Questões de Física - ITA | Gabarito e resoluções

(ITA 2015) (2 fase) Uma partcula eletricamente carregada move-se num meio de ndice de refrao n com uma velocidade ,em que e a velocidade da luz. A cada instante, a posio da partcula se constitui no vrtice de uma frente de onda cnica de luz por ela produzida que se propaga numa direo em relao da trajetria da partcula, incidindo em um espelho esfrico de raio R como mostra a figura. Aps se refletirem no espelho, as ondas convergem para um mesmo anel no plano focal do espelho em F. Calcule o ngulo e a velocidade da partcula em funo de c, r, R e n.

Assinale a alternativa que expressa o trabalho necessrio para colocar cada uma de quatro cargas eltricas iguais, q, nos vrtices de um retngulo de altura a e base , sendo k = 1/40, em que 0 a permissividade eltrica do vcuo.

Um muon de meia-vida de 1,5 μs é criado a uma altura de 1 km da superfície da Terra devido à colisão de um raio cósmico com um núcleo e se desloca diretamente para o chão. Qual deve ser a magnitude mínima da velocidade do muon para que ele tenha 50% de probabilidade de chegar ao chão?

Na figura, o eixo vertical giratrio imprime uma velocidade angular = 10 rad/s ao sistema composto por quatro barras iguais, de comprimento L = 1 m e massa desprezvel, graas a uma dupla articulao na posio fixa X. Por sua vez, as barras de baixo so articuladas na massa M de 2 kg que, atravs de um furo central, pode deslizar sem atrito ao longo do eixo e esticar uma mola de constante elstica k = 100 N/m, a partir da posio O da extremidade superior da mola em repouso, a dois metros abaixo de X. O sistema completa-se com duas massas iguais de m = 1 kg cada uma, articuladas s barras. Sendo desprezveis as dimenses das massas, ento, a mola distender-se- de uma altura z acima de O dada por

(ITA - 2015) Um tubo em forma de U de seo transversal uniforme, parcialmente cheio at uma altura h com um determinado lquido, posto num veculo que viaja com acelerao horizontal, o que resulta numa diferena de altura z do lquido entre os braos do tubo interdistantes de um comprimento L. Sendo desprezvel o dimetro do tubo em relao L, a acelerao do veculo dada por

Numa expanso muito lenta, o trabalho efetuado por um gs num processo adiabtico em que P, V, T so respectivamente, a presso, o volume e a temperatura do gs, e uma constante, sendo os subscritos 1 e 2 representativos, respectivamente, do estado inicial e final do sistema. Lembrando que PV constante no processo adiabtico, esta frmula pode ser reescrita deste modo:

(ITA - 2015) Uma pequena esfera metlica, de massa m e carga positiva q, lanada verticalmente para cima com velocidade inicial v0 em uma regio onde h um campo eltrico de mdulo E, apontado para baixo, e um gravitacional de mdulo g, ambos uniformes. A mxima altura que a esfera alcana :

Considere as quatro proposições seguintes: I. Os isótopos 16O e 18O do oxigênio diferenciam-se por dois neutrons. II. Sendo de 24000 anos a meia-vida do 239Pu sua massa de 600 g reduzir-se-á a 200 g após 7200 anos. III. Um núcleo de 27Mg se transmuta em 28A pela emissão de uma partícula β. IV. Um fóton de luz vermelha incide sobre uma placa metálica causando a emissão de um elétron. Se esse fóton fosse de luz azul provavelmente ocorreria a emissão de dois ou mais elétrons. Então,

A figura mostra um dispositivo para medir o módulo de elasticidade (módulo de Young) de um fio metálico. Ele é definido como a razão entre o força por unidade de área da seção transversal do fio necessária para esticá-lo e o resultante alongamento deste por unidade de seu comprimento. Neste particular experimento, um fio homogêneo de 1,0 m de comprimento e 0,2 mm de diâmetro, fixado numa extremidade, é disposto horizontalmente e preso pela outra ponta ao topo de uma polia de raio r. Um outro fio preso neste mesmo ponto, envolvendo parte da polia, sustenta uma massa de 1 kg. Solidário ao eixo da polia, um ponteiro de raio R = 10r acusa uma leitura de 10 mm na escala semicircular iniciada em zero. Nestas condições, o módulo de elasticidade do fio é de

(ITA 2015) Um fio de comprimento L e massa especfica linear mantido esticado por uma fora F em suas extremidades. Assinale a opo com a expresso do tempo que um pulso demora para percorr-lo.

Luz de uma fonte de frequncia f gerada no ponto P conduzida atravs do sistema mostrado na figura. Se o tubo superior transporta um lquido com ndice de refrao n movendo-se com velocidade u, e o tubo inferior contm o mesmo lquido em repouso, qual o valor mnimo de u para causar uma interferncia destrutiva no ponto P?

(ITA 2015) Uma massa puntiforme abandonada com impulso inicial desprezvel do topo de um hemisfrio macio em repouso sobre uma superfcie horizontal. Ao descolar-se da superfcie do hemisfrio, a massa ter percorrido um ngulo em relao vertical. Este experimento realizado nas trs condies seguintes, I, II e III, quando so medidos os respectivos ngulos I, II e III: I. O hemisfrio mantido preso superfcie horizontal e no h atrito entre a massa e o hemisfrio II. O hemisfrio mantido preso superfcie horizontal, mas h atrito entre a massa e o hemisfrio. III. O hemisfrio e a massa podem deslisar livremente pelas respectivas superfcies. Nestas condies, pode-se afirmar que

Uma espira quadrada, feita de um material metálico homogêneo e rígido, tem resistência elétrica R e é solta em uma região onde atuam o campo gravitacional g = – gez e um campo magnético Inicialmente a espira encontra-se suspensa, conforme a figura, com sua aresta inferior no plano xy num ângulo α com o eixo y, e o seu plano formando um ângulo β com z. Ao ser solta, a espira tende a

(ITA 2015) Considere um tubo horizontal cilíndrico de comprimento ,no interior do qual encontram-se respectivamente fixadas em cada extremidade de sua geratriz inferior as cargas q1 e q2, positivamente carregadas. Nessa mesma geratriz, numa posição entre as cargas, encontra-se uma pequena esfera em condição de equilíbrio, também positivamente carregada. Assinale a opção com as respostas corretas na ordem das seguintes perguntas: I. Essa posição de equilíbrio é estável? II. Essa posição de equilíbrio seria estável se não houvesse o tubo? III. Se a esfera fosse negativamente carregada e não houvesse o tubo, ela estaria em equilíbrio estável?

Uma chapa metálica homogênea quadrada de 100 cm2 de área, situada no plano xy de um sistema de referência, com um dos lados no eixo x tem o vértice inferior esquerdo na origem. Dela, retira-se uma porção circular de 5,00 cm de diâmetro com o centro posicionado em x = 2,50 cm e y = 5,00 cm. Determine as coordenadas do centro de massa restante.