Questões de Física - ITA 2016 | Gabarito e resoluções

(ITA - 2016 - 1 FASE) A figura mostra uma placa fina de peso P dobrada em ngulo reto e disposta sobre uma esfera fixa de raio a. O coeficiente de atrito mnimo entre estes objetos para que a placa no escorregue :

(ITA - 2016 - 1 FASE) Uma corda de cobre, com seo de raio rC, est submetida a uma tenso T. Uma corda de ferro, com seo de raio rF , de mesmo comprimento e emitindo ondas de mesma frequncia que a do cobre, est submetida a uma tenso T/3. Sendo de 1,15 a razo entre as densidades do cobre e do ferro, e sabendo que ambas oscilam no modo fundamental, a razo rC/rF igual a:

(ITA - 2016 - 1 FASE) Um tubo de fibra ptica basicamente um cilindro longo e transparente, de dimetro d e ndice de refrao n. Se o tubo curvado, parte dos raios de luz pode escapar e no se refletir na superfcie interna do tubo. Para que haja reflexo total de um feixe de luz inicialmente paralelo ao eixo do tubo, o menor raio de curvatura interno R (ver figura) deve ser igual a:

(ITA - 2016 - 1 FASE) No circuito da figura h trs capacitores iguais, com C = 1000F, inicialmente descarregados. Com as chaves (2) abertas e as chaves (1) fechadas, os capacitores so carregados. Na sequncia, com as chaves (1) abertas e as chaves (2) fechadas, os capacitores so novamente descarregados e o processo se repete. Com a tenso no resistor R variando segundo o grfico da figura, a carga transferida pelos capacitores em cada descarga igual a:

(ITA - 2016 - 1 FASE) Uma bobina metlica circular de raio r, com N espiras e resistncia eltrica R, atravessada por um campo de induo magntica de intensidade B. Se o raio da bobina aumentado de uma frao ∆r ≪ r, num intervalo de tempo ∆t, e desconsiderando as perdas, a mxima corrente induzida ser de:

(ITA - 2016 - 1 FASE) Enquanto em repouso relativo a uma estrela, um astronauta v a luz dela como predominantemente vermelha, de comprimento de onda prximo a 600 nm. Acelerando sua nave na direo da estrela, a luz ser vista como predominantemente violeta, de comprimento de onda prximo a 400 nm, ocasio em que a razo da velocidade da nave em relao da luz ser de:

(ITA - 2016 - 2 FASE) No circuito abaixo os medidores de corrente e tenso eltrica so reais, ou seja, possuem resistncia interna. Sabendo-se que o voltmetro acusa 3,0 V e o ampermetro, 0,8 A, calcule o valor da resistncia interna do voltmetro.

(ITA - 2016 - 2 FASE) No trfego, um veculo deve se manter a uma distncia segura do que vai logo frente. H pases que adotam a regra dos trs segundos, vale dizer: ao observar que o veculo da frente passa por uma dada referncia ao lado da pista, que se encontra a uma distncia d, o motorista dever passar por essa mesma referncia somente aps pelo menos trs segundos, mantida constante sua velocidade v0. Nessas condies, 1. supondo que o veculo da frente pare instantaneamente, estando o de trs a uma distncia ainda segura de acordo com a regra dos trs segundos, calcule o tempo T da frenagem deste para que ele possa percorrer essa distncia d, mantida constante a acelerao. 2. para situaes com diferentes valores da velocidade inicial v0, esboce um grfico do mdulo da acelerao do veculo de trs em funo dessa velocidade, com o veculo parando completamente no intervalo de tempo T determinado no item anterior. 3. considerando que a acelerao a depende principalmente do coeficiente de atrito entre os pneus e o asfalto. Explique como utilizar o grfico para obter o valor mximo da velocidade vMpara o qual a regra dos trs segundos permanece vlida. Sendo obtenha este valor.

(ITA - 2016 - 2 FASE) Um cilindro vertical de seo reta de rea A1,fechado, contendo gs e gua posto sobre um carrinho que pode se movimentar horizontalmente sem atrito. A uma profundidade h do cilindro, h um pequeno orifcio de rea A2por onde escoa a gua. Num certo instante a presso do gs p, a massa da gua, Mae a massa restante do sistema, M. Determine a acelerao do carrinho nesse instante mencionado em funo dos parmetros dados. Justifique as aproximaes eventualmente realizadas.

(ITA - 2016 - 2 FASE) Um dado instrumento, emitindo um nico som de frequncia f0 solto no instante t = 0 de uma altura h em relao ao cho onde voc, imvel, mede a frequncia f que a cada instante chega aos seus ouvidos. O grfico resultante de mostra uma reta de coeficiente angular -3,00 x 10⁻5.Desprezando a resistncia do ar, determine o valor da frequncia f0.

(ITA - 2016 - 2 FASE) Dois garotos com patins de rodinhas idnticos encontram-se numa superfcie horizontal com atrito e, graas a uma interao, conseguem obter a razo entre seus respectivos pesos valendo-se apenas de uma fita mtrica. Como resolvida essa questo e quais os conceitos fsicos envolvidos?

(ITA - 2016 - 2 FASE) Considere uma garrafa trmica fechada contendo uma certa quantidade de gua inicialmente a 20 C. Elevando-se a garrafa a uma certa altura e baixando-a em seguida, suponha que toda a gua sofra uma queda livre de 42 cm em seu interior. Este processo se repete 100 vezes por minuto. Supondo que toda a energia cintica se transforme em calor a cada movimento, determine o tempo necessrio para ferver toda a gua.

(ITA - 2016 - 2 FASE) Considere superpostas trs barras idnticas de grafite com resistividade = 1,0 104 Ωm, 15 cm de comprimento e seo quadrada com 2,0 cm de lado. Inicialmente as trs barras tem as suas extremidades em contato com a chapa ligada ao contato A. Em seguida, a barra do meio desliza sem atrito com velocidade constante v = 1,0 cm/s, movimentando igualmente o contato B, conforme a figura. Obtenha a expresso da resistncia R medida entre A e B como funo do tempo e esboce o seu grfico.

(ITA - 2016 - 2 FASE) Um sistema mecnico formado por duas partculas de massas m conectadas por uma mola, de constante elstica k e comprimento natural 2ℓ0, e duas barras formando um ngulo fixo de 2, conforme a figura. As partculas podem se mover em movimento oscilatrio, sem atrito, ao longo das barras, com a mola subindo e descendo sempre na horizontal. Determine a frequncia angular da oscilao e a variao ∆ℓ = ℓ0 ℓ1, em que ℓ1 o comprimento da mola em sua posio de equilbrio.

(ITA - 2016 - 2 FASE) No circuito da figura o capacitor encontra-se descarregado com a chave A aberta que, a seguir, fechada no instante t1, sendo que o capacitor estar totalmente carregado no instante t2. Desprezando a resistncia da bateria V, determine a corrente no circuito nos instantes t1 e t2.