CONCURSO DE ADMISSÃO AO CURSO DE GRADUAÇÃO FÍSICA

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1 CONCURSO DE DMISSÃO O CURSO DE GRDUÇÃO FÍSIC CDERNO DE QUESTÕES a QUESTÃO Valo: 1,0 Uma bóia náutica é constituída de um copo cilíndico vazado, com seção tansvesal de áea e massa m, e de um tonco de cone maciço com massa 7m, confome apesenta a figua abaixo. Em um deteminado instante, um saco de aeia de massa m é aemessado paa dento da bóia, que se enconta em epouso, atingindo o fundo do cilindo com velocidade vetical v e ajustando-se pefeitamente à sua supefície intena. dmitindo que o topo da bóia não abaixa além do nível da água (n.a.) e que não há atito no movimento, detemine a amplitude e a feqüência do movimento vetical adquiido pela bóia após o impacto. Dados: aceleação da gavidade: g; massa específica da água: µ a. n.a. Copo Cilíndico Tonco de Cone Maciço

2 2 a QUESTÃO Valo: 1,0 Um copo de massa m está peso a um fio de 0,5 m de compimento e desceve um movimento cicula sobe uma mesa hoizontal com aceleação angula constante de 2 ad/s 2. Quando o copo começa a se obsevado, a velocidade angula é 4 ad/s e o ângulo com o eixo x é zeo. Detemine, em função do tempo: a) o deslocamento angula e a velocidade angula; b) os vetoes posição, velocidade e aceleação em coodenadas catesianas; c) o toque da foça esultante em elação ao cento de otação. 3 a QUESTÃO Valo: 1,0 Uma montanha-ussa denominada Canto do Dagão possui uma siene no cao que emite um som com feqüência constante de Hz. Na pate do pecuso mostada na figua, o loop tem aio = 40 m e os segmentos C e FG são acos de cicunfeência com aio 2. No segmento o cainho desloca-se em um plano hoizontal com velocidade constante. Consideando que g = 10 m/s 2, que a velocidade do som é 320 m/s e que não há atito no sistema, pede-se: a) a feqüência ouvida po um obsevado no ponto O, quando o cainho passa po com a velocidade mínima necessáia paa executa o loop cicula completo; b) o esboço do gáfico da vaiação da feqüência com o tempo ente os pontos e H da pista, paa um obsevado situado no ponto O. E Siene 2 O G H C D=D' F 2 2 2

3 4 a QUESTÃO Valo: 0,5 Um banhista esolve medi a quantidade de enegia sola absovida pelo seu copo, deitado na aeia da paia, em um dia de sol, no momento em que a tempeatua ambiente é 50 o C. Paa tal, ele estima a áea do copo exposta à adiação em 1 m 2 e mede o tempo de exposição como sendo 3600 vezes o peíodo de um pêndulo simples. Se o peíodo deste pêndulo é 1 s à tempeatua de 20 o C e o coeficiente de dilatação linea do fio do pêndulo é 1,0 x 10-2 o C -1, detemine o valo da enegia calculada pelo banhista. Considee que: o banhista absove toda a adiação incidente; o pocesso de dilatação é instantâneo. Dados: aceleação da gavidade: 10 m/s 2 ; intensidade da Radiação Sola: 1320 W/m 2. 5 a QUESTÃO Valo: 1,0 Um pequeno bloco de mateial isolante elético está inicialmente em epouso no ponto a de um tilho ab confome a figua. O bloco sustenta um cuso metálico que faz contato com o ponto c de um fio esistivo cd, de compimento igual ao do tilho ab e com esistividade ς/cm.com a chave K inicialmente ligada no ponto e, há uma enegia de 64 µj amazenada no cicuito capacitivo. Em t = 0, a chave K é deslocada paa o ponto f. Nesse instante, a potência dissipada no esisto R 1 é 20 W e o bloco é libeado. Detemine o valo da coente indicada pelo ampeímeto, 0,4 s após o bloco inicia o deslizamento no tilho. Dado: g (aceleação da gavidade) = 10 m/s 2. 3

4 5 a QUESTÃO (CONTINUÇÃO) Valo: 1,0 C 2 = 0,4µF C 3 = 0,4µF C 1 = 0,3µF e f R 1 = 5Ω c E a h=0,3 m d 30 o b 6 a QUESTÃO Valo: 1,0 figua mosta uma baa inclinada C, que está ancoada po um cabo de 5 mm de diâmeto e sustenta um cubo com aesta de 50 cm de compimento. O ponto é fixo e pemite otação. Consideando a baa indefomável e o cabo inextensível, detemine o valo da foça de tação no cabo po unidade de áea, em MPa, paa que o conjunto baa, cabo e cubo pemaneça em equilíbio estável. Dados: massa específica linea da baa: 4 kg/m; massa específica volumética do cubo: 600 kg/m 3 ; aceleação da gavidade: 10 m/s 2. 4

5 6 a QUESTÃO (CONTINUÇÃO) Valo: 1,0 C 0,5 m 45 ο Cabo Cubo 1,5 m Foça de Tação no Cabo aa 1,5 m 7 a QUESTÃO Valo: 1,0 figua 1 mosta dois instantes de um copo de massa M apoiado em uma supefície hoizontal. No pimeio instante, o copo está penetando em uma egião onde existe um campo magnético constante, unifome e pependicula à supefície. No segundo instante, o copo enconta-se no inteio dessa egião. Quando a áea fomada pelo tiângulo O atinge o seu valo máximo, a chave ch do cicuito na figua 2 é fechada. No instante em que o copo atinge o ponto ( e coincidentes), a chave ch é abeta. Consideando que a supefície hoizontal não altea o campo magnético, detemine a enegia cinética do copo ao enta na egião paa que a enegia dissipada no esisto seja π J. Dados: caga do copo: 10 µc; campo magnético: 0,3 T; d = m. d figua 1 O instante 01 figua 2 ch egião submetido ao campo magnético instante V 5 ohm. 5

6 8 a QUESTÃO Valo: 1,0 Um deteminado equipamento de guea eletônica opea emitindo um pulso eletomagnético muito intenso de cuta duação. Paa obte esse pulso, necessita-se de uma fonte que gee a vaiação de tensão descita no gáfico da figua. Um engenheio está pojetando o geado de alta tensão esboçado na figua, composto de um capacito especial que inicia a sua opeação conectado a uma fonte de 100 V. pós se plenamente caegado, o capacito é desconectado da fonte. Em seguida, o dielético é extaído na dieção mostada na figua, ficando vácuo no seu luga. Consideando que a massa do dielético é despezível e que os valoes de igidez dielética do vácuo e do dielético são compatíveis com a tensão final, calcule: a) a constante dielética necessáia ao dielético paa o coeto funcionamento do sistema; b) a potência necessáia paa etia completamente o dielético do capacito. Dado: capacitância inicial do capacito: 1 mf. U Placa Metálica V 100 V U Dielético Sentido do deslocamento do dielético 100 V Placa Metálica 10 ms tempo 9 a QUESTÃO Valo: 1,0 figua abaixo ilusta um sistema de vasos comunicantes, em cujas abetuas são colocadas as platafomas 1 e 2, com áeas S 1 e S 2, massas despezíveis e apoiadas sobe o líquido que peenche os vasos, fazendo contato sem atito com as paedes dos mesmos. Sobe as platafomas 1 e 2 são apoiados, espectivamente, os blocos, de massa m, e, confome mosta a figua. Um fio inextensível é peso aos dois blocos, passando po uma oldana fixa. O fio faz um ângulo θ com a hoizontal na ligação com o bloco e é vetical na ligação com o bloco. O coeficiente de atito estático dos blocos com as platafomas é dado po µ e. No limia do equilíbio estático do sistema, detemine: 6

7 9 a QUESTÃO (CONTINUÇÃO) Valo: 1,0 a) a foça de tação aplicada sobe o fio; b) a massa m do bloco. θ µ e Platafoma 1 Platafoma 2 10 a QUESTÃO Valo: 1,0 Um efigeado enconta-se em uma sala cuja tempeatua é 27 C. Constata-se que a enegia etiada do ambiente efigeado é 27 kj e que são necessáios 4 kj paa o funcionamento desse efigeado. Sabendo que esta máquina témica opea em um ciclo temodinâmico e seu endimento é 75% do máximo teoicamente admissível, detemine a tempeatua intena do efigeado, em gaus Celsius. 7

8 RSCUNHO 8

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