Questões de Física - ITA 2014 | Gabarito e resoluções

(ITA 2014) Um disco rgido de massa M e centro O pode oscilar sem atrito num plano vertical em torno de uma articulao P. O disco atingido por um projtil de massa m M que se move horizontalmente com velocidade no plano do disco. Aps a coliso, o projtil se incrusta no disco e o conjunto gira em torno de P at o ngulo . Nestas condies, afirmam-se: I. A quantidade de movimento do conjunto projtil + disco se mantm a mesma imediatamente antes e imediatamente depois da coliso. II. A energia cintica do conjunto projtil + disco se mantm a mesma imediatamente antes e imediatamente depois da coliso. III. A energia mecnica do conjunto projtil + disco imediatamente aps a coliso igual da posio de ngulo /2. (so) verdadeira( s) apenas a( s) assertiva( s)

(ITA-2014)Duas placas de um mesmo metal e com a mesma rea de 5,0 cm2, paralelas e prximas entre si, so conectadas aos terminais de um gerador de tenso ajustvel. Sobre a placa conectada ao terminal negativo, faz-se incidir radiao e, por efeito fotoeltrico, aparece uma corrente no circuito, cuja relao com a tenso aplicada explicitada no grfico. Sabendo que a funo trabalho do metal de 4,1 eV e assumindo que na regio de saturao da corrente todo fton incidente sobre a placa gera um fotoeltron que coletado, a medida da intensidade dessa radiao em W/cm2 igual a

(ITA 2014) Considere dois satlites artificiais S e T em torno da Terra. S descreve uma rbita elptica com semieixo maior a, e T, uma rbita circular de raio a, com os respectivos vetores posio e com origem no centro da Terra. correto afirmar que

(ITA 2014) O módulo de Young de um material mede sua resistência a deformações causadas por esforços externos. Numa parede vertical, encontra-se engastado um sólido maciço de massa específica e módulo de Young , em formato de paralelepípedo reto, cujas dimensões são indicadas na figura. Com base nas correlações entre grandezas físicas, assinale a alternativa que melhor expressa a deflexão vertical sofrida pela extremidade livre do sólido pela ação do seu próprio peso.

(ITA-2014)Um capacitor de placas planas paralelas de rea A, separadas entre si por uma distncia inicial r0 muito menor que as dimenses dessa rea, tem sua placa inferior fixada numa base isolante e a superior suspensa por uma mola (figura (1)). Dispondo-se uma massa m sobre a placa superior, resultam pequenas oscilaes de perodo T do conjunto placa superior + massa m. Variando-se m, obtm-se um grfico de T2 versus m, do qual, aps ajuste linear, se extrai o coeficiente angular . A seguir, aps remover a massa m da placa superior e colocando entre as placas um meio dieltrico sem resistncia ao movimento, aplica-se entre elas uma diferena de potencial V e monitora-se a separao r de equilbrio (figuras (2) e (3)).Nestas condies, a permissividade do meio entre as placas

(ITA-2014) muito comum a ocorrncia de impurezas em cristais semicondutores. Em primeira aproximao, a energia de ionizao dessas impurezas pode ser calculada num modelo semelhante ao do tomo de hidrognio. Considere um semicondutor com uma impureza de carga +e atraindo um eltron de carga e. Devido a interaes com os tomos da rede cristalina, o eltron, no semicondutor, possui uma massa igual a mrm0, em que m0 a massa de repouso do eltron e mr, uma constante adimensional. O conjunto impureza/eltron est imerso no meio semicondutor de permissividade relativa r. A razo entre a energia de ionizao desta impureza e a energia de ionizao do tomo de hidrognio igual a

(ITA 2014) Sobre uma placa de vidro plana colocada uma lente plano-cncava, com 1,50 de ndice de refrao e concavidade de 8,00 m de raio voltada para baixo. Com a lente iluminada perpendicularmente de cima por uma luz de comprimento de onda 589 nm (no ar), aparece um padro de interferncia com um ponto escuro central circundado por anis, dos quais 50 so escuros, inclusive o mais externo na borda da lente. Este padro de interferncia aparece devido ao filme de ar entre a lente e a placa de viadro (como esquematizado na figura).A espessura da camada de ar no centro do padro de interferncia e a distncia focal da lente so, respectivamente,

(ITA-2014)Um circuito eltrico com dois pares de terminais conhecido como quadripolo. Para um quadripolo passivo, as tenses medidas em cada par de terminais podem ser expressas em funo das correntes mediante uma matriz de impedncia de tal forma que: Dos quadripolos propostos nas alternativas seguintes, assinale aquele cuja matriz de impedncia seja

(ITA-2014)Pode-se associar a segunda lei da Termodinmica a um princpio de degradao da energia. Assinale a alternativa que melhor justifica esta associao.

(ITA-2014)As figuras mostram trs espiras circulares concntricas e coplanares percorridas por correntes de mesma intensidade I em diferentes sentidos. Assinale a alternativa que ordena corretamente as magnitudes dos respectivos campos magnticos nos centros B1, B2, B3 e B4.

(ITA-2014)Uma amostra I de tomos de 57Fe, cujos ncleos excitados emitem ftons devido a uma transio nuclear, est situada a uma altura d verticalmente acima de uma amostra II de 57Fe que recebe a radiao emitida pela amostra I. Ao chegar a II, os ftons da amostra I sofrem um aumento de frequncia devido reduo de sua energia potencial gravitacional, sendo, portanto, inca - pazes de excitar os ncleos de 57Fe dessa amostra. No entanto, essa incapacidade pode ser anulada se a amostra I se afastar verticalmente da amostra II com uma velocidade v adequada. Considerando v c e que a energia potencial gravitacional do fton de energia pode ser obtida mediante sua massa efetiva /c2, assinale a opo que explicita v. Se necessrio, utilize (1 + x)n 1 + nx para x 1.

(ITA-2014)Um cilindro de altura h e raio a, com gua at uma certa altura, gira com velocidade angular constante. Qual o valor mximo de para que a gua no transborde, sabendo que neste limite a altura z (ver figura) igual a h/3 + 2a2/(4g)? Dado: num referencial que gira com o cilindro, e, portanto, considerando a fora centrfuga, todos os pontos da superfcie da gua tm mesma energia potencial.

(ITA 2014) Um sistema binrio formado por duas estrelas esfricas de respectivas massas m e M, cujos centros distam d entre si, cada qual descrevendo um movimento circular em torno do centro de massa desse sistema. Com a estrela de massa m na posio mostrada na figura, devido ao efeito Doppler, um observador T da Terra detecta uma raia do espectro do hidrognio, emitida por essa estrela, com uma frequncia f ligeiramente diferente da sua frequncia natural f0. Considere a Terra em repouso em relao ao centro de massa do sistema e que o movimento das estrelas ocorre no mesmo plano de observao. Sendo as velocidades das estrelas muito menores que c, assinale a alternativa que explicita o valor absoluto de (f f0)/f0. Se necessrio, utilize (1 + x)n 1 + nx para x 1.

(ITA-2014)Considere um capacitor de placas paralelas ao plano yz tendo um campo eltrico de intensidade E entre elas, medido por um referencial S em repouso em relao ao capacitor. Dois outros referenciais, S e S, que se movem com velocidade de mdulo v constante em relao a S nas direes de x e y, nesta ordem, medem as respectivas intensidades E e E dos campos eltricos entre as placas do capacitor. Sendo , pode-se dizer que E/E e E/E so, respectivamente, iguais a

QUESTO ANULADA!! (ITA-2014)Um recipiente contm um gs monoatmico ideal inicialmenteno estado L, com presso p e volume V . O gs submetidoa uma transformao cclica LMNL, absorvendo de uma fonte quenteuma quantidade de calor Q1 e cedendo a uma fonte fria uma quantidadede calor Q2. Pode-se afirmar que Q1 igual a a)3gab/(2) b)3gb2/(2) c)3b2h2/(2ga4) d)3ga4/(2h2) e)3gbh/(2) QUESTO ANULADA!! * A questo apresenta incoerncia, ao descrever um processo de uma mquina trmica (fonte quente cede calor para fonte fria) e utilizar um grfico com ciclo termodinmico percorrido no sentido anti-horrio, o que corresponde a um refigerador (fonte fria cede calor para fonte quente), o que torna a questo incoerente.