FÍSICA. Questões de 01 a 04

Transcrição

1 GRUPO 1 TIPO A FÍS. 1 FÍSICA Questões de 01 a Considere uma partícula presa a uma mola ideal de constante elástica k = 420 N / m e mergulhada em um reservatório térmico, isolado termicamente, com 10 litros de água. Se distendermos a mola 10 cm além de seu ponto de equilíbrio e a soltarmos, ela passa a executar oscilações com amplitudes decrescentes até parar. A) Qual foi a força necessária para distender a mola de 10 cm? B) Calcule a energia potencial elástica da mola para um deslocamento de 10 cm. C) Calcule a variação da temperatura da água para o caso (B), considerando que toda a energia potencial elástica da mola seja transferida para a água na forma de calor. o 3 Dados: c H O = 1 cal / g C, 1 cal 4, 2 joules e densidade da água = 1g / cm. 2

2 FÍS. 2 GRUPO 1 TIPO A 02. A figura representa, de forma esquemática, uma calha completamente lisa por onde 2 uma partícula de massa m = 0, 01kg poderá movimentar-se. Considere g = 10m / s, h1 = 0, 6m, h2 = 1, 0m e h = 3 0, 4m. A C h 2 D h 1 B h 3 A) Descreva as condições de equilíbrio da partícula quando ela for colocada nos pontos B, C e D, respectivamente. Ponto B : Ponto C : Ponto D :

3 GRUPO 1 TIPO A FÍS. 3 B) Calcule a energia potencial gravitacional da partícula nos pontos A e C. C) Calcule a velocidade mínima com que devemos lançar a partícula a partir do ponto A para que ela possa ultrapassar o ponto C. Nestas condições, calcule a velocidade com que a partícula passa pelo ponto D.

4 FÍS. 4 GRUPO 1 TIPO A 03. As distâncias que separam a Terra da Lua e a Terra do Sol são, respectivamente, km e 150 milhões de quilômetros. A massa da Terra é, aproximadamente, x10 kg e a do Sol é, aproximadamente, 2 x10 kg. A) Considerando-se apenas o sistema Terra-Lua, se a massa da Terra triplicasse, qual deveria ser a distância entre a Lua e a Terra, para que a força gravitacional se mantivesse constante? B) Calcule a razão entre a força gravitacional que o Sol faz sobre a Lua e aquela que a Terra exerce sobre a Lua. Considere a distância Lua-Sol, aproximadamente, igual à distância Terra-Sol.

5 GRUPO 1 TIPO A FÍS Considere um pêndulo plano simples, formado por uma esfera condutora de massa m e carregada com carga Q, submetido a um campo elétrico uniforme e horizontal E r e pendurado por um fio inextensível de massa desprezível e de comprimento L, conforme a figura abaixo: L Q m θ E r A) Desenhe e nomeie, na figura, todas as forças que agem sobre a esfera. B) Calcule o módulo do vetor campo elétrico E r em função de Q, m e θ para que o pêndulo fique em equilíbrio. C) Considere, agora, o campo elétrico na vertical. Calcule o módulo e o sentido desse campo para que o período de pequenas oscilações do pêndulo seja o dobro do período do pêndulo na ausência de campo elétrico.

6 GRUPO 6 TIPO A FIS. 1 FÍSICA Questões de 01 a Um estudante de Física executou um experimento de Mecânica, colocando um bloco de massa m = 2kg sobre um plano homogêneo de inclinação regulável, conforme a figura abaixo: m θ O aluno iniciou o experimento com o plano na horizontal e foi aumentando o gradativamente o declive até observar que, com θ = 45, o bloco começou a moverse. Observou ainda que o objeto levou um intervalo de tempo igual a 0,5s para percorrer 50 cm do plano. Considerando essas afirmações e adotando faça o que se pede: A) Represente e nomeie, na figura, todas as forças que agem sobre o bloco. B) Calcule o coeficiente de atrito estático entre o bloco e o plano. 2 g = 10m / s, C) Calcule o coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e o plano.

7 FÍS. 2 GRUPO 6 TIPO A 02. Considere os processos isotérmicos AB e CD, de um mol de um gás perfeito representados no gráfico abaixo: P(10 5 N/m 2 ) 4,0 A C p C 2,0 B D 8,3 33,2 V(10-3 m 3 ) A) Sabendo que o processo CD é realizado a uma temperatura de 300 K, calcule a pressão p C da isoterma no ponto C e a temperatura do processo AB. Considere R = 8,3J / mol. K. B) Faça uma estimativa da ordem de grandeza do trabalho exercido pelo gás no processo AB.

8 GRUPO 6 TIPO A FIS Um projétil de massa m = 1, 0kg é lançado do solo com uma velocidade de módulo v = 0 10m / s, fazendo um ângulo de 0 45 com a horizontal. Despreze qualquer movimento de rotação do projétil e a resistência do ar. Considere que a aceleração da gravidade no local é g = 10m / s e sen 45 = cos 45 = 2 / 2. A) Descreva o movimento do projétil desde o lançamento até a sua queda. B) Esboce, no diagrama abaixo, o comportamento da energia cinética, da energia potencial gravitacional do projétil e da energia mecânica total, desde o instante de seu lançamento até o seu retorno ao solo, a uma distância x do ponto de lançamento. C) Calcule a altura máxima atingida pelo projétil. D) Calcule a distância máxima alcançada pelo projétil.

9 FÍS. 4 GRUPO 6 TIPO A 04. Um aro feito de material condutor rola com velocidade v sem deslizar em uma superfície horizontal de acordo com a figura desta questão. A região retangular está sujeita a um campo magnético B constante e perpendicular ao plano da figura. Durante seu trajeto, o aro cruza as seções I, II, III, IV e V independentemente. v B I II III IV V A) Em qual seção a corrente elétrica no aro aparece no sentido horário? Explique. B) Em qual seção ela aparece no sentido anti-horário? Explique. C) Se a velocidade v aumentasse, o que aconteceria com a corrente elétrica?

10 GRUPO 6 TIPO A FIS Um motorista dentro de um carro, inicialmente em repouso, encontra-se a uma distância x 0 de um espelho plano, conforme mostrado na figura desta questão. Responda: v x o A) Qual a distância entre a imagem do motorista e o motorista? B) Se o carro se afasta do espelho com velocidade constante v, qual a velocidade da imagem em relação ao automóvel? C) Escreva uma equação que represente a distância entre o carro e sua imagem em função do tempo.

11 FÍS. 6 GRUPO 6 TIPO A 06. Considere o circuito elétrico simples a seguir, em que ε 1 = 12V e ε 2 = 3V são fontes de força eletromotriz ideais, R é um resistor de resistência elétrica 6 Ω e M é um motor elétrico ideal. Em regime estacionário, a corrente elétrica no circuito é 1 A. B C ε 1 ε 2 R A M A) Descreva o fluxo de energia no circuito. B) Calcule a potência elétrica dissipada no resistor R.

12 GRUPO 6 TIPO A FIS. 7 C) Calcule a energia que ε 2 recebe durante 2 minutos. D) Determine a potência que o motor M pode desenvolver.