Questões de Física

Dois pendulos constituídos por fios de massas desprezíveis e de comprimento L = 2,0 m estão pendurados em um teto em dois pontos próximos de tal modo que as esferas A e B, de raios desprezíveis, estejam muito próximas, sem se tocarem. As massas das esferas valem mA = 0,10 kg e mB = 0,15 kg. Abandona–se a esfera A quando o fio forma um ângulo de 60° com a vertical, estando a esfera B do outro pêndulo na posição de equilíbrio. Sabendo que, após a colisão frontal, a altura máxima alcançada pelo centro de massa do sistema, em relação à posição de equilíbrio, é de 0,40 m, o coeficiente de restituição da colisão é

Um bloco é solto de certa altura sobre uma mola ideal vertical que possui constante elástica K, como mostra a figura 1. O bloco passa a ficar preso à mola (despreze as perdas nesta colisão) comprimindo–a até parar momentaneamente. A figura 2 mostra o gráfico da Energia Cinética (E c)do sistema mola – bloco em função da deformação da mola (Y) . Sabe–se que E c é medida em joules e Y em metros. Analisando o gráfico, conclui–se que o valor da constante elástica K, em N/m, é

Duas pequenas esferas, de raios desprezíveis, estão carregadas com cargas elétricas de mesmo valor absoluto e sinais contrários, sendo mantidas afastadas, uma da outra, por meio de uma mola ideal não condutora de constante elástica igual a 25,0 N/m. Sabe–se que a distância L = 36,0 cm. As duas cargas elétricas formam um sistema, no vácuo, que possui energia potencial eletrostática de valor absoluto igual a 0,90 J. O comprimento Lo, em centímetros, da mola não deformada é Dado: Kvácuo = 9,0.10 9 N.m 2 / C 2

Uma espira retangular (com uma volta de fio) de lados a = 0,50 m e b = 2,0 m está, no instante inicial t = 0, disposta no plano da folha e imersa numa região na qual existe um campo magnético uniforme para direita de módulo igual a 1,0 tesla. A corrente i = 0,20 A circula na espira no sentido horário. Em virtude do torque magnético, a espira gira de 30° no intervalo de tempo de 2,0 s. O módulo do torque magnético inicial, emN.m, atuando sobre a mesma, e o valor absoluto da força eletromotriz média induzida pelo giro, emvolt, respectivamente, são:

Um satélite artificial percorre uma órbita circular ao redor da Terra na altitude de 9, 63.10 3 km. Para atingir a velocidade de escape, nesta altitude, o satélite deve ter, através de um sistema de propulsão, o módulo da sua velocidade linear multiplicado por Dados: G.M= 4,00.10 14 N.m 2 / kg e RT = 6,37.10 3 km (G é a constante de gravitação universal; M é a massa da Terra; RT é o raio da Terra) .

Um corpo de massa m passa pela origem do sistema coordenado XOY, no instante t= 0, com velocidade

Três forças constantes atuam sobre o corpo: o peso, a força vertical para cima Verifica–se que entre t = 0 e t = 4,0 s houve variação da energia mecânica de 9,6.10 3 J. O valor da massa m, em kg, é

Um pequeno bloco de massa m = 2,0 kg é lançado da posição A com velocidade de módulo igual a 4,0m/ s. O trecho ABC do percurso, no plano vertical, possui atrito desprezível e o trecho CD, de comprimento igual a 1,0 m, possui atrito cujo coeficiente cinético é 0,20?3. Despreze a resistência do ar e considere a energia potencial gravitacional zero no nível BC. Após passar pela posição D, a máxima energia potencial gravitacional(em joules) atingida pelo bloco é

As turbinas de certo reator nuclear possuem um rendimento de 12% e são capazes de gerar uma potência elétrica de 1,20.10 3 MW (1M = 10 6 ) . A temperatura do vapor superaquecido que alimenta as turbinas é de 327ºC. Considerando a potência elétrica constante durante 1,00min., a variação de entropia (em 10 3 MJ/K) do sistema vapor – turbinas neste intervalo de tempo é Dado: 0 ºC – 273 K

Um forno elétrico, que opera na voltagem de 120 V e corrente elétrica de 15A, possui rendimento de 80% . No seu interior foram colocados 2,5 litros de água na temperatura inicial de 39,1°C. Após 20 minutos, verifica–se que certa quantidade de água se vaporizou. Sabendo que a temperatura de vaporização é de 100° C, a variação de entropia, em kJ/K, da água durante a vaporização é

Analise as afirmativas abaixo no que se refere às ondas sonoras. I – A intensidade do som está relacionada à frequência das vibrações das moléculas do meio e é a qualidade pela qual um som forte se distingue de um som fraco. II – A potência de uma fonte, que emite ondas sonoras isotropicamente, não depende do meio que o som se propaga e nem da distância do observador à fonte.

III – Para sons de mesma frequencia, a percepção auditiva humana cresce linearmente com o aumento da intensidade do som. IV – Se em certa distância de uma fonte sonora o nível sonoro aumenta de 15 dB, então a intensidade sonora aumentou de um fator igual a 10N . V – Uma onda sonora consiste numa compressão seguida de uma rarefação do meio em que se propaga. A distância entre uma compressão e uma rarefação sucessivas é o comprimento de onda da onda sonora. Assinale a opção que contém apenas as afirmativas corretas:

Dois veículos A e B percorrem a mesma trajetória retilínea e horizontal (eixo dos X) . O veículo A (da frente) , de massa m a = 20 kg, está sob a ação da força resultante e o veículo B (detrás), de massa m b= 30kg, está sob a ação da força resultante No instante t= 0, temos: o módulo da velocidade do veículo A é duas vezes maior do que o módulo da velocidade do veículo B e a velocidade de A em relação a B é .No instante t= 5,0s, o módulo da velocidade (em m/ s) do centro de massa do sistema (A + B) é

Uma onda estacionária é formada em um segmento horizontal, de comprimento igual a 30 cm, de uma corda tracionada por um contrapeso de massa igual a 5,0.10 2 gramas. A equação da onda estacionária é dada pela expressão: y(x,t)= 5,0.sen[(80?/ 3).x].cos[ (200?/ 3).t] [ onde x está medido em metros, y em centímetros e t em segundos] . O número de nós (ou nodos) na corda e a sua densidade linear (em g/ cm) , respectivamente, são

Uma fonte sonora F emite ondas na frequência de 600 HZ. A fonte e dois detectores A e B, em seus veículos, movem–se no plano XY. Num certo instante, temos: a fonte F na posição (0; 60m) e com velocidade o detector A na posição (70m; 60m) e com velocidade e o detector B na posição (0; 90 m) e com velocidade Considere o módulo da velocidade do som igual a 340m/s, em relação ao ar parado. A razão entre as frequências recebidas pelos detectores A e B (fA/ fB), no instante considerado, é

No circuito elétrico abaixo, temos inicialmente a chave K aberta e os capacitores completamente carregados. Fechando–se a chave, após um longo intervalo de tempo, o capacitor C2 estará sob nova diferença de potencial. O valor absoluto da variação da diferença de potencial, em volts, no capacitor C2 entre a situação inicial e final é

Uma pequena esfera rígida de massa m é liberada do repouso da posição 1, localizada a uma distância vertical H acima da borda de uma cavidade hemisférica de raio R (ver figura). A esfera cai e toca, tangenciando, a superfície rugosa desta cavidade (posição2) com o dobro da velocidade com a qual deixa a mesma (posição 3) , parando momentaneamente na altura h acima do planoda borda (posição4). Despreze a resistência do ar. A razão H/h é igual a

A esfera de massa me tem o módulo da sua velocidade reduzida a zero na colisão frontal e inelástica (ou parcialmente elástica) com a esfera de massa m = 2m o. Por sua vez, a esfera de massa m encontra–se inicialmente em repouso na posição A, suspensa por um fio inextensível e de massa desprezível. Após a colisão, percorre a trajetória circular ABCD de raio igual ao comprimento L do fio. Despreze o atrito no pivô O e a resistência do ar. Para que a esfera de massa m percorra a trajetória circular, o valor mínimo do módulo da velocidade , antes da colisão, é Dado: g é a aceleração da gravidade.

A figura 1 mostra o gráfico da velocidade em função do tempo de uma particula de massa m e carga elétrica –q que se move entre as placas de um capacitor plano de placas paralelas (figura 2) . Na região entre as placas, existe um campo elétrico uniforme e o meio é vácuo. Se, no instante t = 0, a partícula possui velocidade no sentido positivo de x, o módulo da sua aceleração, em m/ s 2 aproximadamente igual a Dados: ?39=6,245; ?40=6,324; ?41=6,403; ?42=6,481

Fixada ao bloco 1, a mola ideal de constante elástica K exerce sobre este uma força responsável por acelerá–lo do repouso (x = – A) até o choque perfeitamente elástico com o bloco 2, em repouso. O choque ocorre em x= 0, coordenada na qual se anula. Imediatamente após a colisão, os blocos se afastam com velocidades iguais em módulo e o sistema molabloco 1 inicia um movimento harmônico simples com amplitude de oscilação igual a A/2. Despreze os atritos. A razão entre as massas m 1/m2 dos blocos vale

Uma máquina térmica, que tem como substância de trabalho 2,00 mols de um gás ideal monoatômico, descreve o ciclo de Carnot. Na expansão isotérmica, o gás recebe 4648J de calor e verifica–se que o seu volume aumenta de 0,200m 3 para 0,400m 3 . Sabendo–se que o rendimento da máquina é de 25% , o trabalho (emkJ) realizado pelo gás na expansão adiabática é Dados: R = 8,30 J/mol.K (constante de Clapeyron); In2 = 0,700; In3 = 1,10; In4 = 1,40

Uma fonte sonora pontual emite ondas sonoras isotropicamente no espaço livre. A função de onda de deslocamento da onda sonora é da forma S(x, t)= 5,0.10 –3 .cos[ 20.x–6,6.10 3 t] (onde S está emmilímetros, x em metros e t em segundos). Um pequeno detector situado a 10m da fonte mede o nível sonoro de 80 dB. Sabendo–se que a intensidade sonora de referência, que corresponde ao limiar de audição, é de 10 –12 W/m 2 , a intensidade sonora (em ?W/m 2 ) a 50 m da fonte é

No circuito elétrico abaixo, a chave K está inicialmente ligada ao terminal (1) e o reostato R x é ajustado em 0,50?, para que a corrente elétrica indicada no amperímetro seja de 10 A. Tal valor de corrente é igual à metade da corrente de curto–circuito do gerador de f.e.m ? 1 e resistência interna r 1. Posteriormente, a chave é ligada ao terminal (2) e espera–se pela carga total dos capacitores. Verifica–se, então, que o capacitor Ci possui carga elétrica Qi= 20?C. O valor absoluto da f.e.m ? 2 (em volt) do segundo gerador é Dados: C 1 = 2,0 ?F; C2 = 4,0 ?F; C3 = 5,0 ?F

Em paralelo com a lâmpada incandescente de resistência R do circuito elétrico abaixo, temos uma caixa preta que contém um circuito elétrico desconhecido. Considere o voltímetro e o amperímetro ideais. Medindo–se a d.d.p. V, entre os pontos a e b, e a corrente elétrica I, podemos afirmar que: