Questões de Física - ESPCEX 2014 | Gabarito e resoluções

(EsPCEx - 2014) Uma fibra ptica um filamento flexvel, transparente e cilndrico, que possui uma estrutura simples composta por um ncleo de vidro, por onde a luz se propaga, e uma casca de vidro, ambos com ndices de refrao diferentes. Um feixe de luz monocromtico, que se propaga no interior do ncleo, sofre reflexo total na superfcie de separao entre o ncleo e a casca segundo um ngulo de incidncia , conforme representado no desenho abaixo (corte longitudinal da fibra). Com relao reflexo total mencionada acima, so feitas as afirmativas abaixo. I. O feixe luminoso propaga-se do meio menos refringente para o meio mais refringente. II. Para que ela ocorra, o ngulo de incidncia deve ser inferior ao ngulo limite da superfcie de separao entre o ncleo e a casca. III. O ngulo limite da superfcie de separao entre o ncleo e a casca depende do ndice de refrao do ncleo e da casca. IV. O feixe luminoso no sofre refrao na superfcie de separao entre o ncleo e a casca. Dentre as afirmativas acima, as nicas corretas so:

(EsPCEx - 2014) Pode-se observar, no desenho abaixo, um sistema de trs vasos comunicantes cilndricos F, G e H distintos, abertos e em repouso sobre um plano horizontal na superfcie da Terra. Coloca-se um lquido homogneo no interior dos vasos de modo que no haja transbordamento por nenhum deles. Sendo hF, hG e hH o nvel das alturas do lquido em equilbrio em relao base nos respectivos vasos F, G e H, ento, a relao entre as alturas em cada vaso que representa este sistema em equilbrio esttico :

(EsPCEx - 2014) Uma das atraes mais frequentadas de um parque aqutico a piscina de ondas. O desenho abaixo representa o perfil de uma onda que se propaga na superfcie da gua da piscina em um dado instante. Um rapaz observa, de fora da piscina, o movimento de seu amigo, que se encontra em uma boia sobre a gua e nota que, durante a passagem da onda, a boia oscila para cima e para baixo e que, a cada 8 segundos, o amigo est sempre na posio mais elevada da onda. O motor que impulsiona as guas da piscina gera ondas peridicas. Com base nessas informaes, e desconsiderando as foras dissipativas na piscina de ondas, possvel concluir que a onda se propaga com uma velocidade de

(EsPCEx - 2014) No interior de um recipiente vazio, colocado um cubo de material homogneo de aresta igual a 0,40 m e massa M = 40 kg. O cubo est preso a uma mola ideal, de massa desprezvel, fixada no teto de modo que ele fique suspenso no interior do recipiente, conforme representado no desenho abaixo. A mola est presa ao cubo no centro de uma de suas faces e o peso do cubo provoca uma deformao de 5 cm na mola. Em seguida, coloca-se gua no recipiente at que o cubo fique em equilbrio com metade de seu volume submerso. Sabendo que a densidade da gua de 1000 kg/m3, a deformao da mola nesta nova situao de Dado: intensidade da acelerao da gravidade g = 10 m/s2

(EsPCEx - 2014) Em uma espira condutora triangular equiltera, rgida e homognea,com lado medindo 18 cm e massa igual a 4,0 g, circula uma corrente eltrica i de 6,0 A, nosentido anti-horrio. A espira est presa ao teto por duas cordas isolantes, ideais e de comprimentos iguais, de modo que todo conjunto fique em equilbrio, num plano vertical. Namesma regio, existe um campo magntico uniforme de intensidade B = 0,05 T que atravessaperpendicularmente o plano da espira, conforme indicado no desenho abaixo. Considerando a intensidade da acelerao da gravidade g = 10 m/s , a intensidade da forade trao em cada corda de: Dados: cos 60 = 0,50 sen 60 = 0,87

(EsPCEx - 2014) O desenho abaixo representa um sistema composto por cordas e polias ideais de mesmo dimetro. O sistema sustenta um bloco com peso de intensidade P e uma barra rgida AB de material homogneo de comprimento L. A barra AB tem peso desprezvel e est fixada a uma parede por meio de uma articulao em A. Em um ponto X da barra aplicada uma fora de intensidade F e na sua extremidade B est presa uma corda do sistema polias-cordas. Desprezando as foras de atrito, o valor da distncia AX para que a fora F mantenha a barra AB em equilbrio na posio horizontal

(EsPCEx - 2014) Em um parque aqutico, um menino encontra-se sentado sobre uma prancha e desce uma rampa plana inclinada que termina em uma piscina no ponto B, conforme figura abaixo. O conjunto menino-prancha possui massa de 60 kg, e parte do repouso do ponto A da rampa. O coeficiente de atrito cintico entre a prancha e a rampa vale 0,25 e o ngulo entre a horizontal e o plano da rampa. Desprezando a resistncia do ar, a variao da quantidade de movimento do conjunto menino-prancha entre os pontos A e B de Dados: intensidade da acelerao da gravidade g=10 m/s2 considere o conjunto menino-prancha uma partcula

(EsPCEx - 2014) Um trabalhador da construo civil de massa 70 kg sobe uma escada de material homogneo de 5 m de comprimento e massa de 10 kg, para consertar o telhado de uma residncia. Uma das extremidades da escada est apoiada na parede vertical sem atrito no ponto B, e a outra extremidade est apoiada sobre um piso horizontal no ponto A, que dista 4 m da parede, conforme desenho abaixo. Para que o trabalhador fique parado na extremidade da escada que est apoiada no ponto B da parede, de modo que a escada no deslize e permanea em equilbrio esttico na iminncia do movimento, o coeficiente de atrito esttico entre o piso e a escada dever ser de Dado: intensidade da acelerao da gravidade g=10 m/s2

(EsPCEx - 2014) Em um circuito eltrico, representado no desenho abaixo, o valor da fora eletromotriz (fem) do gerador ideal E =1,5 V, e os valores das resistncias dosresistores hmicos so R1=R4= 0,3 , R2= R3= 0,6 e R5= 0,15 . As leituras novoltmetro V e no ampermetro A, ambos ideais, so, respectivamente,

(EsPCEx - 2014) Uma pessoa de massa igual a 80 kg est dentro de um elevadorsobre uma balana calibrada que indica o peso em newtons, conforme desenho abaixo. Quando o elevador est acelerado para cima com uma acelerao constante de intensidadea = 2,0 m/s2, a pessoa observa que a balana indica o valor de Dado: intensidade da acelerao da gravidade g = 10 m/s2

(EsPCEx - 2014) Em uma fbrica, uma mquina trmica realiza, com um gs ideal, o ciclo FGHIFno sentido horrio, conforme o desenho abaixo. As transformaes FGe HI so isobricas, GH isotrmica e IF adiabtica. Considere que, na transformao FG, 200 kJde calor tenham sido fornecidos ao gs e que na transformao HIele tenha perdido 220 kJde calor para o meio externo. A variao de energia interna sofrida pelo gs na transformao adiabtica IF

(EsPCEx - 2014) Uma criana de massa 25 kg brinca em um balano cuja haste rgida no deformvel e de massa desprezvel, presa ao teto, tem 1,60 m de comprimento. Ela executa um movimento harmnico simples que atinge uma altura mxima de 80 cm em relao ao solo, conforme representado no desenho abaixo, de forma que o sistema criana mais balano passa a ser considerado como um pndulo simples com centro de massa na extremidade P da haste. Pode-se afirmar, com relao situao exposta, que