FÍSICA. Resposta: 80. Justificativa: As equações horárias são: x A = ½ a A t 2 e x B = ½ a B t 2. No encontro x A = x B.

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1 FÍSICA Daos: Aceleração a graviae: 1 m/s Densiae o mercúrio: 13,6 g/cm 3 Pressão atmosférica: 1,x1 5 N/m Constante eletrostática: k = 1/4 = 9,x1 9 N.m /C 1. Dois veículos partem simultaneamente o repouso e se movem ao longo a mesma reta, um ao encontro o outro, em sentios opostos. O veículo A parte com aceleração constante igual a a A =, m/s. O veículo B, istano = 19, km o veículo A, parte com aceleração constante igual a a B = 4, m/s. Calcule o intervalo e tempo até o encontro os veículos, em segunos. Resposta: 8 As equações horárias são: x A = ½ a A t e x B = 19 ½ a B t. No encontro x A = x B. Logo, t = ( x 19/( + 4)) 1/ = 8 s.. Um bloco e massa m = 4, kg é impulsionao sobre um plano inclinao com velociae inicial v = 15 m/s, como mostra a figura. Ele esliza em um movimento escenente por uma istância L = 5, m, até parar. Calcule o móulo a força resultante que atua no bloco, ao longo a ecia, em newtons. v m Resposta: 9 No MUV tem-se, 3 o v = v a (x) a = 15 /(5) =,5 m/s. Pela seguna lei e Newton F = ma = 9 N. 3. O martelo e ferro e 1,5 tonelaas, e um bate-estaca, cai em quea livre e uma altura e 5, m, a partir o repouso, sobre uma estaca e cimento. O martelo não rebate após a colisão, isto é, permanece em contacto com a estaca. A força exercia pela estaca sobre o martelo varia com o tempo e acoro com o gráfico a seguir. Calcule o valor a força máxima F max, em uniaes e 1 3 N. Despreze toas as peras e energia existentes entre o martelo e a guia, bem como com as emais engrenagens.

2 F max,1,,3 t(s) Resposta: 75 O momento linear o martelo será totalmente transferio para a estaca, portanto a iferença e momento linear imeiatamente antes e epois a colisão será igual ao impulso aplicao na estaca pelo martelo. J p J área sob a curva F t p Área Fmax mv m gh,3,1 F max F max 1, N,4,4 m Um objeto e, kg é lançao a partir o solo na ireção vertical com uma velociae inicial tal que o mesmo alcança a altura máxima e 1 m. O gráfico mostra a epenência a força e atrito F a, entre o objeto e o meio, com a altura. Determine a velociae inicial o objeto, em m/s. Fa(N) Força e atrito 1, 8, 6, 4,, Altura h (m)

3 Resposta: 5 A variação a energia mecânica é igual ao trabalho realizao pela força e atrito. A energia issipaa será aa pela área sob o gráfico F a Altura. 1 E i E f E is, one E is mv mgh max 5 i v i v i 5 m s 5 N 5. Uma trave, e massa M = 4,6 kg, é mantia na posição horizontal apoiaa lateralmente em uma paree e por meio e um cabo e massa esprezível e inextensível, como mostrao na figura. Consierano que não haja atrito entre a trave e a paree, calcule a tração sobre o cabo, em newtons. 6 o cabo trave Resposta: 9 T 6º Mg Da conição e equilíbrio na vertical tem-se, Tcos(6) P =. Logo, T = mg/ cos(6) = 9 N. 6. O balão e viro a figura contém um gás ieal à temperatura e 7 o C. O balão está conectao a um tubo em U conteno mercúrio, através e um capilar fino. A outra extremiae o tubo em U está aberta para a atmosfera. Se a região one está localizao o balão é aquecia para uma temperatura e 19 o C, etermine o esnível alcançao pelas colunas e mercúrio ao pela altura h. Despreze o volume o gás que penetra no braço esquero o tubo em comparação com o volume o balão. Dê a sua resposta em centímetros.

4 h Gás Gás T = 7ºC T = 19ºC Resposta: 5 Utilizano a lei os gases ieais P1V1 PV, one V 1 V (o volume o gás no tubo em U é esprezível) T 1 T P 1 Pressão atmosférica P atm ; P P atm gh One : 13,6 g/cm 3 e g 1 m s ;T1 3K e T 4K P P gh P 1 5 atm atm atm T 4 h 1 1,5 m 5 cm T 1 T g T 1 1, O gálio (Ga) é um metal cuja temperatura e fusão, à pressão atmosférica, é aproximaamente igual a 3 o C. O calor específico méio o Ga na fase sólia é em torno e,4 kj/(kg. o C) e o calor latente e fusão é 8 kj/kg. Utilizano uma fonte térmica e 1 W, um estuante etermina a energia necessária para funir completamente 1 g e Ga, a partir e o C. O gráfico mostra a variação a temperatura em função o tempo as meições realizaas pelo estuante. Determine o tempo total t T que o estuante levou para realizar o experimento. Suponha que too o calor fornecio pela fonte é absorvio pela amostra e Ga. Dê a sua resposta em segunos. T ( o C) 3 t T t (s)

5 Resposta: 9 O tempo total gasto, t T, eve ser igual à soma os tempos gastos para aquecer os 1 g e Ga ese até 3 o C mais o tempo gasto para funir too o material. t T tt t T t T Q3 QL P P m c 3 m L 1 1,1 4 3, segunos 8. Na figura abaixo, mostra-se uma ona mecânica se propagano em um elástico submetio a um certa tensão, na horizontal. A freqüência a ona é f = 74 Hz. Calcule a velociae e propagação a ona, em m/s. v 15 cm Resposta: 74 Da figura tem-se, 3/ =,15 m =,1 m. v = f =,1 x 74 = 74 m/s. 9. Uma ona estacionária se forma em um fio fixao por seus extremos entre uas parees, como mostrao na figura. Calcule o comprimento e ona esta ona estacionária, em metros. 6, m

6 Resposta: 1 Em uma ona estacionária a istância entre ois nós consecutivos é / = 6 m. Logo, = 1 m. 1. Um raio e luz incie na parte curva e um cilinro e plástico e seção semicircular formano um ângulo i com o eixo e simetria. O raio emerge na face plana formano um ângulo r com o mesmo eixo. Um estuante fez meias o ângulo r em função o ângulo i e o resultao está mostrao no gráfico r versus i. Determine o ínice e refração este plástico. eixo e simetria i r 9 r (graus) i (graus) Resposta: A partir o gráfico poemos eterminar o ângulo crítico one ocorre a reflexão interna total na face plana. Isto ocorre para i,crit = 3 o e r = 9 o. Neste caso temos n sen (3) sen(9) n 11. Um objeto e altura 1, cm é colocao perpenicularmente ao eixo principal e uma lente elgaa, convergente. A imagem formaa pelo objeto tem altura e,4 cm e é invertia. A istância entre o objeto e a imagem é e 56 cm. Determine a istância entre a lente e o objeto. Dê sua resposta em centímetros.

7 Objeto Imagem Resposta: 4 ' i Usano o esquema acima, temos que ' i (1) Amplificação : m i,4 1, i 4. 1 () Substituino () em (1), temos ' cm cm 14 4 cm 1. Três cargas elétricas, q 1 = 16 C, q = + 1, C e q 3 = 4, C, são mantias fixas no vácuo e alinhaas, como mostrao na figura. A istância = 1, cm. Calcule o móulo o campo elétrico prouzio na posição a carga q, em V/m. q 1 q q 3 Resposta: E = E 1 + E 3 = k 16 C/4 + k 4 C/ = V/m 13. O gráfico mostra a epenência o potencial elétrico criao por uma carga pontual, no vácuo, em função a istância à carga. Determine o valor a carga elétrica. Dê a sua resposta em uniaes e 1-9 C.

8 1 Potencial elétrico (V) Distância (m) Resposta: 5 O potencial elétrico será ao por 1 Q V 4 r 9 Q V 9 1 r Pegano o ponto r,15 3,15 Q 5 nc m e V 3 V, temos 14. No circuito RC, mostrao abaixo, a chave Ch está aberta. Inicialmente o capacitor está carregao e sua p é V C = V. A chave Ch é fechaa e uma corrente elétrica começa a circular pelo circuito. Calcule a intensiae a corrente elétrica inicial que circula no resistor, em ampères. Ch R= + =1V C Resposta: 5 Usano-se a lei as tensões tem-se V R V C = V R = V C = 1 V. Logo, I = V R /R = 5 A. 15. Uma partícula carregaa eletricamente penetra em uma região o espaço, no vácuo, one há um campo magnético uniforme e constante. O vetor campo magnético B é perpenicular a velociae inicial a partícula. Neste contexto, poemos afirmar que:

9 -) Embora a partícula esteja carregaa, não há força sobre a mesma pois não há campo elétrico na região consieraa, somente campo magnético; 1-1) Embora não haja um campo elétrico, há uma força sobre a partícula porque ela está carregaa e se move na presença e um campo magnético; -) Embora haja uma força sobre a partícula, ela não a acelera, pois a força é perpenicular a trajetória a partícula; 3-3) Embora haja uma força sobre a partícula, não há trabalho realizao por esta força; 4-4) A energia mecânica a partícula cresce à meia que ela se esloca. Resposta: FVFVF -) Falsa. Há força magnética. 1-1) Veraeira. Há força magnética. -) Falsa. Há aceleração pois a força mua a ireção o vetor velociae. 3-3) Veraeira. Não há trabalho realizao pois a força é perpenicular ao eslocamento a partícula. 4-4) Falsa. Como não há trabalho realizao a energia mecânica é constante. 16. Com relação à teoria a relativiae especial e aos moelos atômicos poemos afirmar que: -) A velociae a luz no vácuo inepene a velociae a fonte e luz. 1-1) As leis a física são as mesmas em toos os referenciais inerciais. A única exceção ocorre em fenômenos físicos que ocorram sob graviae nula. -) É impossível eterminar simultaneamente a velociae e a posição o elétron no átomo e hirogênio. 3-3) No moelo e Bohr o átomo e hirogênio o elétron não irraia quano se encontra nas órbitas estacionárias, isto é, naquelas órbitas one o momento linear o elétron é um múltiplo inteiro a constante e Planck. 4-4) Para ionizar o átomo e hirogênio, no seu estao funamental, isto é, separar completamente o elétron o núcleo, gasta-se uma energia menor o que 1 ev. Resposta: VFVFF -) Veraeira: É um os postulaos a teoria a relativiae especial. 1-1) Falsa: A primeira parte está correta, mas a seguna parte está incorreta. -) Veraeira: Conseqüência o princípio a incerteza e Heisenberg. 3-3) Falsa: As órbitas estacionárias se caracterizam por terem o momento angular como múltiplo a constante e Planck. 4-4) Falsa: Para arrancar completamente o elétron o átomo e hirogênio o seu estao funamental é necessário uma energia maior o que 13,6 ev.