Lista de exercícios de física

Transcrição

1 Lista de exercícios de física Nível: Medicina Obs1: Este teste é para você que já está estudando a algum tempo para medicina, se começou agora cuidado, você pode se frustrar. A ideia é que você possa descobrir se está no caminho certo, o que você precisa estudar. Questão 3: (UEM) Dois móveis A e B partem simultaneamente de um mesmo ponto, em trajetória retilínea e no mesmo sentido. As velocidades, em função do tempo t, em segundos, dos movimentos de A e de B são representadas no gráfico abaixo. Considerando o exposto, assinale o que for correto. Obs2: Não selecionei as questões mais difíceis, escolhi as mais completas dentro de suas próprias áreas de conhecimento. Questão 1: (PUC-RS-2003) A energia de um fóton é diretamente proporcional a sua freqüência, com a constante de Planck, h, sendo o fator de proporcionalidade. Por outro lado, podese associar massa a um fóton, uma vez que ele apresenta energia (E = mc 2 ) e quantidade de movimento. Assim, a quantidade de movimento de um fóton de freqüência f propagando-se com velocidade c se expressa como: a) c 2 / hf b) hf / c 2 c) hf / c d) c / hf e) cf / h Questão 2: (Mack-2007) Dispõe-se de um conjunto de fios e polias ideais para um determinado experimento. Quatro dessas polias são associadas conforme a ilustração ao lado, sendo três móveis e uma fixa. No fio que passa pela polia fixa, suspende-se o corpo de massa m e o conjunto é mantido em repouso por estar preso ao solo, por meio de fios e de um dinamômetro (d) de massa desprezível, que registra 400 N. Num determinado instante, corta-se o fio no ponto onde se mostra a tesoura (t) e o corpo de massa m cai livremente. Após 1,00 segundo de queda, esse corpo possui quantidade de movimento de módulo igual a: 01) No instante t = 20 s, os móveis têm a mesma velocidade. 02) As acelerações a A (t) e a B (t), em função do tempo t, dos móveis A e B respectivamente, satisfazem a A (t) > a B (t), em que 0 < t < ) Entre 30 s e 40 s, o móvel B permaneceu em repouso. 08) Até o instante t = 40 s, o móvel B não havia alcançado o móvel A. 16) Entre os instantes t = 0 e t = 60 segundos, os móveis A e B percorreram a mesma distância. Questão 4: (Mack-2005) A figura mostra 5 forças representadas por vetores de origem comum, dirigindo-se aos vértices de um hexágono regular. Sendo 10N o módulo da força F C, a intensidade da resultante dessas 5 forças é: a) 50N b) 45N c) 40N d) 35N e) 30N

2 Questão 5: (MACKENZIE-SP) Os corpos A e B da figura ao lado são idênticos e estão ligados por meio de um fio suposto ideal. A polia possui inércia desprezível, a superfície I é altamente polida e o coeficiente de atrito cinético entre a superfície II e o corpo B é = 0,20. Em determinado instante, o corpo A está descendo com velocidade escalar 3,0 m/s. Após 2,0 s, sua velocidade escalar será: a) 0 b) 1,0m/s c) 2,0m/s d) 3,0m/s e) 4,0m/s Questão 6: (ITA-SP) A figura representa o esquema simplificado de um circuito elétrico em uma instalação residencial. Um gerador bifásico produz uma diferença de potencial (d.d.p) de 220 V entre as fases e uma ddp de 110 V entre o neutro e cada uma das fases. No circuito estão ligados dois fusíveis e três aparelhos elétricos, com as respectivas potências nominais indicadas na figura. Admitindo que os aparelhos funcionam simultaneamente durante duas horas, calcule a quantidade de energia elétrica consumida em quilowatt-hora (kwh) e, também, a capacidade mínima dos fusíveis, em ampére. Questão 7: (ITA-2005) Em uma impressora a jato de tinta, gotas de certo tamanho são ejetadas de um pulverizador em movimento, passam por uma unidade eletrostática onde perdem alguns elétrons, adquirindo uma carga q, e, a seguir, se deslocam no espaço entre placas planas paralelas eletricamente carregadas, pouco antes da impressão. Considere gotas de raio igual a 10 μm lançadas com velocidade de módulo v = 20 m/s entre placas de comprimento igual a 2,0 cm, no interior das quais existe um campo elétrico vertical uniforme, cujo módulo é E = 8, N/C (veja figura). Considerando que a densidade da gota seja de 1000 kg/m 3 e sabendo-se que a mesma sofre um desvio de 0,30 mm ao atingir o final do percurso, o módulo da sua carga elétrica é de: a) 2, C. b) 3, C. c) 6, C. d) 3, C. e) 1, C. Questão 8: (Unicamp) A Física de Partículas nasceu com a descoberta do elétron, em Em seguida foram descobertos o próton, o nêutron e várias outras partículas, dentre elas o píon, em 1947, com a participação do brasileiro César Lattes. a) Num experimento similar ao que levou à descoberta do nêutron, em 1932, um nêutron de massa m desconhecida e velocidade = m/s colide frontalmente com um átomo de nitrogênio de massa M = 14u (unidade de massa atômica) que se encontra em repouso. Após a colisão, o nêutron retorna com velocidade v e o átomo de nitrogênio adquire uma velocidade V = m/s. Em conseqüência da conservação da energia cinética, a velocidade de afastamento das partículas é igual à velocidade de aproximação. Qual é a massa m, em unidades de massa atômica, encontrada para o nêutron no experimento? b) O Grande Colisor de Hádrons (Large Hadron ColliderLHC) é um acelerador de partículas que tem, entre outros propósitos, o de detectar uma partícula, prevista teoricamente, chamada bóson de Higgs. Para esse fim, um próton com energia de E = ev colide frontalmente com outro próton de mesma energia produzindo muitas partículas. O comprimento de onda (λ) de uma partícula fornece o tamanho típico que pode ser observado quando a partícula interage com outra. No caso dos prótons do LHC, E = hc /λ, onde h = ev. s, e c = m/s. Qual é o comprimento de onda dos prótons do LHC?

3 Questão 9: (UEM) Dentre as alternativas a seguir, assinale o que for correto. 01. Um foguete não será mais atraído pela Terra quando ele chegar a regiões fora da atmosfera terrestre. 02. Dois satélites, A e B, estão em uma mesma órbita circular em torno da Terra e possuem a mesma velocidade. Como a massa do satélite A é maior que a massa do satélite B (ma > mb), o período do satélite A é maior que o do satélite B. 04. Se a velocidade angular do movimento de rotação de Júpiter é ω = (π/5) rad/h, ele gasta 10 horas para dar uma volta completa. Questão 11: (UEL) Um corpo de massa 0,200 kg é pendurado numa mola de massa desprezível e constante elástica k. Em seguida, ele é puxado mais 0,03 m para baixo e é solto para oscilar livremente na vertical, ao longo do eixo y. Quando o corpo é solto, um cronômetro é acionado e, ao mesmo tempo, uma fita de papel, disposta no plano vertical, passa a se mover para a esquerda com velocidade constante v = 0,40 m/s. Uma grafite presa ao corpo registra, no papel, as posições y do referido corpo, em função do tempo t. O desenho registrado no papel é equivalente ao de uma onda transversal que se propaga para a direita com a velocidade v = 0,40 m/s. Considere = 3,14. Utilize a unidade N/m para k, e a unidade metro para y. A constante elástica k da mola e a equação da onda são, respectivamente: 08. Quando um satélite estacionário está em órbita, em torno do Sol, seu período é de 24 horas. 16. O período de translação do planeta Vênus em torno do Sol é menor do que o período de translação da Terra em torno do Sol. Tendo em vista essa afirmação e supondo que as órbitas dos planetas são circulares, pode-se concluir, pelas leis de Kepler, que o raio da órbita de Vênus é menor do que o raio da órbita da Terra. 32. Embora a Lua seja atraída pela Terra, ela não cai sobre nosso planeta porque há uma força centrífuga atuando na Lua, que equilibra a atração terrestre. 64. Um estudante, consultando uma tabela, verificou que a distância do planeta Saturno ao Sol é cerca de 10 vezes maior do que a distância da Terra ao Sol. Ele chegou à conclusão de que a força que o do Sol exerce sobre Saturno é cerca de 100 vezes menor do que a força que o Sol exerce sobre a Terra. a) k = 1,972 e y = 0,03 cos ( t) 8 b) k = 1,972 e y = - 0,03 cos (0,5 t) c) k = 19,72 e y = - 0,03 cos ( t) d) k = 1,972 e y = 0,03 cos [ (t + 1)] e) k = 19,72 e y = 0,03 cos [ (2t + 0,5)] Questão 12: (UECE) O gráfico abaixo mostra como varia, em função da temperatura absoluta, a energia interna (U) de 1 mol de um gás ideal, de massa molar 4 g/mol, mantido a volume constante: Some os itens corretos. Questão 10: (Pucsp-2000) Um raio de luz monocromática incide perpendicularmente em uma das faces de um prisma equilátero e emerge de forma rasante pela outra face. Considerando 3 =1,73 e supondo o prisma imerso no ar, cujo índice de refração é 1, o índice de refração do material que constitui o prisma será, aproximadamente, a) 0,08 b) 1,15 c) 2,00 d) 1,41 e) 2,82 No intervalo mostrado, os valores do trabalho realizado pelo gás nesta transformação, da quantidade de calor que o gás absorveu e do calor especifico (a volume constante, em cal/g C) do gás são, respectivamente: A) 0, 400, 4 B) 0, 400, 1 C) 400, 0, 4 D) -400, 400, 1

4 Questão 13: (FAAP-SP) Considere o esmeril de diâmetro de 200/ cm, acoplado ao eixo giratório do motor. O bloco, cujo calor específico vale 900 J/(kg C), é mantido simplesmente apoiado sobre o esmeril, mediante a canaleta lisa indicada na figura. Verifica-se que a taxa de elevação de temperatura do bloco é de 40 C por minuto. Considerando o coeficiente de atrito cinético entre o esmeril e o bloco igual a 0,6 e supondo que todo o calor liberado seja absorvido pelo bloco, calcule a freqüência de rotação do motor, em rpm. Questão 15: (MACKENZIE-SP) Um bloco maciço de ferro de densidade 8,0 g/cm 3 com 80 kg encontra-se no fundo de uma piscina com água de densidade 1,0 g/cm 3 e profundidade 3,0 m. Amarrandose a esse bloco um fio ideal e puxando esse fio de fora da água, leva-se o bloco à superfície com velocidade constante. Adote g = 10 m/s 2. A força aplicada a esse fio tem intensidade de: a) 8, N b) 7, N c) 6, N d) 3, N e) 1, N Questão 16: (Unicamp) Uma escada homogênea de 40kg apóia-se sobre uma parede, no ponto P, e sobre o chão no ponto C. Adote g=10m/s². Questão 14: (Fuvest) Uma partícula de carga q > 0 e massa m, com velocidade de módulo v e dirigida ao longo do eixo x no sentido positivo (veja figura adiante), penetra, através de um orifício, em O, de coordenadas (0,0), numa caixa onde há um campo magnético uniforme de módulo B, perpendicular ao plano do papel e dirigido "para dentro" da folha. Sua trajetória é alterada pelo campo, e a partícula sai da caixa passando por outro orifício, P, de coordenadas (a,a), com velocidade paralela ao eixo y. Percorre, depois de sair da caixa, o trecho PQ, paralelo ao eixo y, livre de qualquer força. Em Q sofre uma colisão elástica, na qual sua velocidade é simplesmente invertida, e volta pelo mesmo caminho, entrando de novo na caixa, pelo orifício P. A ação da gravidade nesse problema é desprezível. a) Localize, dando suas coordenadas, o ponto onde a partícula, após sua segunda entrada na caixa, atinge pela primeira vez uma parede. b) Determine o valor de v em função de B, a e q/m. a) Desenhe as setas representativas das forças peso, normal e de atrito em seus pontos de aplicação. b) É possível manter a escada estacionária não havendo atrito em P? Neste caso, quais os valores das forças normal e de atrito em C? Gabarito: 1 Letra C 2 Letra D Letra E 5 Letra C 6 - E = 12,76 kwh (fase +110V) = i fase + = 23A (fase 110V) = i fase = 35 A 7 Letra B 8 a) m = 0,93 u b) λ = 1,7 x m Letra B 11 Letra D 12 - Letra B rpm 14 - a) x = 2a e y = 0 b) v = ( q m )ab 15 - Letra B

5 16