Questões de Física - AFA | Gabarito e resoluções

(AFA - 2023) Nas questes de Fsica, quando necessrio, utilize: acelerao da gravidade: calor especfico da gua: calor latente de fuso do gelo: temperatura de fuso do gelo: densidade do gelo: densidade da gua: Duas partculas, A e B, se movem, em sentidos opostos, em uma mesma trajetria. No instante , a partcula A inicia do repouso e da origem dos espaos um movimento uniformemente variado, e a partcula B passa pela posio 3,0 m com velocidade constante, permanecendo em movimento uniforme. No instante , as duas partculas, A e B, se encontram, tendo a partcula B percorrido uma distncia igual a duas vezes a distncia percorrida pela partcula A, conforme indica figura a seguir: Nessas condies, a velocidade da partcula A, em m/s, no momento em que as partculas se encontram, igual a

(AFA - 2023) Nas questes de Fsica, quando necessrio, utilize: acelerao da gravidade: calor especfico da gua: calor latente de fuso do gelo: temperatura de fuso do gelo: densidade do gelo: densidade da gua: Um aqurio de paredes finas e rea da base igual a S contm gua cuja densidade vale , at a altura x (Figura A). Um barquinho de madeira, com uma esfera macia dentro dele, posto a flutuar e o nvel da gua se eleva at a altura y (Figura B). Ao retirar a esfera e coloc-la diretamente na gua, com o barquinho ainda a flutuar, ela afunda e o nvel de gua altera para o valor z (Figura C). Considerando que as figuras foram feitas em escalas diferentes, e sendo o volume da esfera igual a V e sua densidade , pode-se afirmar corretamente que

(AFA - 2023) Nas questes de Fsica, quando necessrio, utilize: acelerao da gravidade: calor especfico da gua: calor latente de fuso do gelo: temperatura de fuso do gelo: densidade do gelo: densidade da gua: Um cilindro, contendo certa massa de gs perfeito, tem um pisto que est ligado a uma mola ideal. Ao fornecer certa quantidade de calor Q, para esse sistema termodinmico, observa-se uma expanso do gs com a consequente deformao da mola , conforme indica figura a seguir. Em outro momento, para as mesmas condies iniciais anteriores, ao se fornecer o dobro da quantidade de calor 2Q, a esse sistema, observa-se que a mola sofre uma deformao duas vezes maior, . Considerando que nas duas expanses o sistema tenha sofrido a mesma variao de energia interna e que no houve atrito entre o pisto e o cilindro, pode-se afirmar que a constante elstica da mola vale

(AFA - 2023) Nas questes de Fsica, quando necessrio, utilize: acelerao da gravidade: calor especfico da gua: calor latente de fuso do gelo: temperatura de fuso do gelo: densidade do gelo: densidade da gua: Uma espira CDE, de resistncia eltrica igual a 1 , em forma de um tringulo equiltero de lado ℓ igual a 20 cm, desliza, livre de qualquer atrito e resistncia do ar, com velocidade constante de mdulo igual a 30 cm/s sobre o plano xy na direo e sentido do eixo x, conforme ilustrado na figura abaixo: No semiespao , atua um campo magntico uniforme e constante , perpendicular ao plano xy, cujo mdulo vale 2 T. A intensidade da fora aplicada por um agente externo, na mesma direo e sentido da velocidade , no instante em que o vrtice E da espira estiver passando pelo ponto (15 ,0), a fim de manter a velocidade constante, dever ser, em mN, igual a

(AFA - 2023) Nas questes de Fsica, quando necessrio, utilize: acelerao da gravidade: calor especfico da gua: calor latente de fuso do gelo: temperatura de fuso do gelo: densidade do gelo: densidade da gua: O circuito ilustrado a seguir alimentado por uma bateria ideal de fora eletromotriz igual a 12 V. A e B so dois ampermetros ideais, K uma chave aberta e C um capacitor de capacitncia 10 mF, completamente descarregado. O circuito possui ainda dois resistores hmicos, e , cujas resistncias eltricas valem 2 e 10 , respectivamente. Ao fechar a chave K, a intensidade da corrente , medida pelo ampermetro A, em funo da intensidade da corrente , medida pelo ampermetro B, est corretamente indicada pelo grfico

(AFA - 2023) Nas questes de Fsica, quando necessrio, utilize: acelerao da gravidade: calor especfico da gua: calor latente de fuso do gelo: temperatura de fuso do gelo: densidade do gelo: densidade da gua: Uma criana, sentada beira da piscina, brinca com seu carrinho, de controle remoto, sobre uma prancha de madeira que flutua nas guas tranquilas dessa piscina. A prancha tem massa M e comprimento L e inicialmente est em repouso em relao criana. A partir de certo instante o carrinho, de massa m, que estava em repouso em relao prancha, passa a realizar um movimento harmnico simples, em relao a um ponto fixo na terra, indo da extremidade A extremidade B e, em marcha r, da extremidade B extremidade A, num movimento unidimensional (paralelo borda de comprimento L). Considere desprezveis as dimenses do carrinho em relao ao comprimento da prancha, o coeficiente de atrito esttico entre as rodinhas do carrinho e a prancha, g o mdulo da acelerao da gravidade local e despreze o atrito entre a prancha e a gua. A mxima frequncia que o movimento do carrinho poder ter, sem que o mesmo escorregue, deve ser igual a

(AFA - 2023) Nas questes de Fsica, quando necessrio, utilize: acelerao da gravidade: calor especfico da gua: calor latente de fuso do gelo: temperatura de fuso do gelo: densidade do gelo: densidade da gua: A Figura 1 ilustra um sistema formado por um paraleleppedo homogneo, de base quadrada, em repouso e apoiado sobre uma barra, disposta na horizontal e sustentada por dois fios, A e B. Inicialmente, os fios e a barra possuem o mesmo comprimento. Os fios A e B so feitos de materiais cujos coeficientes de dilatao linear valem, respectivamente, e . Ao produzir uma variao de temperatura em todos os elementos desse sistema, observa-se que todos se dilatam, permanecendo os fios na vertical, a barra se inclina e o paraleleppedo fica na iminncia de escorregar e, tambm, tombar em relao barra, conforme indica a Figura 2. Nessas condies, e considerando que aps a dilatao o paraleleppedo tem altura h, e que sua base quadrada tem aresta b, pode-se afirmar que a razo vale

(AFA - 2023) Nas questes de Fsica, quando necessrio, utilize: acelerao da gravidade: calor especfico da gua: calor latente de fuso do gelo: temperatura de fuso do gelo: densidade do gelo: densidade da gua: Em uma parede P est incrustada uma lmpada puntiforme L acesa. Em frente parede P existe um espelho plano e vertical AB que reflete a luz proveniente de L, iluminando a regio AB de P, conforme ilustrado na figura seguinte: A partir de certo instante, o espelho passa a oscilar em movimento harmnico simples, cuja posio x obedece equao horria , permanecendo ainda vertical e paralelo parede P. Nessas condies, a velocidade de A em relao a B ter mdulo

(AFA - 2023) Nas questes de Fsica, quando necessrio, utilize: acelerao da gravidade: calor especfico da gua: calor latente de fuso do gelo: temperatura de fuso do gelo: densidade do gelo: densidade da gua: Uma partcula, livre de resistncia do ar, lanada em A sobre uma superfcie sem atrito e descreve a trajetria, mostrada na figura a seguir, contida em um plano vertical: A velocidade dessa partcula, ao longo da sua trajetria, em funo da abcissa x, indicada pelo grfico seguinte: Sejam e , respectivamente, as maiores altura e profundidade atingidas pela partcula ao longo de sua trajetria. Nessas condies, e sendo constante a acelerao da gravidade local, a razo igual a

(AFA - 2023) Nas questes de Fsica, quando necessrio, utilize: acelerao da gravidade: calor especfico da gua: calor latente de fuso do gelo: temperatura de fuso do gelo: densidade do gelo: densidade da gua: Partculas instveis, denominadas msons , so produzidas pela incidncia de raios csmicos sobre as elevadas regies da atmosfera terrestre. Para um referencial R, em repouso em relao a esses msons, tais partculas deveriam se desintegrar muito rapidamente aps seu surgimento, durando apenas um intervalo de tempo e no deveriam ser detectadas na superfcie da Terra. No entanto, so detectadas e em abundncia! Esse problema s compreendido sob a interpretao relativstica do movimento dos msons, j que eles se movem a altssimas velocidades em relao superfcie da Terra. Ao se observar o movimento de um mson , a partir da superfcie da Terra, mede-se seu tempo de vida como sendo . Considerando que, em relao R, esse mson percorre 660 m, ento, para um observador na superfcie da Terra, tal mson percorre, em m, uma distncia igual a

(AFA - 2023) Nas questes de Fsica, quando necessrio, utilize: acelerao da gravidade: calor especfico da gua: calor latente de fuso do gelo: temperatura de fuso do gelo: densidade do gelo: densidade da gua: Um cubo de gelo est completamente submerso em 3,45 kg de gua e preso por meio de um fio ideal de capacidade trmica desprezvel, ao fundo de um recipiente adiabtico, conforme representado na figura seguinte: Inicialmente, a gua est a 16 C e o gelo a 0 C e observa-se uma trao no fio de 1,0 N. Considere que ocorra troca de calor exclusivamente entre a gua e o gelo e que, medida em que o gelo derrete, o fio continue prendendo o cubo de gelo ao fundo do recipiente, sem exercer presso sobre o gelo. Nessas condies, ao ser atingido o equilbrio trmico no interior do recipiente, a trao, em N, sentida pelo fio, ser igual a

(AFA - 2023) Nas questes de Fsica, quando necessrio, utilize: acelerao da gravidade: calor especfico da gua: calor latente de fuso do gelo: temperatura de fuso do gelo: densidade do gelo: densidade da gua: O maior valor do campo eltrico que um dieltrico suporta, sem tornar-se condutor, chamado rigidez dieltrica. A rigidez dieltrica varia de material para material, e para o ar, em condies normais, de . O potencial mximo, em kV, para se manter carregada uma esfera metlica de 10 cm de dimetro, imersa no ar, longe de quaisquer outros objetos, sem que ela descarregue, igual a

(AFA - 2023) Nas questes de Fsica, quando necessrio, utilize: acelerao da gravidade: calor especfico da gua: calor latente de fuso do gelo: temperatura de fuso do gelo: densidade do gelo: densidade da gua: Trs canaletas planas e horizontais, sendo as duas primeiras semicirculares e a terceira com perfil de um quarto de circunferncia, so dispostas conforme figura a seguir. Nas entradas de cada canaleta encontram-se trs partculas, A, B e C, de massas m, m e 2m, respectivamente. O sistema composto pelas canaletas e partculas conservativo e todas as colises so frontais, sendo que, entre A e B, perfeitamente elstica(s), e entre, B e C, parcialmente elstica(s), com coeficiente de restituio igual a 0,5. No instante inicial, a partcula A lanada com velocidade , e B e C esto em repouso, conforme indica a figura. O impulso sofrido pelo conjunto de partculas, desde o lanamento de A at a sada de C, na terceira canaleta, tem mdulo igual a

(AFA - 2023) Nas questes de Fsica, quando necessrio, utilize: acelerao da gravidade: calor especfico da gua: calor latente de fuso do gelo: temperatura de fuso do gelo: densidade do gelo: densidade da gua: Uma partcula lanada obliquamente e descreve um movimento parablico, sem resistncia do ar. No momento do lanamento dessa partcula, o vetor velocidade faz o ngulo com a horizontal e, ao atingir a altura mxima de sua trajetria, o vetor posio da partcula faz um ngulo com essa mesma horizontal, conforme ilustra figura a seguir: Nessas condies, a razo entre as tangentes de e, , vale

(AFA - 2023) Nas questes de Fsica, quando necessrio, utilize: acelerao da gravidade: calor especfico da gua: calor latente de fuso do gelo: temperatura de fuso do gelo: densidade do gelo: densidade da gua: Por duas vezes, observa-se o movimento de um bloco, sem resistncia do ar, sobre um plano inclinado, conforme ilustra figura seguinte: O coeficiente de atrito cintico entre as superfcies do bloco e do plano inclinado . No primeiro lanamento, em que, o tempo que o bloco gasta at parar, sobre o plano inclinado, t. No segundo lanamento, que se d com mesma velocidade inicial do primeiro, e o tempo gasto pelo bloco at parar, tambm sobre o plano inclinado, t. Nessas condies, a razo entre os tempos igual a