( 3 L+h - 2 L+h +L) ( L +h - L) ( 4 L+h - 3 L+h +L) ( 2L +2h - 2L+h) v r θ L

Transcrição

1 Cas necessári, use s seguintes dads: π = 3,4. celeraçã da gravidade = 9,8 /s. Velcidade d s n ar = 340 /s. at =,0 x 0 5 N/. cal = 4, J. Questã. Sbre u plan lis e hrizntal repusa u sistea cnstituíd de duas partículas, I e II, de assas M e, respectivaente. partícula II é cnectada a ua articulaçã O sbre plan pr ei de ua haste que inicialente é dispsta na psiçã indicada na figura. Cnsidere a haste rígida de cprient, inextensível e de assa desprezível. ur seguir, a partícula I deslca-se na direçã de II c velcidade unifre V, que fra u ângul θ c a haste. Desprezand qualquer tip de resistência u atrit, pde-se afirar que, iediataente após a clisã (elástica) das partículas, ur ( ) a partícula II se vienta na direçã definida pel vetr V. ( ) cpnente y d ent linear d sistea é cnservad. C ( ) cpnente x d ent linear d sistea é cnservad. a energia cinética d sistea é diferente d seu valr inicial. E ( ) n.d.a. Questã. partir d repus, ua pedra é deixada cair da brda n alt de u edifíci. figura stra a dispsiçã das janelas, c as pertinentes alturas h e distâncias que se repete igualente para as deais janelas, até térre. Se a pedra percrre a altura h da prieira janela e t segunds, quant tep levará para percrrer, e segunds, a esa altura h da quarta janela? (Despreze a resistência d ar). ( ) ( +h - ) ( +h - +h) ( ) ( +h - +h) ( +h- ) t. t. ( 4 +h - 3 +h +) ( +h - ) t. ( 4 +h - 3 +h +) ( +h - +h) t. ( 3 +h - +h +) ( +h - ) t. C ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) E ( ) ( ) ( ) Questã 3. Variações n cap gravitacinal na superfície da erra pde advir de irregularidades na distribuiçã de sua assa. Cnsidere a erra c ua esfera de rai e de densidade ρ, unifre, c ua cavidade esférica de rai a, inteiraentente cntida n seu interir. distância entre s centrs O, da erra, e C, da cavidade, é d, que pde variar de 0 (zer) até a, causand, assi, ua variaçã d cap gravitacinal e u pnt, sbre a superfície da erra, alinhad c O e C. (Veja a figura). Seja G a intensidade d cap gravitacinal e se a existência da cavidade na erra, e G, a intensidade d cap n es pnt, cnsiderand a existência da cavidade. Entã, valr áxi da variaçã relativa: (G G )/G, que se bté a deslcar a psiçã da cavidade, é ( ) 3 a /[( -a) ]. ( ) ( a ) 3. C ( ) ( a ). a. E ( ) nul. Questã 4. Cnsiderand u burac negr c u sistea terdinâic, sua energia interna U varia c a sua assa M de acrd c a fasa relaçã de Einstein: U = M c. Stephen Hawking prpôs que a entrpia S de u burac negr depende apenas de sua assa e de alguas cnstantes fundaentais da natureza. Desta fra, sabe-se que ua variaçã de assa acarreta ua variaçã de entrpia dada pr: S/ M = 8 π GM k / h c. Supnd que nã haja realizaçã de trabalh c a variaçã de assa, assinale a alternativa que elhr representa a teperatura absluta d burac negr. I v r θ h h 90 II a janela a janela O d y pedra a C x ( ) 3 = h c GM k. ( ) 3 c 8π GM k = h. E ( ) = M c k. C ( ) 8π 3 8π = h c GM k. M c 8π k =.

2 Questã 5. Qual ds gráfics abaix elhr representa a taxa de calr eitid pr u crp aquecid, e funçã de sua teperatura absluta? ( ) ( ) C ( ) E ( ) Questã. Ua certa assa de gás ideal realiza cicl CD de transfrações, c strad n diagraa pressã-vlue da figura. s curvas e CD sã isteras. de-se afirar que ( ) cicl CD crrespnde a u cicl de Carnt. ( ) gás cnverte trabalh e calr a realizar cicl. C ( ) nas transfrações e CD gás recebe calr. nas transfrações e C a variaçã da energia interna d gás é negativa. D E ( ) na transfraçã D gás recebe calr, cuj valr é igual à variaçã da energia interna. C Questã 7. Sabe-se que a atraçã gravitacinal da lua sbre a caada de água é a principal respnsável pel aparecient de arés ceânicas na erra. figura stra a erra, supstaente esférica, hgeneaente recberta pr ua caada de água. Nessas cndições, cnsidere as seguintes afirativas: I. s assas de água próxias das regiões e experienta arés altas siultaneaente. II. s assas de água próxias das regiões e experienta arés pstas, ist é, quand te aré alta, te aré baixa e vice-versa. III. Durante interval de tep de u dia crre duas arés altas e duas arés baixas. Entã, está(ã) crreta(s), apenas ( ) a afirativa I. C ( ) a afirativa III. E ( ) as afirativas I e III. ( ) a afirativa II. as afirativas I e II. Questã 8. U balã cntend gás héli é fixad, pr ei de u fi leve, a pis de u vagã cpletaente fechad. O fi peranece na vertical enquant vagã se vienta c velcidade cnstante, c stra a figura. Se vagã é acelerad para frente, pde-se afirar que, e relaçã a ele, balã ( ) se vienta para trás e a traçã n fi auenta. ( ) se vienta para trás e a traçã n fi nã uda. C ( ) se vienta para frente e a traçã n fi auenta. se vienta para frente e a traçã n fi nã uda. E ( ) peranece na psiçã vertical. erra água V ua

3 Questã 9. Durante ua tepestade, Maria fecha as janelas d seu apartaent e uve zubid d vent lá fra. Subitaente vidr de ua janela se quebra. Cnsiderand que vent tenha sprad tangencialente à janela, acidente pde ser elhr explicad pel(a) ( ) princípi de cnservaçã da assa. ( ) equaçã de ernulli. C ( ) princípi de rquiedes. princípi de ascal. E ( ) princípi de Stevin. Questã 0. figura stra u sistea óptic cnstituíd de ua lente divergente, c distância fcal f = 0 c, distante 4 c de ua lente cnvergente c distância fcal f = 0c. Se u bjet linear é psicinad a 80 c à esquerda da lente divergente, pde-se afirar que a iage definitiva frada pel sistea ( ) é real e fatr de apliaçã linear d sistea é 0,4. ( ) é virtual, enr e direita e relaçã a bjet. C ( ) é real, air e invertida e relaçã a bjet. é real e fatr de apliaçã linear d sistea é 0,. E ( ) é virtual, air e invertida e relaçã a bjet. bjet Questã. Nu ftallgista, cnstata-se que u cert paciente te ua distância áxia e ua distância ínia de visã distinta de 5,0 e 8,0 c, respectivaente. Sua visã deve ser crrigida pel us de ua lente que lhe perita ver c clareza bjets n infinit. Qual das afirações é verdadeira? ( ) O paciente é ípe e deve usar lentes divergentes cuja vergência é 0, diptrias. ( ) O paciente é ípe e deve usar lentes cnvergentes cuja vergência é 0, diptrias. C ( ) O paciente é hiperétrpe e deve usar lentes cnvergentes cuja vergência é 0, diptrias. O paciente é hiperétrpe e deve usar lentes divergentes cuja vergência é 0, diptrias. E ( ) lente crretra de defeit visual deslca a distância ínia de visã distinta para 8, c. 80 c 4 c Questã. figura stra Experient típic de Yung, de duas fendas, c luz ncrática, e que indica a psiçã d áxi central. seguir, esse experient é dificad, inserind ua pequena peça de vidr de faces paralelas e frente à fenda d lad direit, e inserind u filtr sbre a fenda d lad esquerd, c stra a figura. Supnha que únic efeit da peça de vidr é alterar a fase da nda eitida pela fenda, e únic efeit d filtr é reduzir a intensidade da luz eitida pela respectiva fenda. pós essas dificações, a nva figura da variaçã da intensidade luinsa e funçã da psiçã das franjas de interferência é elhr representada pr Intensidade Experient de Yung Figura antepar Intensidade filtr antepar vidr Experient dificad Figura ( ) ( ) C ( ) E ( )

4 Questã 3. Quand e repus, ua crneta elétrica eite u s de freqüência 5 Hz. Nua experiência acústica, u estudante deixa cair a crneta d alt de u edifíci. Qual a distância percrrida pela crneta, durante a queda, até instante e que estudante detecta s na freqüência de 485 Hz? (Despreze a resistência d ar). ( ) 3, ( ) 5, C ( ), 8,3 E ( ) 9,3 Questã 4. Cnsidere as afirativas: I. Os fenôens de interferência, difraçã e plarizaçã crre c tds s tips de nda. II. Os fenôens de interferência e difraçã crre apenas c ndas transversais. III. s ndas eletragnéticas apresenta fenôen de plarizaçã, pis sã ndas lngitudinais. ur IV. U plarizadr transite s cpnentes da luz incidente nã plarizada, cuj vetr cap elétric E é perpendicular à direçã de transissã d plarizadr. Entã, está(ã) crreta(s) ( ) nenhua das afirativas. ( ) apenas a afirativa I. C ( ) apenas a afirativa II. apenas as afirativas I e II. E ( ) apenas as afirativas I e IV. Questã 5. N abratóri de lasas Fris d I é pssível bter files etálics fins, vaprizand etal e depsitand- pr cndensaçã sbre ua placa de vidr. C auxíli d dispsitiv strad na figura, é pssível edir a espessura e de cada file. Na figura, s dis geradres sã idêntics, de f.e.. E =,0Ve resistência r =,0Ω, estand ligads a dis eletrds retangulares e paralels, e, de largura b =,0c e separads pr ua distância a = 3,0 c. U aperíetr ideal é inserid n circuit, c indicad. Supnd que após cert tep de depsiçã é frada sbre vidr ua caada unifre de aluíni entre s eletrds, e que aperíetr acusa ua crrente i = 0,0, qual deve ser a 8 espessura e d file? (resistividade d aluíni ρ =,x0 Ω. ). ( ) 4,x0 c ( ) 4,x0 C ( ) 4,3x0 9,7 x0 E ( ) n.d.a. Questã. figura stra dis capacitres, e, inicialente islads u d utr, carregads c ua esa carga Q. diferença de ptencial (ddp) d capacitr é a etade da ddp d capacitr. E seguida, as placas negativas ds capacitres sã ligadas à erra e, as psitivas, ligadas ua a utra pr u fi etálic, lng e fin. de-se afirar que e vidr E b r a E r ( ) antes das ligações, a capacitância d capacitr é air d que a d capacitr. ( ) após as ligações, as capacitâncias ds dis capacitres auenta. C ( ) após as ligações, ptencial final e N é air d que ptencial e O. a ddp d arranj final entre O e é igual a /3 da ddp inicial d capacitr. E ( ) a capacitância equivalente d arranj final é igual a duas vezes à capacitância d capacitr. M -Q +Q N () O +Q -Q ()

5 Questã 7. Na figura, ua barra cndutra MN (de cprient l, resistência desprezível e pes r ) puxada pr u b r N pes r c, deslca-se c velcidade cnstante v r, apiada e dis trilhs cndutres rets, paralels e de resistência desprezível, que fra u ângul θ c plan hrizntal. Nas extreidades ds trilhs está ligad u geradr de frça eletrtriz E c resistência r. Desprezand pssíveis atrits, e cnsiderand que sistea está iers e u cap de induçã agnética cnstante, vertical e unifre r, pde-se afirar que r E θ M v r r C ( ) ódul da frça eletrtriz induzida é ε =l vsenθ. ( ) a intensidade i da crrente n circuit é dada pr senθ c ( l ). C ( ) nas cndições dadas, cndutr descla ds trilhs quand ( tgθ) a frça eletrtriz d geradr é dada pr ( ) E ( ) sentid da crrente na barra é de M para N. c i l. E=rsenθ l l vcsθ. b Questã 8. Experients de absrçã de radiaçã stra que a relaçã entre a energia E e a quantidade de vient p de u fótn é E=pc. Cnsidere u sistea islad frad pr dis blcs de assas e, respectivaente, clcads n vácu, e separads entre si de ua distância. N instante t = 0, blc de assa eite u fótn que é psterirente absrvid inteiraente pr, nã havend qualquer utr tip de interaçã entre s blcs. (Ver figura). Supnha que se trne 'e razã da eissã d fótn e, analgaente, se trne 'devid à absrçã desse fótn. ebrand que esta questã tabé pde ser reslvida c recurss da Mecânica Clássica, assinale a pçã que apresenta a relaçã crreta entre a energia d fótn e as assas ds blcs. t = 0 Fótn ( ) E= ( ) - c. ( ) E= ( '- ) 'c. C ( ) ( ) E= ( ' ) c. E ( ) E= ( 'c ) Questã 9. Cnsidere as seguintes afirações: +. E= ' c/. I. N efeit ftelétric, quand u etal é iluinad pr u feixe de luz ncrática, a quantidade de elétrns eitids pel etal é diretaente prprcinal à intensidade d feixe incidente, independenteente da freqüência da luz. II. s órbitas peritidas a elétrn e u át sã aquelas e que ent angular rbital é nh/π, send n =, 3, III. Os aspects crpuscular e ndulatóri sã necessáris para a descriçã cpleta de u sistea quântic. IV. natureza cpleentar d und quântic é expressa, n fralis da Mecânica Quântica, pel princípi de incerteza de Heisenberg. Quais estã crretas? ( ) I e II. ( ) I e III. C ( ) I e IV. II e III. E ( ) III e IV.

6 Questã 0. Utilizand del de hr para át, calcule núer aprxiad de revluções efetuadas pr u elétrn n prieir estad excitad d át de hidrgêni, se tep de vida d elétrn, nesse estad excitad, é de 0-8 s. Sã dads: rai da órbita d estad fundaental é de 5,3 x0 e a velcidade d elétrn nesta órbita é de, x0 /s. ( ) x0 revluções. ( ) 8x0 revluções. E ( ) 7 4x0 revluções. C ( ) 9x0 revluções. 7 5x0 revluções. s questões dissertativas, nueradas de a 30, deve ser respndidas n cadern de sluções. Questã. Na figura, carrinh c rapa vienta-se c ua aceleraçã cnstante r. Sbre a rapa repusa u blc de assa. Se µ é ceficiente de atrit estátic entre blc e a rapa, deterine interval para ódul de r, n qual blc peranecerá e repus sbre a rapa. α r Questã. Quand slt na psiçã angular de 45 (strada na figura), u pêndul siples de assa e cprient clide c u blc de assa M. pós a clisã, blc desliza sbre ua superfície rugsa, cuj ceficiente de atrit dinâic é igual a 0,3. Cnsidere que após a clisã, a retrnar, pêndul alcança ua psiçã angular áxia de 30 º. Deterine a distância percrrida pel blc e funçã de, M e. 45 M Questã 3. Calcule a variaçã de entrpia quand, nu prcess à pressã cnstante de,0 at, se transfra integralente e vapr 3,0 kg de água que se encntra inicialente n estad líquid, à teperatura de 00 C. 5 Dad: calr de vaprizaçã da água: = 5,4 x 0 cal / kg. v Questã 4. figura stra u recipiente, c êbl, cntend u vlue inicial V i de gás ideal, inicialente sb ua pressã i igual à pressã atsférica, at. Ua la nã defrada é fixada n êbl e nu antepar fix. E seguida, de algu d é frnecida a gás ua certa quantidade de calr Q. Sabend que a energia interna d gás é U= ( 3/) V, a cnstante da la é k e a área da seçã transversal d recipiente é, deterine a variaçã d cprient da la e funçã ds parâetrs intervenientes. Despreze s atrits e cnsidere êbl se assa, be c send adiabáticas as paredes que cnfina gás. k i Vi at Questã 5. Nu barôetr eleentar de rricelli, a cluna de ercúri pssui ua altura H, que se altera para X quand este barôetr é ergulhad nu líquid de densidade D, cuj nível se eleva a ua altura h, c stra a figura. Send d a densidade d ercúri, deterine e funçã de H, D e d a altura d líquid, n cas de esta cincidir c a altura X da cluna de ercúri. h x Hg

7 Questã. Ua nda acústica plana de,0 khz, prpagand-se n ar a ua velcidade de 340 /s, atinge ua película plana c u ângul de incidência de 0. Supnha que a película separa ar de ua regiã que cnté gás CO, n qual a velcidade de prpagaçã d s é de 80 /s. Calcule valr aprxiad d ângul de refraçã e indique valr da freqüência d s n CO. Questã 7. Ua flauta dce, de 33 c de cprient, à teperatura abiente de 0 C, eite sua nta ais grave nua freqüência de 5 Hz. Verifica-se experientalente que a velcidade d s n ar auenta de 0,0 /s para cada C de elevaçã da teperatura. Calcule qual deveria ser cprient da flauta a 30 C para que ela eitisse a esa freqüência de 5 Hz. Questã 8. E sua aventura pela azônia, Jã prta u rádi para cunicar-se. E cas de necessidade, pretende utilizar células slares de silíci, capazes de cnverter a energia slar e energia elétrica, c eficiência de 0 %. Cnsidere que cada célula tenha 0 c de área cletra, send capaz de gerar ua tensã de 0,70 V, e que flux de energia slar édi incidente é da rde de,0 x 0 3 W/. rjete u circuit que deverá ser ntad c as células slares para bter ua tensã de,8 V e crrente ínia de 0,35, necessárias para perar rádi. Questã 9. U geradr de frça eletrtriz ε e resistência interna r=5está ligad a u circuit cnfre stra a figura. O eleent s é u restat, c resistência ajustada para que geradr transfira áxia ptência. E u dad ent resistr é rpid, devend a resistência d restat ser nvaente ajustada para que geradr cntinue transferind áxia ptência. Deterine a variaçã da resistência d restat, e ters de. r = 5 ε S Questã 30. Situad nu plan hrizntal, u disc gira c velcidade angular ω cnstante, e trn de u eix que passa pel seu centr O. O disc encntra-se iers nua regiã d espaç nde existe u cap agnétic cnstante r, rientad para cia, paralelaente a eix vertical de rtaçã. figura stra u capacitr pres a disc (c placas etálicas planas, paralelas, separadas entre si de ua distância ) nde, na psiçã indicada, se encntra ua partícula de assa e carga q > 0, e repus e relaçã a disc, a ua distância d centr. Deterine a diferença de ptencial elétric entre as placas d capacitr, e funçã ds parâetrs intervenientes. ω r q