Questões de Física - ITA | Gabarito e resoluções

(ITA - 2016 - 1 FASE) Um pndulo simples composto por uma massa presa a um fio metlico de peso desprezvel. A figura registra medidas do tempo T em segundos, para 10 oscilaes completas e seguidas do pndulo ocorridas ao longo das horas do dia, t. Considerando que neste dia houve uma variao trmica total de 20◦C, assinale o valor do coeficiente de dilatao trmica do fio deste pndulo.

(ITA - 2016 - 1 FASE) Um pndulo simples oscila com uma amplitude mxima de 60◦ em relao vertical, momento em que a tenso no cabo de 10 N. Assinale a opo com o valor da tenso no ponto em que ele atinge sua velocidade mxima.

(ITA - 2016 - 1 FASE) Um lquido condutor (metal fundido) flui no interior de duas chapas metlicas paralelas, interdistantes de 2,0 cm, formando um capacitor plano, conforme a figura. Toda essa regio interna est submetida a um campo homogneo de induo magntica de 0,01 T, paralelo aos planos das chapas, atuando perpendicularmente direo da velocidade do escoamento. Assinale a opo com o mdulo dessa velocidade quando a diferena de potencial medida entre as placas for de 0,40 mV.

(ITA - 2016 - 1 FASE) Um estudante usa um tubo de Pitot esquematizado na figura para medir a velocidade do ar em um tnel de vento. A densidade do ar igual a 1,2 kg/m3 e a densidade do lquido 1,2104 kg/m3 , sendo h = 10 cm. Nessas condies a velocidade do ar aproximadamente igual a:

(ITA - 2016 - 1 FASE) Balo com gs Hlio inicialmente a 27◦C de temperatura e presso de 1,0 atm, as mesmas do ar externo, sobe at o topo de uma montanha, quando o gs se resfria a 23◦C e sua presso reduz-se a 0,33 de atm, tambm as mesmas do ar externo. Considerando invarivel a acelerao da gravidade na subida, a razo entre as foras de empuxo que atuam no balo nestas duas posies :

(ITA - 2016 - 1 FASE) Um corpo flutua estavelmente em um tanque contendo dois lquidos imiscveis, um com o dobro da densidade do outro, de tal forma que as interfaces lquido/lquido e lquido/ar dividem o volume do corpo exatamente em trs partes iguais. Sendo completamente removido o lquido mais leve, qual proporo do volume do corpo permanece imerso no lquido restante?

(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.