2,25kg. m C ( ) 22,00kg. m

Transcrição

1 Questã 01 A massa inercial mede a dificuldade em se alterar estad de mviment de uma partícula Analgamente, mment de inércia de massa mede a dificuldade em se alterar estad de rtaçã de um crp rígid N cas de uma esfera, mment de inércia em trn de um eix que passa pel seu centr é dad pr I= MR, em que M é a massa da esfera e R seu rai Para uma esfera de massa M = 5,0kg e rai 5 R = 15,0cm, a alternativa que melhr representa seu mment de inércia é,50 10 kg m 0,kg m,5kg m,00kg m 0,5kg m Questã 0 Em um experiment verificu-se a prprcinalidade existente entre energia e a freqüência de emissã de uma radiaçã característica Neste cas, a cnstante de prprcinalidade, em terms dimensinais, é equivalente a Frça Quantidade de Mviment Mment Angular Pressã Ptência Questã 0 Uma rampa rlante pesa 10N e se encntra inicialmente em repus, cm mstra a figura Um blc que pesa 80N, também em repus, é abandnad n pnt 1, deslizand a seguir sbre a rampa O centr de massa G da rampa tem crdenadas: x G = b e y G = c Sã dads ainda: a = 15,0m e sen α = 0,6 Desprezand s pssíveis atrits e as dimensões d blc, pde-se afirmar que a distância percrrida pela rampa n sl, até instante em que blc atinge pnt, é 16,0m 0,0m,8m,0m 9,6m α a b G 1 c Questã 0 Um sistema é cmpst pr duas massas idênticas ligadas pr uma mla de cnstante k, e repusa sbre uma superfície plana, lisa e hrizntal Uma das massas é entã aprximada da utra, cmprimind,0cm da mla Uma vez liberad, sistema inicia um mviment cm seu centr de massa deslcand cm velcidade de 18,0cm/s numa determinada direçã O períd de scilaçã de cada massa é 0,70s 0,5s 1,05s 0,50s indeterminad, pis a cnstante da mla nã é cnhecida Questã 05 Um pequen camundng de massa M crre num plan vertical n interir de um cilindr de massa m e eix hrizntal Supnha-se que ratinh alcance a psiçã indicada na figura imediatamente n iníci de sua crrida, nela permanecend devid a mviment giratóri de reaçã d cilindr, supst crrer sem resistência de qualquer natureza A energia despendida pel ratinh durante um interval de temp T para se manter na mesma psiçã enquant crre é M E= g T m E=Mg T m E= g T M E=mg T nda g r cilindr camundng

2 Questã 06 Um ds fenômens da dinâmica de galáxias, cnsiderad cm evidência da existência de matéria escura, é que estrelas giram em trn d centr de uma galáxia cm a mesma velcidade angular, independentemente de sua distância a centr Sejam M 1 e M as prções de massa (unifrmemente distribuída) da galáxia n interir de esferas de rais R e R, respectivamente Nestas cndições, a relaçã entre essas massas é dada pr M = M 1 M = M 1 M = M 1 M = 8M 1 M =16M 1 Questã 07 Um crp de massa M, mstrad na figura, é pres a um fi leve, inextensível, que passa através de um rifíci central de uma mesa lisa Cnsidere que inicialmente crp se mve a lng de uma circunferência, sem atrit O fi é, entã, puxad para baix, aplicand-se uma frça F r, cnstante, a sua extremidade livre Pdems afirmar que: crp permanecerá a lng da mesma circunferência a frça F r nã realiza trabalh, pis é perpendicular à trajetória a ptência instantânea de F r é nula trabalh de F r é igual à variaçã da energia cinética d crp crp descreverá uma trajetória elíptica sbre a mesa F r M Questã 08 Uma esfera metálica islada, de 10,0cm de rai, é carregada n vácu até atingir ptencial U = 9,0V Em seguida, ela é psta em cntat cm utra esfera metálica islada, de rai R = 5,0cm Após atingid equilíbri, qual das alternativas abaix melhr descreve a situaçã física? É dad que 1 9 =9,010 Nm/C πε -10 A esfera mair terá uma carga de 0,66 10 C A esfera mair terá um ptencial de,5 V -10 A esfera menr terá uma carga de 0,66 10 C A esfera menr terá um ptencial de,5 V A carga ttal é igualmente dividida entre as esferas Questã 09 Um dispsitiv deslca, cm velcidade cnstante, uma carga de 1,5C pr um percurs de 0,0cm através de um camp elétric unifrme de intensidade,0 10 N/C A frça eletrmtriz d dispsitiv é V 00 V 00 V 0 10 V 600 V Questã 10 Send dad que 1J = 0,9cal, valr que melhr expressa, em calrias, calr prduzid em 5 minuts de funcinament de um ferr elétric, ligad a uma fnte de 10 V e atravessad pr uma crrente de 5,0 A, é 7,0 10 0, , , 10, 10 Questã 11 Para se prteger d apagã, dn de um bar cnectu uma lâmpada a uma bateria de autmóvel (1,0V) Sabend que a lâmpada dissipa 0,0W, s valres que melhr representam a crrente I que a atravessa e sua resistência R sã, respectivamente, dads pr I = 6,6A e R = 0,6 Ω I = 6,6A e R = 0,18 Ω I=6,6A e R=,6Ω I =,A e R = 7, Ω I=,A e R=,6Ω

3 Questã 1 Numa prática de labratóri, um estudante cnectu uma bateria a uma resistência, btend uma crrente i 1 Ligand em série mais uma bateria, idêntica à primeira, a crrente passa a valr i Finalmente, ele liga as mesmas baterias em paralel e a crrente que passa pel dispsitiv trna-se i Qual das alternativas abaix expressa uma relaçã existente entre as crrentes i,i 1 ei? i i = i1 ( i ) i i = i1 ( i ) i i = i1 ( i ) i i = i1 ( i ) i i = i1 ( i ) Questã 1 Um capacitr de capacitância igual a send entã descarregad até -6 0,5 10 F é carregad até um ptencial de 5 1,00 10 V, 5 0,0 10 V num interval de temp de 0,10 s, enquant transfere energia para um equipament de rais-x A carga ttal, Q, e a energia, ε, frnecidas a tub de rais-x, sã melhr representadas respectivamente pr Q = 0,005C e ε = 150 J Q = 0,05C e ε = 150 J Q = 0,05C e ε = 1050 J Q = 0,015C e ε = 150 J Q = 0,015C e ε = 1050 J Questã 1 Uma máquina térmica reversível pera entre dis reservatóris térmics de temperaturas 100 C e 17 C, respectivamente, gerand gases aquecids para acinar uma turbina A eficiência dessa máquina é melhr representada pr 68% 6,8% 0,68% 1%,1% Questã 15 Um pedaç de gel flutua em equilíbri térmic cm uma certa quantidade de água depsitada em um balde À medida que gel derrete, pdems afirmar que nível da água n balde aumenta, pis haverá uma queda de temperatura da água nível da água n balde diminui, pis haverá uma queda de temperatura da água nível da água n balde aumenta, pis a densidade da água é mair que a densidade d gel nível da água n balde diminui, pis a densidade da água é mair que a densidade d gel nível da água n balde nã se altera Questã 16 Um pequen tanque, cmpletamente preenchid cm 0,0 l de gaslina a 0 F, é lg a seguir transferid para uma garagem mantida à temperatura de 70-1 F Send γ = 0,001 C ceficiente de expansã vlumétrica da gaslina, a alternativa que melhr expressa vlume de gaslina que vazará em cnseqüência d seu aqueciment até a temperatura da garagem é 0,507 l 0,90 l 1, 68 l 5,07 l 0,17 l

4 Questã 17 Deseja-se enrlar um slenóide de cmpriment z e diâmetr D, utilizand-se uma única camada de fi de cbre de diâmetr d enrlad mais junt pssível A uma temperatura de 75 C, a resistência pr unidade de cmpriment d fi é r Afim de evitar que a temperatura ultrapasse s 75 C, pretende-se restringir a um valr P a ptência dissipada pr efeit Jule O máxim valr d camp de induçã magnética que se pde bter dentr d slenóide é B = µ B = µ B = µ B = µ B = µ 1 P rdzd πp rdzd P πrdzd P πrdzd P πrdzd 1 Questã 18 Um pesquisadr percebe que a freqüência de uma nta emitida pela buzina de um autmóvel parece cair de 8 hz para 66 hz à medida que autmóvel passa pr ele Sabend que a velcidade d sm n ar é 0 m/s, qual das alternativas melhr representa a velcidade d autmóvel? 10,8m/s 1,6m/s 5, m/s 16,m/s 8,6m/s Questã 19 A figura mstra uma espira cndutra que se deslca cm velcidade cnstante v numa regiã cm camp magnétic unifrme n espaç e cnstante n temp Este camp magnétic frma um ângul θ cm plan da espira A frça eletrmtriz máxima prduzida pela variaçã de flux magnétic n temp crre quand B r θ =0 nda θ =0 θ =5 θ =60 l a θ ˆn - perpendicular a plan da espira v r Questã 0 Um trech da música Quanta, de Gilbert Gil, é reprduzid n destaque a lad As frases Quantum granulad n mel e Quantum ndulad d sal relacinam-se, na Física, cm Cnservaçã de Energia Cnservaçã da Quantidade de Mviment Dualidade Partícula-nda Princípi da Causalidade Cnservaçã d Mment Angular Fragment infinitésim, Quase que apenas mental, Quantum granulad n mel, Quantum ndulad d sal, Mel de urâni, sal de rádi Qualquer cisa quase ideal

5 As questões dissertativas, numeradas de 1 a 0, devem ser respndidas n cadern de sluções Questã 1 Estams habituads a tmar sucs e refrigerantes usand canudinhs de plástic Neste prcess estã envlvids alguns cnceits físics imprtantes Utilize seus cnheciments de física para estimar máxim cmpriment que um canudinh pde ter e ainda permitir que a água chegue até a bca de uma pessa Cnsidere que canudinh deve ser sugad sempre na psiçã vertical Justifique suas hipóteses e assuma, quand julgar necessári, valres para as grandezas físicas envlvidas 5 Dad: 1atm = 1,01 10 N/m Questã Mediante chave seletra, um chuveir elétric tem a sua resistência graduada para dissipar,0kw n invern,,0kw n utn,,0kw na primavera e 1,0kW n verã Numa manhã de invern, cm temperatura ambiente de 10 C, fram usads 10,0l de água desse chuveir para preencher s 16% d vlume faltante d aquári de peixes rnamentais, de md a elevar sua temperatura de C para 8 C Sabe-se que 0% da energia é perdida n aqueciment d ar, a densidade da água é ρ =1,0g/cm e calr específic da água é,18j/gk Cnsiderand que a água d chuveir fi clhida em 10 minuts, em que psiçã se encntrava a chave seletra? Justifique Questã Um ginási de esprtes fi prjetad na frma de uma cúpula cm rai de curvatura R=9,0m,apiada sbre uma parede lateral cilíndrica de rai y=5,0m e altura h=10,0m, cm R mstrad na figura A cúpula cmprta-se cm um espelh esféric de distância fcal f=, refletind ndas snras, send seu tp vértice d espelh Determine a psiçã d fc relativa a pis d ginási Discuta, em terms físics as cnseqüências práticas deste prjet arquitetônic R h y Questã Billy snha que embarcu em uma nave espacial para viajar até distante planeta Gama, situad a 10,0 ans-luz da Terra Metade d percurs é percrrida cm aceleraçã de 15 m/s, e restante cm desaceleraçã de mesma magnitude Desprezand a atraçã gravitacinal e efeits relativistas, estime temp ttal em meses de ida e vlta da viagem d snh de Billy Justifique detalhadamente Questã 5 Uma massa é liberada a partir d repus de uma altura h acima d nível d sl e desliza sem atrit em uma pista que termina em um lp de rai r, cnfrme indicad na figura Determine ângul θ relativ à vertical e a pnt em que a massa perde cntat cm a pista Expresse sua respsta cm funçã da altura h, d rai r e da aceleraçã da gravidade g h > r r

6 Questã 6 Um tub capilar fechad em uma extremidade cntém uma quantidade de ar aprisinada pr um pequen vlume de água A 7,0 C e à pressã atmsférica (76,0cm Hg) cmpriment d trech cm ar aprisinad é de 15,0cm Determine cmpriment d trech cm ar aprisinad a 17,0 C Se necessári, empregue s seguintes valres da pressã de vapr da água: 0,75cm Hg a 7,0 0 C e 1,cm Hg a 17,0 C água Questã 7 Uma pequena pedra repusa n fund de um tanque de x m de prfundidade Determine menr rai de uma cbertura circular, plana, paralela à superfície da água que, flutuand sbre a superfície da água diretamente acima da pedra, impeça cmpletamente a visã desta pr um bservadr a lad d tanque, cuja vista se encntra n nível da água Justifique Dad: índice de refraçã da água n = w ar Questã 8 Clabrand cm a campanha de ecnmia de energia, um grup de escteirs cnstruiu um fgã slar, cnsistind de um espelh de alumíni curvad que fca a energia térmica incidente sbre uma placa cletra O espelh tem um diâmetr efetiv de 1,00m e 70% da radiaçã slar incidente é aprveitada para de fat aquecer uma certa quantidade de água Sabems ainda que fgã slar demra 18, minuts para aquecer 1,00l de água desde a temperatura de 0 C até 100 C, e que, J é a energia necessária para elevar a temperatura de 1,00l de água de 1,000 K Cm base ns dads, estime a intensidade irradiada pel Sl na superfície da Terra, em W/m Justifique Questã 9 Vcê dispõe de um dispsitiv de resistência R = 5r ; e de baterias idênticas, cada qual cm resistência r e frça eletrmtriz V Cm seriam assciadas as baterias, de md a bter a máxima crrente que atravesse R? Justifique -1,6 Questã 0 Um átm de hidrgêni tem níveis de energia discrets dads pela equaçã E n = ev n n Z / n 1 Sabend que um fótn de energia 10,19 ev excitu átm d estad fundamental em que { } (n = 1) até estad p, qual deve ser valr de p? Justifique,