Questões de Física - ESPCEX 2013 | Gabarito e resoluções

(EsPCEx - 2013) O disjuntor um dispositivo de proteo dos circuitos eltricos. Ele desliga automaticamente e o circuito onde empregado, quando a intensidade da corrente eltrica ultrapassa o limite especificado. Na cozinha de uma casa ligada rede eltrica de 127 V, h trs tomadas protegidas por um nico disjuntor de 25 A, conforme o circuito eltrico representado, de forma simplificada, no desenho abaixo. A tabela a seguir mostra a tenso e a potncia dos aparelhos eletrodomsticos, nas condies de funcionamento normal, que sero utilizados nesta cozinha. APARELHOS forno de microondas lava-loua geladeira cafeteira liquidificador TENSO (V) 127 127 127 127 127 POTNCIA (W) 2000 1500 250 600 200 Cada tomada conectar somente um aparelho, dos cinco j citados acima. Considere que os fios condutores e as tomadas do circuito eltrico da cozinha so ideais. O disjuntor de 25 A ser desarmado, desligando o circuito, se forem ligados simultaneamente:

(EsPCEx - 2013) Em uma casa moram quatro pessoas que utilizam um sistema de placas coletoras de um aquecedor solar para aquecimento da gua. O sistema eleva a temperatura da gua de 20C para 60C todos os dias. Considere que cada pessoa da casa consome 80 litros de gua quente do aquecedor por dia. A situao geogrfica em que a casa se encontra faz com que a placa do aquecedor receba por cada metro quadrado a quantidade de 2,016 . 108 J de calor do sol em um ms. Sabendo que a eficincia do sistema de 50%, a rea da superfcie das placas coletoras para atender demanda diria de gua quente da casa de: Dados: Considere um ms igual a 30 dias Calor especfico da gua: c=4,2 J/g C Densidade da gua: d=1kg/L

(EsPCEx - 2013)O circuito eltrico de um certo dispositivo formado por duas pilhasideais idnticas, de tenso V cada uma, trs lmpadas incandescentes hmicas e idnticasL1, L2 e L3, uma chave e fios condutores de resistncias desprezveis. Inicialmente, a chaveest aberta, conforme o desenho abaixo: Em seguida, a chave do circuito fechada. Considerando que as lmpadas no se queimam,pode-se afirmar que:

(EsPCEx - 2013) Um cubo macio e homogneo, com 40 cm de aresta, est em equilbrio esttico flutuando em uma piscina, com parte de seu volume submerso, conforme desenho abaixo. Sabendo-se que a densidade da gua igual a 1 g/cm3 e a distncia entre o fundo do cubo (face totalmente submersa) e a superfcie da gua de 32 cm, ento a densidade do cubo :

(EsPCEx - 2013) Um porto macio e homogneo de 1,60 m de largura e 1,80 m decomprimento, pesando 800 N, est fixado em um muro por meio das dobradias A, situada a0,10 m abaixo do topo do porto, e B, situada a 0,10 m de sua parte inferior.A distncia entreas dobradias de 160 m, conforme o desenho abaixo. Elas tm peso e dimenses desprezveis, e cada dobradia suporta uma fora cujo mdulo dacomponente vertical metade do peso do porto. Considerando que o porto est em equilbrio, e que o seu centro de gravidade est localizadoem seu centro geomtrico, o mdulo da componente horizontal da fora em cada dobradia Ae B vale, respectivamente:

(EsPCEx - 2013)O desenho abaixo mostra uma barra homognea e rgida AB de peso desprezvel, apoiada no ponto O do suporte. A distncia da extremidade B ao ponto de apoio O o triplo da distncia de A a O. No lado esquerdo, um fio ideal isolante e inextensvel, de massa desprezvel, prende a extremidade A da barra a uma carga eltrica puntiforme positiva de mdulo Q. A carga Q est situada a uma distncia d de uma outra carga eltrica fixa puntiforme negativa de mdulo q. No lado direito, um fio ideal inextensvel e de massa desprezvel prende a extremidade B da barra ao ponto C. A intensidade da fora de trao no fio BC, para que seja mantido o equilbrio esttico da barra na posio horizontal, de: Dados: sen 30o = cos 60o = 1/2 cos 30o = sen 60o = K0 a constante eletrosttica do meio

(EsPCEx - 2013) Um trabalhador da construo civil tem massa de 70 kg e utiliza uma polia e uma corda ideais e sem atrito para transportar telhas do solo at a cobertura de uma residncia em obras, conforme desenho abaixo. O coeficiente de atrito esttico entre a sola do sapato do trabalhador e o cho de concreto e a massa de cada telha de 2 kg. O nmero mximo de telhas que podem ser sustentadas em repouso, acima do solo, sem que o trabalhador deslize, permanecendo esttico no solo, para um ngulo entre a corda e a horizontal, : Dados: Acelerao da gravidade: g=10 m/s2

(EsPCEx - 2013)Dois fios A e B retos, paralelos e extensos, esto separados por uma distncia de 2 m. Uma espira circular de raio igual a /4 m encontra-se com seu centro O a uma distncia de 2 m do fio B conforme desenho abaixo. A espira e os fios so coplanares e se encontram no vcuo. Os fios A e B e a espira so percorridos por correntes eltricas de mesma intensidade i= 1 A com os sentidos representados no desenho. A intensidade do vetor induo magntica resultante originado pelas trs correntes no centro O da espira : Dado: Permeabilidade magntica do vcuo:

(Espcex -2013) Uma esfera lanada com velocidade horizontal constante demdulo v = 5 m/s da borda de uma mesa horizontal. Ela atinge o solo num ponto situado a 5 mdo p da mesa conforme o desenho abaixo. Desprezando a resistncia do ar, o mdulo da velocidade com que a esfera atinge o solo de: Dado: Acelerao da gravidade: g=10 m/s

(EsPCEx - 2013) Uma fonte luminosa est fixada no fundo de uma piscina de profundidade igual a 1,33 m. Uma pessoa na borda da piscina observa um feixe luminoso monocromtico, emitido pela fonte, que forma um pequeno ngulo com a normal da superfcie da gua, e que, depois de refratado, forma um pequeno ngulo com a normal da superfcie da gua, conforme o desenho. A profundidade aparente h da fonte luminosa vista pela pessoa de: Dados: sendo os ngulos e pequenos, considere e . ndice de refrao da gua: ngua=1,33 ndice de refrao do ar: nar=1

(EsPCEx - 2013) Um bloco de massa M=180 g est sobre urna superfcie horizontal sem atrito, e prende-se a extremidade de uma mola ideal de massa desprezvel e constante elstica igual a 2.10N/m. A outra extremidade da mola est presa a um suporte fixo, conforme mostra o desenho. Inicialmente o bloco se encontra em repouso e a mola no seu comprimento natural, Isto , sem deformao. Um projtil de massa m = 20 g disparado horizontalmente contra o bloco, que de fcil penetrao. Ele atinge o bloco no centro de sua face, com velocidade de v = 200 m/s. Devido ao choque, o projtil aloja-se no interior do bloco. Desprezando a resistncia do ar, a compresso mxima da mola de:

(EsPCEx - 2013) Peneiras vibratrias so utilizadas na indstria de construo para classificao e separao de agregados em diferentes tamanhos. O equipamento constitudo de um motor que faz vibrar uma peneira retangular, disposta no plano horizontal, para separao dos gros. Em uma certa indstria de minerao, ajusta-se a posio da peneira de modo que ela execute um movimento harmnico simples (MHS) de funo horria x = 8 cos(8 t), onde x a posio medida em centmetros e t, o tempo em segundos. O nmero de oscilaes a cada segundo executado por esta peneira de