Questões de Física - AFA | Gabarito e resoluções

(AFA - 2022 - Modelo A - Questo 31) Para determinar o calor especfico de um objeto de material desconhecido, de massa igual a 600g, um professor sugeriu aos alunos um procedimento que foi realizado em duas etapas. 1 etapa: no interior de um recipiente adiabtico, de capacidade trmica desprezvel, colocou-se certa quantidade de gua que foi aquecida por uma resistncia eltrica R. Utilizando-se de um ampermetro A e de um voltmetro V, ambos ideais, manteve-se a voltagem e a corrente fornecidas por uma bateria em 2A e 20V, conforme ilustrado na figura 1. Com a temperaturalida no termmetro T, obteve-se, em funo do aquecimento, o grfico representado na figura 2. 2 etapa:repete-se a experincia, desde o incio, desta vez, colocando o objeto de material desconhecido imerso na gua. Sem alterar a quantidade de gua, a corrente e a tenso no circuito eltrico, obteve-se o grfico representado na figura 3. Considerando que, em ambas as etapas, toda energia eltrica foi dissipada por efeito Joule no resistor R, pode-se concluir que o calor especfico do material que feito o objeto , em cal/(g.C) igual a

(AFA - 2022 - Modelo A - Questo 32) Em um dos mtodos usados para gerar raios X, eltrons colidem com alvo metlico perdendo energia cintica e gerando ftons, cujos comprimentos de onda podem variar de 10-8m a 10-11m, aproximadamente. A figura a seguir representa um equipamento para reproduo de raios X, em que T um tubo de vidro, G um gerador que envia uma corrente eltrica a um filamento de tungstnio F, e A, um alvo metlico. O filamento aquecido libera eltrons (efeito terminico) que so acelerados pela fonte de alta tenso e, em seguida, bombardeiam o alvo A, produzindo raios X. Se a ddp na fonte de alta tenso for de 25 kV, o comprimento de onda mnimo, em , dos ftons de raios X ser aproximadamente

(AFA - 2021) A partir do instante t0= 0, uma partcula com velocidade inicial v0 uniformemente acelerada. No instante t, a acelerao cessa e a partcula passa a se movimentar com velocidade constante v. Do instante 2t ao instante 4t, uma nova acelerao constante atua sobre a partcula, de tal forma que, ao final desse intervalo, sua velocidade vale -v. Nessas condies, a velocidade mdia da partcula, no intervalo de 0 a 4t, igual a

(AFA - 2021) Um sistema massa-mola composto de uma mola ideal de constante elstica k e de um recipiente, de volume interno V e massa desprezvel, que totalmente preenchido com um lquido homogneo X de densidade constante e desconhecida. Verifica-se que, ao se colocar esse primeiro sistema para oscilar, seu perodo de oscilao se iguala ao perodo de oscilao de um segundo sistema, formado de um pndulo simples de comprimento L e massa m. Considere que os dois sistemas oscilam em movimento harmnico simples em um local em que a acelerao gravitacional vale g; e que o recipiente preenchido pelo lquido comporte-se como uma massa pontual. Nessas condies, a densidade do lquido X pode ser expressa por

(AFA - 2021) Considere uma dada massa gasosa de um gs perfeito que pode ser submetida a trs transformaes cclicas diferentes I, II e III, como mostram os respectivos diagramas abaixo. O gs realiza trabalhos totais , e , respectivamente nas transformaes I, II, e III. Nessas condies, correto afirmar que

(AFA - 2021 - Modelo C - Questo 57) Nas questes de fsica, quando necessrio use: massa atmica do hidrognio: massa atmica do hlio: velocidade da luz no vcuo: constante de Planck: constante eletrosttica do vcuo: acelerao da gravidade: cos 30 = sen 60 = cos 60 = sen 30 = cos 45 = sen 45 = Um observador O visualiza uma placa com a inscrio AFA atravs de um periscpio rudimentar construdo com dois espelhos planos e paralelos e inclinados de 45 em 2 relao ao eixo de um tubo opaco, conforme figura abaixo. Nessas condies, a opo que melhor representa, respectivamente, a imagem da palavra AFA conjugada pelo espelho e a imagem final que o observador O visualiza atravs do espelho

(AFA - 2021) Numa partida de vlei, certo atleta d um mergulho na quadra,a uma distncia x=2,5m da rede, defendendo um ataque adversrio, conforme figura a seguir. Aps essa defesa, considere que a bola lanada de uma altura desprezvel em relao ao cho, de forma que sua velocidade faz um ngulo de 45 com a direo horizontal. Ao longo de sua trajetria, essa bola toca a fita da rede caindo, posteriormente, do outro lado da quadra. Imediatamente antes e imediatamente aps tocar a fita, a velocidade da bola tem direo horizontal. A distncia x, onde a bola cai na quadra, igual metade da altura h da fita. Despreze a resistncia do ar e considere a bola uma partcula de massa 200g, cujo movimento se d no plano da figura. O mdulo do impulso, aplicado pela fita sobre a bola, em N . s, vale

(AFA - 2021) Uma partcula de massa M lanada obliquamente com sua velocidade incialfazendo um ngulo de 30 com a direo horizontal, conforme indica figura a seguir. Ao atingir a altura mxima de sua trajetria parablica, essa partcula colide inelasticamente com um bloco de massa 5M. Esse blobo, de dimenses desprezveis, est preso ao teto por um fio ideal, de comprimento 1,2m, formando um pndulo balstico. Inicialmente o fio do pndulo est na vertical. Aps a coliso, o pndulo atinge uma altura mxima, na qual o fio tem uma inclinao de 30 em relao direo horizontal. Desprezando a resistncia do ar, o mdulo da velocidade inicial da partcula,, em m/s, igual a

(AFA - 2021) O sistema ilustrado na figura abaixo composto de trs blocos, A, B e C, de dimenses desprezveis e de mesma massa, duas roldanas e dois fios, todos ideais. Quando o sistema abandonado, a partir da configurao indicada na figura, o bloco A passa, ento, a deslizar sobre o plano horizontal da mesa, enquanto os blocos B e C descem na vertical e a trao estabelecida no fio que liga os blocos A e B vale. Em determinado instante, o bloco C se apoia sobre uma cadeira, enquanto B continua descendo e puxando A, agora atravs de uma trao. Desprezando quaisquer resistncias durante o movimento dos blocos, pode-se afirmar que a razovale

(AFA - 2021) Duas partculas idnticas, A e B, se movimentam ao longo de uma mesma trajetria x, sendo suas posies, em funo do tempo, dadas por xA= 2t e xB= 4 + t, respectivamente, com x em metros e t em segundos. Em determinado instante, as partculas, que formam um sistema isolado, sofrem uma coliso parcialmente elstica, com coeficiente de restituio e = 0,5. Nessas condies e desprezando o deslocamento dessas partculas durante a coliso, quando a partcula A estiver na posio 28m, a partcula B estar na posio, em m,

(AFA - 2021) Considere uma barra homognea, retilinea e horizontal fixa em uma de suas extremidades pelo ponto O, e submetida ao de uma forana outra extremidade, no ponto P, conforme mostra a Figura 1. A distncia entre os pontos O e P vale x, e a ao da foragera um torque M1na barra, em relao ao ponto de fixao. Dobrando-se a barra, de acordo com a Figura 2, e aplicando-se novamente a mesma forano ponto P, um novo torque M2 gerado em relao ao ponto O. Considere que a barra no possa ser deformada por ao da fora. Nestas condies, a razoentre os torques gerados pela fora, nas duas configuraes apresentadas,

(AFA - 2021) Considere um dioptro plano constitudo de dois meios homogneos e transparentes de ndices de refrao n1 = 1 e n2 = , separados por uma superfcie S perfeitamente 3 plana. No meio de ndice de refrao n1encontra-se um objeto pontual B, distante d, da superfcie S, assim como, no outro meio encontra-se um objeto idntico A, tambm distante d, da superfcie do dioptro como mostra a figura abaixo. A imagem A1de A vista por um observador O1que se encontra no meio n1; por sua vez, a imagem B1de B vista por um observador O2que se encontra no meio n2. O dioptro plano considerado perfeitamente estigmtico e os raios que saem de A e B so pouco inclinados em relao vertical que passa pelos dois objetos. Considere que A e B sejam aproximados verticalmente da superfcie S de uma distncia e suas novas imagens, A2e B2, respectivamente, sejam vistas pelos observadores O1e O2. Nessas condies, a razo entre as distncias, dAe dB, percorridas pelas imagens dos objetos A e B,

(AFA - 2021) Uma partcula eletrizada positivamente com uma carga igual a 5 C lanada com energia cintica de 3 J, no vcuo, de um ponto muito distante e em direo a uma outra partcula fixa com a mesma carga eltrica. Considerando apenas interaes eltricas entre estas duas partculas, o mdulo mximo da fora eltrica de interao entre elas , em N, igual a:

(AFA - 2021) No circuito abaixo, a bateria possui fem igual a e resistncia interna r constante e a lmpada incandescente L apresenta resistncia eltrica hmica igual a 2r. O reostato R tem resistncia eltrica varivel entre os valores 2r e 4r. Ao deslocar o cursor C do reostato de A at B, verifica-se que o brilho de L

(AFA - 2021) A figura abaixo ilustra dois resistores de imerso dentro de recipientes termicamente isolados e com capacidades trmicas desprezveis, contendo as mesmas quantidades de gua. Os resistores R1e R2 esto ligados, respectivamente, a uma associao de geradores em srie e em paralelo. Os valores das resistncias eltricas de R1e R2foram ajustados adequadamente de tal forma que cada associao de geradores transfere a mxima potncia a cada um dos resistores. Despreze a influncia da temperatura na resistncia eltrica e no calor especfico da gua e considere que todos os geradores apresentem a mesma fem e a mesma resistncia interna. Fecha-se simultaneamente as chaves Ch1e Ch2e, aps 5 min, verifica-se que a variao de temperatura da gua no recipiente 1 foi de 20 C. Nesse mesmo intervalo, a gua no recipiente 2 apresenta uma variao de temperatura, em C, igual a: