Questões de Física - ITA 2019 | Gabarito e resoluções

(ITA - 2019 - 1 FASE) Em frias no litoral, um estudante faz para um colega as seguintes observaes: I. A luz solar consiste em uma onda eletromagntica transversal, no polarizada e policromtica. II. A partir de um certo horrio, toda a luz solar que incide sobre o mar sofre reflexo total. III. A brisa martima decorrente da diferena entre o calor especfico da areia e o da gua do mar. A respeito dessas observaes, correto afirmar que

(ITA - 2019 - 2 FASE) Conforme a figura, um veculo espacial, composto de um motor-foguete de massa m1 e carga til de massa m2, lanado verticalmente de um planeta esfrico e homogneo de massa M e raio R. Aps esgotar o combustvel, o veculo permanece em voo vertical at atingir o repouso a uma distncia r do centro do planeta. Nesse instante um explosivo acionado, separando a carga til do motor-foguete e impulsionando-a verticalmente com velocidade mnima para escapar do campo gravitacional do planeta. Desprezando as foras dissipativas, a variao de massa associada queima do combustvel do foguete e efeitos de rotao do planeta, e sendo G a constante de gravitao universal, determine: (a) o trabalho realizado pelo motor-foguete durante o 1 estgio do seu movimento de subida e (b) a energia mecnica adquirida pelo sistema devido exploso.

(ITA - 2019 - 1 FASE) Considere duas partculas de massa m, cada qual presa numa das pontas de uma corda, de comprimento l e massa desprezvel, que atravessa um orifcio de uma mesa horizontal lisa. Conforme mostra a figura, a partcula sobre a mesa descreve um movimento circular uniforme de raio r e velocidade angular . A partcula suspensa tambm descreve esse mesmo tipo de movimento, mas com velocidade angular , estando presa a uma mola de constante elstica k e comprimento natural desprezvel, mantida na horizontal. Sendo g o mdulo da acelerao da gravidade e o ngulo do trecho suspenso da corda com a vertical, a razo dada por

(ITA - 2019 - 2 FASE) Na figura, um brao articulado de massa desprezvel e comprimento tem sua extremidade fixada a uma corda homognea de massa , que o mantm sempre na horizontal. Nessa mesma extremidade fixado um fio inextensvel, tambm de massa desprezvel, que sustenta um objeto de massa . Esse dispositivo permite a medida de frequncias sonoras pela observao da ressonncia entre o som e a corda oscilando em seu modo fundamental. (a) Determine a frequncia medida pelo dispositivo em funo das massas e , do comprimento , da acelerao da gravidade e do ngulo entre a corda e o brao (b) Considere esse dispositivo instalado na nica boa de um tnel inacabado em cujo interior so geradas ondas sonoras. Determine o comprimento do tnel, sabendo-se que dois modos consecutivos de vibrao do ar so medidos, respectivamente, pela substituio de pelas massas e , com . A resposta deve ser explicitada em funo de e da velocidade do som no ar.

(ITA - 2019 - 2 FASE) Uma estao espacial, Kepler, estuda um exoplaneta cujo satlite natural tem rbita elptica de semieixo maior a0 e perodo T0, sendo d = 32a0 a distncia entre a estao e o exoplaneta. Um objeto que se desprende de Kepler atrado gravitacionalmente pelo exoplaneta e inicia um movimento de queda livre a partir do repouso em relao a este. Desprezando a rotao do exoplaneta, a interao gravitacional entre o satlite e o objeto, bem como as dimenses de todos os corpos envolvidos, calcule em funo de T0 o tempo de queda do objeto.

(ITA - 2019 - 1 FASE) Considere um corpo celeste esfrico e homogneo de massa M e raio R atravessado de polo a polo por um tnel cilndrico retilneo de dimetro desprezvel. Em um desses polos um objeto pontual solto a partir do repouso no instante t=0. Sendo G a constante universal de gravitao, esse objeto vai alcanar polo aps o intervalo de tempo dado por

(ITA - 2019 - 1 FASE) A imagem de um objeto formadapor um espelho cncavo mede metade do tamanho do objeto. Se este deslocado de uma distncia de 15 cm em direo ao espelho, o tamanho da imagem ter o dobro do tamanho do objeto. Estime a distncia focal do espelho e assinale a alternativa correspondente.

(ITA - 2019 - 2 FASE) Um espelho cncavo de distncia focal 12 cm reflete a imagem de um objeto puntiforme situado no seu eixo principal a 30 cm de distncia. O objeto, ento, inicia um movimento com velocidade de mdulo 9,0 m/s. Determine o mdulo e o sentido do vetor velocidade inicial da imagem,, nas seguintes casos: (a) o objeto desloca-se ao longo do eixo principal do espelho. (b) o objeto desloca-se perpendicularmente ao eixo principal do espelho. Dado:

(ITA - 2019 - 2 FASE) Uma empresa planeja instalar um sistema de refrigerao para manter uma sala de dimenses 4,0 m 5,0 m 3,0 m a uma temperatura controlada em torno de 10C. A temperatura mdia do ambiente no controlado de 20C e a sala revestida de material de 20 cm de espessura e coeficiente de condutibilidade trmica de 0,60 W/m C. Sabendo que a eficincia do sistema de refrigerao escolhido igual a 2,0 e que o custo de 1 kWh de R$ 0,50, estime o custo dirio de refrigerao da sala.

(ITA - 2019 - 1 FASE) Uma bateria composta por 50 clulas voltaicas em srie carregada por uma fonte de corrente contnua ideal de 220V. Cada clula tem uma fora eletromotriz de 2,30V e resistncia interna de 0,100. Sendo a corrente de carregamento 6,00A, indique o valor da resistncia extra que deve ser inserida em srie com a fonte.

(ITA - 2019 - 1 FASE) Uma barra rgida, homognea, fina e de comprimentol, presa a uma corda horizontal sem massa e toca a quina de uma superfcie horizontal livre de atrito, fazendo um ngulo como mostra a figura. Considerando a barra em equilbrio, assinale a opo correta para o valor da razo d/l, em qued a distncia da quina ao centro de gravidade (CG) da barra.

(ITA - 2019 - 2 FASE) Um condutor muito longo ABCDEF interrompido num trecho, onde ligado a guias metlicas pelas quais desliza sem atrito um condutor metlico rgido de comprimento e massa , mantendo o contato eltrico e a passagem de corrente pelo sistema contido no plano vertical, conforme esquematizado na figura. O potencial eltrico no terminal A V0=1,0 V e o sistema como um todo possui resistncia . Sendo a distncia d = 18 cm e considerando apenas o efeito dos segmentos longos esobre o condutor mvel, determine a distncia de equilbrio indicada na figura.

(ITA - 2019 - 1 FASE) Uma bola deixada cair conforme mostra a figura. Inicialmente, ela gira com velocidade angular no sentido anti-horrio para quem a observa do leste, sendo nula a velocidade do seu centro de massa. Durante a queda, o eixo de rotao da bola permanece sempre paralelo direo oeste-leste. Considerando o efeito do ar sobre o movimento de queda da bola, so feitas as seguintes afirmaes: I. A bola est sujeita apenas a foras verticais e, portanto, cair verticalmente. II. A bola adquire quantidade do movimento para o norte (N) ou para o oeste (O). III. A bola adquire quantidade de movimento para o leste (L) ou para o sul (S). IV. Quanto maior for a velocidade angular da bola, mais ela se afastar do ponto C. Est(o) correta(s) apenas

(ITA - 2019 - 2 FASE) A figura mostra um circuito simples em que um gerador ideal fornece uma d.d.p. V aos blocos retangulares A, B e C, sendo os dois ltimos de mesmas dimenses. Esses trs so constitudos de materiais distintos de respectivas condutividades eltricas,e, tais quee. Considerando que a rea de seco transversal passagem de corrente do bloco A o dobro da de B, e sendo,eas respectivas potncias dissipadas nos blocos, determine as razese.

(ITA - 2019 - 1 FASE) Em um reservatrio so armazenados 1 mol de gs hlio e 1 mol de gs oxignio em equilbrio trmico. Por meio de um orifcio de dimenses muito menores que o comprimento livre mdio das espcies gasosas, inicia-se um vazamento de gs para o exterior. Sobre essa situao so feitas as seguintes afirmaes: I. No interior do reservatrio, os tomos de hlio tm, em mdia energia cintica menos em comparao das molculas de oxignio. II. No interior do reservatrio, os tomos de hlio tm, em mdia, velocidade de translao maior em comparao das molculas de oxignio. III. A poro do gs que vaza e a que permanece no interior do reservatrio tm a mesma frao molar do hlio. Assinale a opo correta.