Questões de Física - AFA | Gabarito e resoluções

(AFA - 2019) Duas partculas eletrizadas A e B, localizadas num plano isolante e horizontal , esto em repouso e interligadas por um fio ideal, tambm isolante, de comprimento l igual a 3 cm, conforme ilustrado na figura abaixo. A partcula A est fixa e B pode mover-se, sem quaisquer resistncias sobre o plano. Quando B, que tem massa igual a 20 g, est em repouso, verifica-se que a fora tensora no fio vale 9 N. Imprime-se certa velocidade na partcula B, que passa a descrever um movimento circular uniforme em torno de A, de tal forma que a fora tensora no fio altera-se para 15 N. Desprezando as aes gravitacionais, enquanto a tenso no fio permanecer igual a 15 N, pode-se afirmar que a energia do sistema, constitudo das partculas A e B, ser, em J, de

(AFA - 2019) Trs condutores cilndricos 1, 2 e 3, de mesmo material e mesmo comprimento, sendo os condutores 2 e 3 ocos, tm suas sees retas apresentadas na figura a seguir. A respeito das resistncias eltricas R1, R2 e R3, dos condutores 1, 2 e3, respectivamente, pode-se afirmar que

(AFA - 2019) Duas estaes E1 e E2 so interligadas por uma linha telefnica constituda por dois cabos iguais, cada um com comprimento L = 30 km, conforme ilustrado na figura 1. Durante uma tempestade, uma rvore caiu sobre um dos cabos fazendo um contato eltrico com a terra. Para localizar onde a rvore caiu e reparar o defeito, um tcnico procedeu da seguinte forma: uniu os terminais C e D na estao E2 e, na estao E1, interligou os terminais A e B por reostatosR1 e R2 associados em paralelo com um gerador. As resistncias de R1 e R2 foram ajustadas de tal forma que o ampermetro A no indicou a passagem de corrente eltrica, conforme esquematizado na figura 2. Considere que os contatos eltricos, as ligaes com a terra e o ampermetro tm resistncias eltricas desprezveis e que R1 e R2 valem, respectivamente, 4,5 k e 1,5 k. Nessas condies, o ponto onde a rvore tocou o fio se localiza a uma distncia d em relao estao E1 em km igual a

(AFA - 2019) O eletroscpio de folhas um aparelho utilizado para detectar cargas eltricas. Ele constitudo de uma placa metlica que ligada, atravs de uma haste condutora eltrica, a duas lminas metlicas finas e bem leves. Se as duas lminas estiverem fechadas, indica que o eletroscpio est descarregado (Figura 1); se abertas, indica a presena de cargas eltricas (Figura 2). Considere o eletroscpio inicialmente carregado positivamente e que a placa seja feita de zinco. Fazendo-se incidir luz monocromtica vermelha sobre a placa, observa-se que a abertura das lminas

(AFA -2019) Uma espira condutora E est em repouso prxima a um fio retilneo longo AB de um circuito eltrico constitudo de uma bateria e de um reostato R, onde flui uma corrente i, conforme ilustrado na figura abaixo. Considerando exclusivamente os efeitos eletromagnticos, pode-se afirmar que a espira ser

QUESTO ANULADA (AFA - 2018) A tecnologia dominante nos controles remotos de televisores (TV) o infravermelho (IV). A premissa bsica do funcionamento de um controle remoto IV o uso da luz para levar sinais entre um controle remoto e o aparelho que ele controla. Assim, o controle da TV apenas um gerador de IV, tendo cada boto uma frequncia diferente, e ento, de acordo com a frequncia recebida pela TV, ela interpreta como sendo um comando (exemplo: trocar de canal). Considerando que o comprimento de onda do IV utilizado nos controles remotos de TV varia de 750 nm a 1.000m, aenergia carregada por um fton na informao enviada TV estar no intervalo, em eV, cuja ordem de grandeza vale (a) 101 (b) 102 (c) 103 (d) 104

(AFA - 2018) RAIOS CAUSAM 130 MORTES POR ANO NO BRASIL; SAIBA COMO PREVENIR Comeou a temporada de raios e o Brasil o lugar onde eles mais caem no mundo. Os raios so fenmenos da natureza impressionantes, mas causam mortes e prejuzos. Todos os anos morrem em mdia 130 pessoas no pas atingidas por essas descargas eltricas. (...) (...) Segundo as pesquisas feitas pelo grupo de eletricidade atmosfrica do INPE, o nmero de mortes por raios maior do que por deslizamentos e enchentes. E na primavera e no vero, poca com mais tempestades, que a preocupao aumenta (...) Disponvel em: ww1.g1.globo.com/bom-dia-brasil. Acesso em:16 fev.2017. Como se pode verificar na notcia acima, os raios causam mortes e, alm disso, constantemente h outros prejuzos ligados a eles: destruio de linhas de transmisso de energia e telefonia, incndios florestais, dentre outros. As nuvens se eletrizam devido s partculas de gelo que comeam a descer muito rapidamente, criando correntes de ar bastante bruscas, o que provoca frico entre gotas de gua e de gelo, responsvel pela formao e, consequentemente, a acumulao de eletricidade esttica. Quando se acumula carga eltrica negativa demasiadamente na zona inferior da nuvem (este o caso mais comum) ocorre uma descarga eltrica em direo ao solo (que por induo eletrosttica adquiriu cargas positivas). Considere que a base de uma nuvem de tempestade, eletricamente carregada com carga de mdulo igual a ,situa-se a acima do solo. O ar mantm-se isolante at que o campo eltrico entre a base da nuvem e o solo atinja o valor de Nesse instante a nuvem se descarrega por meio de um raio que dura Considerando que o campo eltrico na regio onde ocorreu o raio seja uniforme, a energia liberada neste raio , em joules, igual a

(AFA - 2018) Um sistema gasoso constitudo por n mols de um gs perfeito passa do estado x para o estado y por meio dos processos distintos 1 e 2 mostrados no esquema a seguir. Se no processo 2 o sistema realiza um trabalho de 200 Je absorve uma quantidade de calor de 500 J correto afirmar que

(AFA - 2018) Em muitos problemas de fsica desprezam-se as foras de resistncia ao movimento. Entretanto, sabe-se que, na prtica, essas foras so significativas e muitas vezes desempenham um papel determinante. Por exemplo, no automobilismo, os veculos comumente possuem dispositivos aerodinmicos implementados, os quais tm a funo de contribuir para o aumento da Downforce, uma fora vertical, inversa sustentao, que busca incrementar a aderncia dos pneus ao asfalto atravs de um acrscimo na carga normal, permitindo que o veculo possa realizar as curvas com uma velocidade maior do que o faria sem estes dispositivos. (Trecho retirado da monografia intitulada Sistema ativo de reduo de arrasto aerodinmico por atuador aplicado a um prottipo de frmula SAE, de autoria de Danilo Barbosa Porto, apresentada na Escola de Engenharia de So Carlos, da Universidade de So Paulo, em 2016). Para avaliar o papel da Downforce, considere um carro de Frmula 1, de massa M, realizando uma curva em determinada pista plana. Ao se desprezar completamente os efeitos produzidos pelo seu movimento em relao ao ar, mas considerando o atrito entre pneus e o asfalto, o carro consegue fazer a curva, sem derrapar, a uma velocidade mxima V. Porm, ao levar em conta, especificamente, a atuao da Downforce D (desconsiderando a fora de arrasto) a velocidade mxima V do carro, nessa mesma curva, muda em funo de D. Nessas condies, o grfico que melhor representa a relao em funo de D

(AFA - 2018) Um corpo M de dimenses desprezveis e massa 10 kg movimentando-se emuma dimenso, inicialmente com velocidade V,vai sucessivamente colidindo inelasticamente com N partculas m, todas de mesma massa 1 kg, e com velocidades de mdulo v = 20 m/s, que tambm se movimentam em uma dimenso de acordo com a Figura 1, a seguir. O grfico que representa a velocidade final do conjunto vfaps cada coliso em funo do nmero de partculas N apresentado na Figura 2, a seguir. Desconsiderando as foras de atrito e a resistncia do ar sobre o corpo e as partculas, a coliso de ordem N0na qual a velocidade do corpo resultante (corpo M + N0 partculas m) se anula, ,

(AFA - 2018) O grfico seguinte representa a velocidade escalar vde uma partcula em movimento retilneo. Considerando que, em t = 0a partcula est na origem dos espaos ,o grfico que melhor representa a posio (S)dessa partcula at o instante t = 5 s

(AFA - 2018) Quando necessrio use: - Acelereao da gravidade: g = 10 m/s2; - sen 19 = cos 71 = 0,3; - sen 71 = cos 19 = 0,9; - Velocidade da luz no vcuo: c = 3,0108m/s; - Constante de Planck: h = 6,610-34Js; - 1 eV = 1,610-19J; Um recipiente vazio, perfeitamente transparente, no formato de uma lente esfrica delgada gaussiana, de raio a, preenchido com gua lmpida e cristalina at a metade de sua capacidade (Figura 1). Essa lente ento fixada a uma determinada distncia de uma fotografia quadrada de lado 3a (Figura 2), tendo seus centros geomtricos alinhados (Figura 3). Considerando que o sistema lente-fotografia esteja imerso no ar, um observador na posio O (Figura 3), poder observar, dentre as opes abaixo, a imagem da situao apresentada, como sendo

(AFA - 2018) QUESTO ANULADA NA PROVA OFICIAL Trs cargas eltricas pontuais, q1, q2e q3esto fixas de tal forma que os segmentos de reta que unem cada par de carga formam um tringulo equiltero com o plano na vertical, conforme ilustra a figura a seguir. M o ponto mdio do segmento que une q2e q3.A carga eltrica q2 positiva e igual a Qenquanto que q1e q3 so desconhecidas.Verifica-se que o vetor campo eltrico Eno ponto Mgerado por estas trs cargas, forma com o lado que une q2e q3um ngulo de 19e est apontado para baixo. Sabendo-se, ainda, que a fora eltrica de interao entre as cargas q1e q2 menor que a fora eltrica entre q2e q3, correto afirmar que:

(AFA - 2018) Quando necessrio use: - Acelereao da gravidade: g = 10 m/s2; - sen 19 = cos 71 = 0,3; - sen 71 = cos 19 = 0,9; - Velocidade da luz no vcuo: c = 3,0108m/s; - Constante de Planck: h = 6,610-34Js; - 1 eV = 1,610-19J; Uma rampa, homognea, de massa m e comprimento L, inicialmente colocada na horizontal. A extremidade A,dessa rampa, encontra-se acoplada a uma articulao sem atrito. Na extremidade Best sentado, em repouso, um garoto, tambm de massa m.Essa extremidade Best presa ao cho, por um fio ideal, e ao teto, por uma mola ideal, de constante elstica k, conforme ilustra a Figura 1. Em um determinado instante o garoto corta o fio. A mola, que est inicialmente deformada de um valorx,passa a erguer lentamente a extremidade B da rampa,fazendo com que o garoto escorregue, sem atrito e sem perder o contato com a rampa, at a extremidade A,conforme Figura 2. Quando o garoto, que neste caso deve ser tratado como partcula, atinge a extremidadeA,a mola se encontra em seu comprimento natural (sem deformao) e a rampa estar em repouso e inclinada de um ngulo. Considerando go mdulo da acelerao da gravidade local, nessas condies, a velocidade do garoto em A, vale

(AFA - 2018) Uma fonte sonora A, em repouso, emite um sinalsonoro de frequncia constanteUm sensordesloca-se com velocidade constante,em relao Terra, sobre um plano perfeitamente retilneo, em direo fonte sonora, como mostra a Figura 1. O sensor registra a frequncia aparente devido sua movimentao em relao fonte sonora e a reenvia para um laboratrio onde um sistema de caixas sonoras, acopladas a trs tubos sonoros, de comprimentos L1, L2 e L3,reproduz essa frequncia aparente fazendo com que as colunas de ar desses tubos vibrem produzindo os harmnicos apresentados na Figura 2. Considere que o sensor se movimenta em um local onde a velocidade do som constante e igual a 320 m/s,que os tubos sonoros possuam dimetros muito menores do que seus respectivos comprimentos e que a velocidade do som no interior desses tubos seja tambm constante e igual a 320 m/s. Considere tambm que a fonte A e o arestejam em repouso em relao Terra. Nessas condies, correto afirmar que os comprimentosL1, L2 e L3,respectivamente, em metros, so