CONHECIMENTOS ESPECÍFICOS

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1 CONHECIMENTOS ESPECÍFICOS A figua acima ilusta um sistema constuído de dois blocos de massas M e m, com M > m, ligados po um fio que passa po uma polia de aio R de massa não despezível. Os blocos, ao se deslocaem, patem do epouso. A pati dessas infomações e despezando-se as foças de atito em todo o sistema, julgue os póximos itens. 71 A aceleação com que o bloco de massa M se desloca independe da massa da polia. 72 A foça esultante que atua no bloco de massa m não é consevativa. Um bloco de massa m = 1,0 kg desliza, sem atito, sobe um plano inclinado de 30º, de uma altua H = 0,5 m. Na pate infeio do plano inclinado, enconta-se uma mola de constante elástica K = 620 N/m posicionada sobe um techo de extensão d = 0,2 m no plano, com atito, cujo coeficiente de atito cinético é μ= 0,2, confome apesentado na figua acima. Consideando essas infomações, que a aceleação da gavidade seja g = 9,8 m/s 2 e que 0,11 seja o valo apoximado da aiz positiva da equação 310x 2! 0,98x! 3,724 = 0, julgue os itens que se seguem. 73 Considee que, após compimi a mola, o bloco suba o plano até atingi uma altua h meno que H. Nessa situação, a enegia do bloco E h, nesse novo ponto, pode se expessa po E h =E H!E Q, em que E H é a enegia que ele tinha, inicialmente, na altua H, e E Q é a enegia témica dissipada no techo com atito. 74 Ao desce o plano, o bloco compime a mola em mais de 9 cm. 75 Caso o techo com atito sofa um aumento de tempeatua de 2 ºC, duante a compessão de mola, então a capacidade caloífica do mateial de que esta supefície é constituída seá maio que 40 mj/ºc. Julgue os itens a segui, a espeito da gavitação univesal. 76 À medida que se peneta em um buaco em dieção ao cento da Tea, consideada homogênea, o peso de um copo cai de h acodo com a seguinte equação: P ( 1 ), em que P é o peso do copo na supefície, R T é o aio da Tea e h é a pofundidade medida a pati da supefície. 77 Uma balança de baços pode se usada paa detemina a massa de um copo em qualque planeta. R T 5

2 Um cilindo maciço de altua H = 20 cm e diâmeto D = 5 cm flutua, totalmente imeso, no inteio de um ecipiente que contém dois fluidos: um, na pate supeio do ecipiente, de densidade ρ 1 = 700 kg/m³ e outo, na pate infeio do ecipiente, de densidade ρ 2 = kg/m³. O topo do cilindo, imeso dento do fluido, enconta-se em uma posição h = 1,6 cm abaixo da supefície supeio do ecipiente, e a base do cilindo enconta-se a uma distância x = 4 cm abaixo da supefície que sepaa os líquidos de densidades difeentes, confome epesentado na figua acima. Com base na figua apesentada e nas infomações acima e consideando que a aceleação da gavidade seja g = 9,8 m/s² e que 3,14 seja o valo apoximado de π, julgue os itens subsecutivos. 78 A pessão manomética na pate infeio do cilindo é meno que Pa. 79 A massa do cilindo é supeio a 0,40 kg. 80 O pincípio de Aquimedes não pode se aplicado à situação descita acima, pois as pessões em cada ponto do cilindo difeem devido à pesença de fluidos difeentes. Uma maneia de se epesenta o ciclo de Canot é mediante um gáfico em que a pessão P e o volume V são epesentados nas escalas logaítmicas (gáfico di-log), como o mostado na figua acima. Nessa epesentação, as etas paalelas coespondem ao mesmo tipo de tansfomação que é epesentada po meio do gáfico P V usual. Com base nessas infomações e na figua acima, julgue os póximos itens. 81 A vaiação de enegia intena Δ E a σ é maio que Δ E a δ. 82 As cuvas A B e D C são tansfomações adiabáticas. 83 A azão ente os caloes específicos a pessão e a volume constante,, é igual a 2. γ 6

3 A figua acima epesenta duas bobinas iguais, com N espias cada uma, pecoidas po uma coente I no mesmo sentido. Ambas as bobinas são coaxiais, têm aios iguais a a e estão sepaadas po uma distância d. Pode-se calcula o campo magnético B em qualque ponto ente essas duas bobinas aplicando-se a lei de Bio-Savat, μ0idl expessa po db =, em que µ 0 é a pemeabilidade 3 4π magnética do vácuo; dl é o elemento de compimento do fio situado a uma distância de onde se calcula o campo. Consideando as infomações acima, julgue os itens a segui. 84 Consideando-se que haja uma coente I somente na bobina 1, é coeto afima que, no ponto x, ao longo do eixo coaxial, o campo magnético poduzido po essa bobina pode se expesso 2 pela seguinte equação: Nµ 0I a B = x ˆ O compotamento da intensidade do campo magnético B ao longo do eixo coaxial x, caso a coente flua em uma única bobina situada em x = 0, seá epesentado pelo seguinte gáfico. 86 Paa que as espias sejam consideadas bobinas de Helmholtz, a elação ente a distância de sepaação d ente elas e o aio a de cada espia deve se igual a. 87 Tatando-se de bobinas de Helmholtz, o campo magnético na egião cental ente as duas bobinas é dado po 8Nµ 0 I B = xˆ. 3/2 5 a 7

4 Intenet:< As figuas acima coespondem, espectivamente, a uma foto e a um esquema de um aanjo expeimental que utiliza as bobinas de Helmholtz paa poduzi um campo magnético homogêneo B no cento de uma ampola contendo um gás nobe aefeito. Dento dessa ampola, um filamento aquecido A poduz elétons que são aceleados po uma difeença de potencial ε. Sob a ação do campo magnético B, os elétons descevem uma tajetóia cicula de diâmeto igual a s, confome ilustado na figua. Com base nessas infomações, julgue os itens seguintes. 88 A elação ente densidade de coente j, campo elético E e esistividade ρ A do filamento A pode se descita como j = ρ E. A 89 A velocidade v 0 do eléton pode se estimada mediante a expessão v 0 = 2eε m, em que e é a caga do eléton e m é sua massa. 90 A dieção do campo magnético B é pependicula à folha de papel, e o sentido é entando na folha. e 91 A azão caga-massa do eléton é dada po = 8 ε. 2 2 m s B 92 A potência dissipada nas bobinas pela foça magnética nos elétons que descevem a tajetóia cicula é nula. 8

5 O efeito fotoelético consiste, basicamente, na emissão de elétons induzida pela ação da luz. Na montagem expeimental, esquematizada na figua acima, é mostada placa metálica em que a luz incidente aanca elétons que vão paa o coleto geando uma coente que é detectada pelo ampeímeto A. O gáfico à dieita epesenta o típico compotamento da coente vesus a voltagem paa dois valoes de intensidade de luz incidente na fotocélula. Com base nessas infomações e consideando que a caga do eléton seja igual a 1, C, a velocidade da luz c, igual a m/s e a constante de Planck h, igual a 6, J.s, julgue os itens subsecutivos. 93 Do ponto de vista da mecânica clássica, deveia existi um g 0 paa cada intensidade, em elação à luz monocomática. No gáfico acima, quanto maio fo a intensidade da luz, mais enegia deveá se tansfomada em enegia cinética do eléton. 94 A função tabalho independe do tipo de mateial que compõe a placa. 95 Consideando-se g 0 = 2,0 V, o máximo compimento de onda da luz incidente na placa estaá na egião do ultavioleta. Consideando o gáfico acima, que epesenta posição x vesus tempo (t) de um objeto que oscila em tono de uma posição de equilíbio com movimento hamônico simples, julgue os itens que se seguem. 96 O gáfico epesenta uma função cosseno, em que a posição do objeto em função do tempo pode se devidamente expessa po 2πt xt () = Acos. T T 97 O gáfico epesenta uma função de peíodo A pimeia vez que o objeto passa pela posição de equilíbio T é em um tempo t 0 > A velocidade v do objeto em função do tempo t pode se devidamente expessa po, v x (t) = v max sen(wt), em que w epesenta a fequência angula e v max = wa. 100 A velocidade máxima (v max ) é atingida quando o objeto passa pelas posições x =!A e x = A. 9

6 Com elação às popiedades das ondas sonoas e eletomagnéticas, julgue os itens a segui. 101 A popagação de ondas eletomagnéticas no vácuo ocoe com a mesma velocidade, independentemente de suas fequências. 102 Quando o som se popaga no a, a enegia pesente em uma onda sonoa se dissipa em enegia témica. 103 Tanto as ondas sonoas quanto as ondas eletomagnéticas equeem um meio paa sua popagação. Aceca das popiedades da luz, julgue os itens subsequentes. 104 As ondas luminosas são longitudinais, potanto podem se polaizadas. 105 A intefeência e a difação constituem evidências da natueza ondulatóia da luz. 106 Quanto meno o compimento de onda da luz incidente sobe um obstáculo ou uma fenda em elação às suas dimensões, mais fotes seão os efeitos da difação. Com base na teoia da elatividade especial de Albet Einstein, julgue os póximos itens. 107 A não simultaneidade de eventos em um dado sistema de efeência, quando eles são simultâneos em outo sistema de efeência, é consequência do fato de que a luz sempe se popaga com o mesmo valo de velocidade paa todos os obsevadoes. 108 Consideando o pincípio da elatividade, confome poposto po A. Einstein, é coeto afima que as equações de Maxwell são vedadeias em qualque efeencial inecial. Em 1911, o físico bitânico Enest Ruthefod ealizou uma expeiência na qual um feixe de patículas alfa caegadas positivamente ea pojetado sobe uma película metálica muito fina de ouo. Essa expeiência evelou que a maio pate da massa do átomo concenta-se no núcleo. No que se efee a essa expeiência, julgue os itens que se seguem. 109 Idealizado a pati de sua expeiência, Ruthefod popôs um modelo atômico, no qual se consideava a foça coulombiana paa explica a inteação ente as patículas alfa e o núcleo atômico. 110 Na expeiência ealizada po Ruthefod, foi obsevado que a maioia das patículas alfa caegadas positivamente atavessava a película de ouo como se esta não existisse. 111 A maio pate das patículas alfa atavessava a película de ouo em tajetóias etilíneas, enquanto apenas uma pequena fação sofia pequenas deflexões. Em 1913, Niels Boh aplicou a teoia quântica de Planck e Einstein ao átomo nuclea de Enest Ruthefod e fomulou o modelo planetáio do átomo. Com elação a esse modelo, julgue os itens subsecutivos. 112 Os elétons podem ocupa apenas cetas óbitas especiais, nas quais há emissão de adiação eletomagnética pelos elétons aceleados. 113 A fequência f da adiação emitida pelos elétons, ao saltaem de um estado de enegia mais alto paa um estado de enegia mais baixo, pode se obtida pela equação E = hf, em que E é a difeença na enegia do átomo quando os elétons estão em óbitas difeentes e h é a constante de Planck. 114 O valo da caga elética existente no núcleo detemina o diâmeto das óbitas eletônicas. 115 No modelo planetáio do átomo, os elétons descevem óbitas ao edo do núcleo obedecendo às leis de Newton. Com elação à fissão e à fusão nucleaes, julgue os itens que se seguem. 116 Na fusão nuclea, os núcleos leves se combinam paa foma núcleos mais pesados, o que acaeta a diminuição da enegia de ligação do sistema. 117 Quando dois núcleos leves sofem fusão, a massa do núcleo esultante é maio que a massa dos núcleos individuais antes da fusão. 118 Na fissão nuclea, a absoção de um nêuton pelo núcleo de um átomo pesado, como, po exemplo, o U-235, é acompanhada pela sepaação desse núcleo em duas ou mais pates. A espeito da eflexão e da efação da luz, julgue os itens subsequentes. 119 Na efação, a luz aumenta a sua velocidade ao passa de um meio menos efingente paa um meio mais efingente. 120 Na eflexão difusa, os aios de luz incidentes em uma dada supefície são efletidos obedecendo a difeentes oientações angulaes. 10

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