Questões de Física - AFA | Gabarito e resoluções

(AFA - 2014) Considere um gs ideal que pode ser submetido a duas transformaes cclicas reversveis e no simultneas, 1 e 2,como mostrado no diagrama PV abaixo. Na transformao 1 o gs recebe uma quantidade de calor Q1 de uma fonte quente temperatura T1 e cede a quantidade de calor Q2 para a fonte fria temperatura T2.Enquanto que, na transformao 2, as quantidades de calor recebida, Q1, e cedida, Q2,so trocadas respectivamente com duas fontes s temperaturas T3e T4. Nessas condies, correto afirmar que

(AFA - 2014)A figura abaixo apresenta os grficos da posio (x) em funo do tempo (t) para dois sistemas A e B de mesma massa m que oscilam em MHS, de igual amplitude. Sendo ECA e ECB as energias cinticas dos sistemas A e B respectivamente no tempo t1: EPA e EPB as energias potenciais dos sistemas A e B respectivamente no tempo t2 , correto afirmar que

(AFA - 2014)Um pequeno objeto plano e luminoso pode ser utilizado em trs arranjospticos distintos (I, II e III), imersos em ar, como apresentado na figura abaixo. No arranjo I, o objeto colocado sobre um plano onde se apoiam dois espelhos planosortogonais entre si. Nos arranjos II e III, respectivamente, o objeto disposto de formaperpendicular ao eixo ptico de um espelho esfrico cncavo gaussiano e de uma lenteconvergente delgada. Dessa maneira, o plano do objeto se encontra paralelo aos planos focaisdesses dois dispositivos. Considere que as distncias do objeto ao vrtice do espelho esfricoe ao centro ptico da lente sejam maiores do que as distncias focais do espelho cncavo e dalente. Nessas condies, das imagens abaixo, a que no pode ser conjugada por nenhum dos trsarranjos pticos

(AFA - 2014) Um estudante montou um experimento com uma rede de difrao de 1000 linhas por milmetro, um laser que emite um feixe cilndrico de luz monocromtica de comprimento de onda igual a 4107m e um anteparo, conforme figura abaixo. O espectro de difrao, observado no anteparo pelo estudante, foi registrado por uma cmera digital e os picos de intensidade apareceram como pequenos pontos brilhantes na imagem. Nessas condies, a opo que melhor representa a imagem do espectro de difrao obtida pelo estudante :

(AFA - 2014) Trs cargas eltricas puntiformes qA, qB e qC esto fixas, respectivamente, nos vrtices A, B e C de um tringulo issceles, conforme indica a figura abaixo. Considerando FA o mdulo da fora eltrica de interao entre as cargas qA e qC; FB o mdulo da fora eltrica de interao entre as cargas qB e qC e sabendo-se que a fora resultante sobre a carga qC perpendicular ao lado AB e aponta para dentro do tringulo, pode-se afirmar, certamente, que a relao entre os valores das cargas eltricas

(AFA - 2014)Uma partcula A, de massa m e carga eltrica q, est em repouso no momento em que uma segunda partcula B, de massa e carga eltrica iguais s de A, lanada com velocidade de mdulo igual a v0, na direo x, conforme ilustra a figura abaixo. A partcula B foi lanada de um ponto muito distante de A, de tal forma que, no instante do lanamento, as foras eltricas coulombianas entre elas possam ser desprezadas. Sendo K a constante eletrosttica do meio e considerando apenas interaes eletrostticas entre essas partculas, a distncia mnima entre A e B ser igual a

(AFA - 2014) Quando necessrio, use: Dispe-se de duas pilhas idnticas de f.e.m e resistncia interna r constante e de um reostato, cuja resistncia eltrica R varia de zero at 6 r. Essas pilhas podem ser associadas em srie ou em paralelo, conforme ilustram as figuras I e II, respectivamente. O grfico que melhor representa a potncia P dissipada pelo reostato, para cada uma das associaes, em funo da resistncia R

(AFA - 2014)Na figura abaixo, esto representados dois longos fios paralelos,dispostos a uma distncia l um do outro, que conduzem a mesma corrente eltrica i emsentidos opostos. Num ponto P do plano xy, situado a uma distncia d de cada um dos fios, lana-se umapartcula, com carga eltrica positiva q na direo do eixo y, cuja velocidade tem mdulo iguala v. Sendo a permeabilidade absoluta do meio e considerando desprezvel a fora de interaoentre as correntes eltricas nos fios, a fora magntica que atua sobre essa partcula,imediatamente aps o lanamento, tem mdulo igual a Quando necessrio, use: g =10m/s2 sen 37o=0,6 cos 37o=0,8

(AFA - 2014)Uma garota de nome Julieta se encontra em uma nave espacialbrincando em um balano que oscila com perodo constante igual aT0, medido no interior danave, como mostra a figura abaixo. A nave de Julieta passa paralelamente com velocidade0,5 c,em que c a velocidade da luz,por uma plataforma espacial, em relao qual, o astronauta Romeu se encontra parado.Durante essa passagem, Romeu mede o perodo de oscilao do balano como sendoTe ocomprimento da nave, na direo do movimento, como sendoL.Nessas condies, o perodoT,medido por Romeu, e o comprimento da nave, medido porJulieta, so respectivamente:

(AFA - 2014)Para a construo de uma clula fotoeltrica, que ser utilizada na abertura e fechamento automtico de uma porta, um pesquisador dispe de quatro metais, cujas funes trabalho esto listadas na tabela abaixo. Sendo que essa clula dever ser projetada para funcionar com luz visvel, poder(o) ser usado(s) somente o(s) metal(is) Dados: h = 4,1.10-15 eV.s

(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