PROAC / COSEAC - Gabarito. Prova de Física. 1 a Questão: (2,0 pontos) Q Q. Figura I Figura II. Figura III

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1 Prova de Física a Questão: (,0 ontos) Uma esfera de ferro com massa M = 0,50 Kg, resa a um fio inextensível de comrimento l =,5 m, descreve uma circunferência vertical de raio igual ao comrimento do fio A velocidade da esfera ao assar elo onto P é 3,0 m/s a) Reresente as forças que atuam na esfera na situação ilustrada ela figura ao lado b) Considerando a aceleração local g = 0 m/s, determine o valor da tração no fio, quando a esfera assa elo onto P l Q P c) Aós algumas voltas, o fio arrebenta quando a esfera, que gira no sentido antihorário, está assando elo onto Q Dentre as figuras a seguir, identifique aquela que melhor reresenta a trajetória seguida ela esfera, aós o fio arrebentar Q Q Q Figura I Figura II Figura III a) Tração (T) Peso (P)

2 v b) T P = M l T = P + M v l v T = M g + M l T = 5,0 + 0,5 x 9,5 T = 8,0 N c) Figura III

3 a Questão: (,0 ontos) O bloco (), de massa m, encontra-se em reouso na base horizontal de uma rama Um segundo bloco (), de massa M = 3m, é abandonado no too da rama, a uma altura de 0,80 m em relação à base horizontal, conforme reresenta a figura Dado: g = 0 m/s 0,80 m O bloco () desce a rama e colide frontalmente com o bloco () Aós o choque, os dois assam a se deslocar juntos Considerando desrezível o atrito, determine a velocidade do bloco (): a) antes da colisão b) aós a colisão a) M g h = M v v = gh v = x 0 x 0, 80 v = 4,0 m/s b) M v = (m + M) v v = M v m + M v = 3 m 4m x 4,0 v' = 3,0m / s

4 3 a Questão: (,0 ontos) Uma certa massa de um gás ideal evolui do estado A ara o estado B, através de distintos rocessos A seguir, nos diagramas ressão () x volume (v), estão reresentados os rocessos aos quais a massa de gás foi submetida P A P A P A B P B B P v v v P v v v v v v Diagrama I Diagrama II Diagrama III Sabendo que o diagrama I reresenta um rocesso isotérmico, resonda: Qual dos três diagramas reresenta a evolução em que ocorreu maior troca de calor? Justifique sua resosta Como a evolução I é aenas um rocesso isotérmico T A = T B, logo nas três evoluções U = 0 A maior realização de trabalho (W) ocorreu na evolução III Pela a ei da Termodinâmica: U = Q W Q = W Dessa forma, ocorreu maior troca de calor (Q) na evolução reresentada no diagrama III

5 4 a Questão: (,0 ontos) Uma lente convergente () fornece a imagem quatro vezes maior de um objeto real(o) Essa imagem é rojetada numa tela (T) situada a,0 m do objeto T O Determine:,0 m a) a natureza e a osição da imagem; b) a distância focal da lente; c) uma segunda osição da lente, entre esse objeto e essa tela, em que há rojeção de outra imagem nítida do objeto; d) a osição e as características da imagem na situação considerada no item c a) A imagem é real + =,0 m ' A = ' = 4 ' 4 + ' =,0 5' = 8,0 ' =,6 m b) Como =,6 m = 0,40 m = f + ' = f 0,40 +,6 f,6 = 5 f = 0,3 m c) Uma outra imagem nítida será obtida quando as abscissas da imagem e do objeto forem trocadas ogo, a lente deverá situar-se a,6 m do objeto

6 d) = 0,40 m ' 0,40 A = A =,6 invertida e quatro vezes menor que o objeto A = - 4 ; logo a imagem será real,

7 5 a Questão: (,0 ontos) Quatro cargas elétricas ontuais ocuam os vértices de um quadrado de lado, conforme indica a figura a) Reresente a direção e o sentido do camo elétrico resultante das quatro cargas no centro (C) do quadrado b) Determine o módulo do camo elétrico resultante no onto C, em função de k, q e, sendo k a constante eletrostática c) Determine a direção, o sentido e o módulo (em função de k, q e ) da força elétrica a que estará sujeita uma carga de rova q colocada no centro do quadrado -q - q c - q q E E 3 a) E logo o camo resultante terá direção diagonal, aontando ara a carga q E 4 b) Ε = Ε + Ε Ε = kq kq + d d Ε = 3kq d x x = + = d = logo Ε = 3kq kq Ε = 6 4

8 kq c) F = Εq F = 6, mesma direção do camo e sentido contrário

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