por: 3 [] g s K Questão 9 U plnet de ss erior grvit o redor de u estrel de ss M e u órbit circulr de rio eperíodot. Upêndulo siples de copriento L present, sobre superfície do plnet, u período de oscilção t. Ddo que constnte de grvitção universl é G e que celerção d grvidde, n superfície do plnet, é g, s sss d estrel e do plnet são, respectivente: ) 4 π r TG e 4 π Lr b) 4 π 3 TG e 4 π Lr c) 4 π 3 TG e 4 π Lr d) 4 π r TG e 4 3 π L e) 4 π r TG e 4 π Lr Coo forç de trção grvitcionl entre o plnet e estrel é responsável pel resultnte centrípet no plnet, e considerndo que o oviento é circulr co centro n estrel, teos: GM GM 3 π ω T M 4 3 π T G Do período do pêndulo siples pr o plnet, teos: t π G g r L g Questão 30 Lr t π 4 Lr π G t G U corpo está 40 c de distânci de u lente cuj distânci focl é 0 c. A ige deste corpo é ) rel e reduzid. b) rel e uentd. c) virtul e reduzid. d) virtul e uentd. e) rel e invertid. Coo distânci focl d lente é negtiv, el é divergente e conjugrá u ige virtul e enor do objeto.

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