Questões de Física - ITA 1999 | Gabarito e resoluções

(ITA 1999) Isaac Newton, no início de 1666, realizou a seguinte experiência: Seja S o Sol e F um orifício feito na janela de um quarto escuro. Considere P e Q dois prismas de vidro colocados em posição cruzada um em relação ao outro, ou seja, com suas arestas perpendiculares entre si, conforme mostra a figura a seguir. Represente por A a cor violeta, por B a amarela e C a cor vermelha. Após a passagem dos raios luminosos pelo orifício e pelos dois prismas, a forma da imagem e a disposição das cores formadas no anteparo são melhor representas por:

(Ita 1999) Um balão preenchido com gás tem como hóspede uma mosca. O balão é conectado a uma balança por meio de um fio inextensível e de massa desprezível, como mostra a figura a seguir. Considere que o balão se move somente na direção vertical e que a balança fica em equilíbrio quando a mosca não está voando. Sobre a condição de equilíbrio da balança, pode-se concluir que:

(Ita 1999) Um pêndulo é constituído por uma partícula de massa m suspensa por um fio de massa desprezível, flexível e inextensível, de comprimento L. O pêndulo é solto a partir do repouso, na posição A, e desliza sem atrito ao longo de um plano de inclinação α, como mostra a figura. Considere que o corpo abandona suavemente o plano no ponto B, após percorrer uma distância d sobre ele. A tração no fio, no instante em que o corpo deixa o plano, é:

(ITA-99) Um pêndulo é constituído por uma partícula de massa m suspensa por um fio de massa desprezível, flexível e inextensível, de comprimento L. O pêndulo é solto a partir do repouso, na posição A, e desliza sem atrito ao longo de um plano de inclinação , como mostra a figura. Considere que o corpo abandona suavemente o plano no ponto B, após percorrer uma distância d sobre ele. A tração no fio, no instante em que o corpo deixa o plano, é:

(Ita 1999) Dois conjuntos de capacitores de placas planas e paralelas são construídoscomo mostram as montagens 1 e 2 a seguir. Considere que a área de cada placa seja igual a Ae que as mesmas estejam igualmente espaçadas de uma distância d. Sendo 0 apermissividade elétrica do vácuo, as capacitâncias equivalentes c1 e c2 para as montagens 1 e2, respectivamente, são:

(Ita 1999) Uma esfera homognea de carga q e massa m de 2 g est suspensa por um fiode massa desprezvel em um campo eltrico cujas componentes x e y tm intensidades Ex= 105 N/C e Ey = 1 105 N/C,respectivamente, como mostra a figura a seguir. Considerando que a esfera est em equilbrio para = 60, qual a fora de trao no fio?

(Ita 1999) No instante t = 0s, um eltron projetado em um ngulo de 30 em relao aoeixo x, com velocidade v0 de 4105m/s, conforme o esquema a seguir. Considerando que oeltron se move num campo eltrico constante E=100N/C, o tempo que o eltron levar paracruzar novamente o eixo x de: Dados: e: 1,6 10-19C; me: 9,1 1031kg

(Ita 1999) Considere as seguintes afirmações relativas às formas de ondas mostradas na figura a seguir: I - A onda A é conhecida como onda longitudinal e seu comprimento de onda é igual à metade do comprimento de onda da onda B.II - Uma onda sonora propagando-se no ar é melhor descrita pela onda A, onde as regiões escuras são chamadas de regiões de compressão e as regiões claras, de regiões de rarefação.III - Se as velocidades das ondas A e B são iguais e permanecem constantes e ainda, se o comprimento de onda da onda B é duplicado, então o período da onda A é igual ao período da onda B. Então, pode-se concluir que:

(ITA 1999) Considere a Terra uma esfera homognea e que a acelerao da gravidade nos polos seja de 9,8 m/s. O nmero pelo qual seria preciso multiplicar a velocidade de rotao da Terra de modo que o peso de uma pessoa no Equador ficasse nulo : Dados: Raio da Terra: 6,38 * 106m

(ITA 1999) Um relgio de pndulo, construdo de um material de coeficiente de dilatao linear , foi calibrado a uma temperatura de 0C para marcar um segundo exato ao p de uma torre de altura h. Elevando-se o relgio at o alto da torre observa-se um certo atraso, mesmo mantendo-se a temperatura constante. Considerando R o raio da Terra, L o comprimento do pndulo a 0C e que o relgio permanea ao p da torre, ento a temperatura para a qual obtm-se o mesmo atraso dada pela relao:

(ITA 1999) Suponha um cenrio de fico cientfica em que a Terra atingida por um imenso meteoro. Em consequncia do impacto, somente o mdulo da velocidade da Terra alterado, sendo V0 seu valor imediatamente aps o impacto, como mostra a figura adiante. O meteoro colide com a Terra exatamente na posio onde a distncia entre a Terra e o Sol mnima (distncia OA = R na figura). Considere a atrao gravitacional exercida pelo Sol, tido como referencial inercial, como a nica fora de interao que atua sobre a Terra aps a coliso, e designe por M a massa do Sol e por G a constante da gravitao universal. Considere ainda que o momento angular da Terra seja conservado, isto , a quantidade de mdulo m.r.V.sen permanece constante ao longo da nova trajetria elptica da Terra em torno do Sol (nessa expresso, m a massa da Terra, r o mdulo do vetor posio da Terra em relao ao Sol, V o mdulo da velocidade da Terra e o ngulo entre e r e V). A distncia (OB), do apogeu ao centro do Sol, da trajetria que a Terra passa a percorrer aps o choque com o meteoro, dada pela relao:

(Ita 1999) Considere uma mistura de gases H2 e N2 em equilíbrio térmico. Sobre a energiacinética média e sobre a velocidade média das moléculas de cada gás, pode-se concluir que:

(Ita 1999) O pneu de um automóvel é calibrado com ar a uma pressão de 3,10×105 Pa a 20 °C, no verão. Considere que o volume não varia e que a pressão atmosférica se mantém constante e igual a 1,01×105 Pa: A pressão do pneu, quando a temperatura cai a 0 °C, no inverno, é:

(Ita 1999) Uma carga puntual P é mostrada na figura adiante com duas superfícies gaussianas A e B, de raios a e b=2a, respectivamente. Sobre o fluxo elétrico que passa pelas superfícies de áreas A e B, pode-se concluir que:

(Ita 1999) Numa cavidade de 5 cm3 feita num bloco de gelo, introduz-se uma esferahomogênea de cobre de 30 g aquecida a 100 C, conforme o esquema a seguir. Sabendo-seque o calor latente de fusão do gelo é de 80 cal/g, que o calor específico do cobre é de0,096 cal/g C e que a massa específica do gelo é de 0,92 g/cm3. O volume total da cavidade éigual a: