Questões de Física - AFA 2013 | Gabarito e resoluções

(AFA - 2013) Sejam trs vetores , e . Os mdulos dos vetores e so,respectivamente, 6u e 8u. O mdulo do vetor vale 10u, j o mdulo do vetor nulo. Sendo o vetor , tem-se que o mdulo de igual a

(AFA - 2013)A figura 1 abaixo apresenta um sistema formado por dois pares de polias coaxiais, AB e CD, acoplados por meio de uma correia ideal e inextensvel e que no desliza sobre as polias C e B, tendo respectivamente raios RA=1 m, RB= 2 m , RC= 10 m e RD= 0,5 m. A polia A tem a forma de um cilindro no qual est enrolado um fio ideal e inextensvel de comprimento L=10 m em uma nica camada, como mostra a figura 2. Num dado momento, a partir do repouso, o fio puxado pela ponta P, por uma fora F constante que imprime uma acelerao linear a, tambm constante, na periferia da polia A, at que o fio se solte por completo desta polia. A partir desse momento, a polia C gira at parar aps n voltas, sob a ao de uma acelerao angular constante de tal forma que o grfico da velocidade angular da polia D em funo do tempo apresentado na figura 3. Nessas condies, o nmero total de voltas dadas pela polia A at parar e o mdulo da acelerao a, em m/s2, so, respectivamente,

(AFA - 2013) Uma pequena esfera de massa m mantida comprimindo uma mola ideal de constante elstica k de tal forma que a sua deformao vale x. Ao ser disparada, essa esfera percorre a superfcie horizontal at passar pelo ponto A subindo por um plano inclinado de 45 e, ao final dele, no ponto B, lanada, atingindo uma altura mxima H e caindo no ponto C distante 3h do ponto A, conforme figura abaixo. Considerando a acelerao da gravidade igual a g e desprezando quaisquer formas de atrito, pode-se afirmar que a deformao x dada por

(AFA - 2013) Em um local onde a acelerao da gravidade vale g, uma partcula move-se sem atrito sobre uma pista circular que, por sua vez, possui uma inclinao . Essa partcula est presa a um poste central, por meio de um fio ideal de comprimentoque, atravs de uma articulao, pode girar livremente em torno do poste. O fio mantido paralelo superfcie da pista, conforme figura abaixo. Ao girar com uma determinada velocidade constante, a partcula fica flutuando sobre a superfcie inclinada da pista, ou seja, a partcula fica na iminncia de perder o contato com a pista e, alm disso, descreve uma trajetria circular com centro em C, tambm indicado na figura. Nessas condies, a velocidade linear da partcula deve ser igual a

(AFA - 2013) Uma mquina trmica funciona fazendo com que 5 mols de um gs ideal percorra o ciclo ABCDA representado na figura. Sabendo-se que a temperatura em A 227 C, que os calores especficos molares do gs, a volume constante e a presso constante, valem, respectivamente, 3/2R e 5/2 R e que R vale aproximadamente 8 J/mol K, o rendimento dessa mquina, em porcentagem, est mais prximo de

(AFA - 2013) A figura abaixo mostra uma face de um arranjo cbico, montado com duas partes geometricamente iguais. A parte 1 totalmente preenchida com um lquido de ndice de refrao n1 e a parte 2 um bloco macio de um material transparente com ndice de refrao n2. Neste arranjo, um raio de luz monocromtico, saindo do ponto P, chega ao ponto C sem sofrer desvio de sua direo inicial. Retirando-se o lquido n1 e preenchendo-se completamente a parte 1 com um outro lquido de ndice de refrao n3, tem-se que o mesmo raio, saindo do ponto P, chega integralmente ao ponto D. Considere que todos os meios sejam homogneos, transparentes e isotrpicos, e que a interface entre eles forme um diptro perfeitamente plano. Nessas condies, correto afirmar que o ndice de refrao n3 pode ser igual a

(AFA - 2013) Ondas sonoras so produzidas por duas cordas A e B prximas,vibrando em seus modos fundamentais, de tal forma que se percebe x batimentos sonoros porsegundo como resultado da superposio dessas ondas. As cordas possuem iguaiscomprimentos e densidades lineares sempre constantes, mas so submetidas a diferentestenses.Aumentando-se lentamente a tenso na corda A, chega-se a uma condio onde a frequnciade batimento nula e ouve-se apenas uma nica onda sonora de frequncia f.Nessas condies, a razo entre a maior e a menor tenso na corda A :

(AFA - 2013) Num local onde a acelerao da gravidade constante, um corpo de massa m, com dimenses desprezveis, posto a oscilar, unido a uma mola ideal de constante elstica k , em um plano fixo e inclinado de um ngulo como mostra a figura abaixo. Nessas condies, o sistema massa-mola executa um movimento harmnico simples de perodo T. Colocando-se o mesmo sistema massa-mola para oscilar na vertical, tambm em movimento harmnico simples, o seu novo perodo passa a ser T. Nessas condies, a razo T/T

(AFA - 2013) Uma partcula de massa m e carga eltrica negativa gira em rbitacircular com velocidade escalar constante de mdulo igual a v, prxima a uma carga eltricapositiva fixa, conforme ilustra a figura abaixo. Desprezando a interao gravitacional entre as partculas e adotando a energia potencialeltrica nula quando elas esto infinitamente afastadas, correto afirmar que a energia destesistema igual a

(AFA - 2013) No circuito eltrico esquematizado abaixo, a leitura no ampermetro Ano se altera quando as chaves C1 e C2 so simultaneamente fechadas. Considerando que a fonte de tenso , o ampermetro e os fios de ligao so ideais e os resistores hmicos, o valor de R igual a:

(AFA -2013) No circuito esquematizado abaixo, C1 e C2 so capacitores de placasparalelas, a ar, sendo que C2 pode ter sua capacitncia alterada por meio da inclinao de suaarmadura A, que articulada no ponto P. Estando os capacitores completamente carregados, desliga-se a chave Ch e inclina-se aarmadura A sem deix-la aproximar muito de B. Nessas condies, a ddp nos terminais de C1e C2, respectivamente:

(AFA - 2013) Um gerador homopolar consiste de um disco metlico que posto a girarcom velocidade angular constante em um campo magntico uniforme, cuja ao extensiva atoda a rea do disco, conforme ilustrado na figura abaixo. Ao conectar, entre a borda do disco e o eixo metlico de rotao, uma lmpada L cujaresistncia eltrica tem comportamento hmico, a potncia dissipada no seu filamento, emfuno do tempo, melhor representada pelo grfico

(AFA - 2013) O eltron do tomo de hidrognio, ao passar do primeiro estadoestacionrio excitado, n = 2, para o estado fundamental, n = 1, emite um fton.Tendo em vista o diagrama da figura abaixo, que apresenta, de maneira aproximada, oscomprimentos de onda das diversas radiaes, componentes do espectro eletromagntico,pode-se concluir que o comprimento de onda desse fton emitido corresponde a uma radiaona regio do(s):

(AFA - 2013) Na regio prxima a uma bobina percorrida por corrente eltrica contnua, existe um campo de induo magntica B, simtrico ao seu eixo (eixo x), cuja magnitude diminui com o aumento do mdulo da abscissa x, como mostrado na figura abaixo. Uma partcula de carga negativa lanada em x = x0 com uma velocidade v0 formando um ngulo com o sentido positivo do eixo x. O mdulo da velocidade v descrita por essa partcula, devido somente ao desse campo magntico, em funo da posio x, melhor representado pelo grfico

(AFA - 2013) Raios X so produzidos em tubos de vcuo nos quais eltrons soacelerados por uma ddp de 4,0 104 V e, em seguida, submetidos a uma intensadesacelerao ao colidir com um alvo metlico.Assim, um valor possvel para o comprimento de onda, em angstrons, desses raios X ,