Questões de Física - ITA | Gabarito e resoluções

(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

(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) 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)Uma esfera de massa m tampa um buraco circular de raio r no fundo de um recipiente cheio de gua de massa especfica . Baixando-se lentamente o nvel da gua, num dado momento a esfera se desprende do fundo do recipiente. Assinale a alternativa que expressa a altura h do nvel de gua para que isto acontea, sabendo que o topo da esfera, a uma altura a do fundo do recipiente, permanece sempre coberto de gua.

(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)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 2013- 2 fase -Questo 1) Considere as seguintes relaes fundamentais da dinmica relativstica de uma partcula: a massa relativstica , o momentum relativsticoe a energia relativstica, em que a massa de repousoda partcula e o fator de Lorentz. Demonstre que E2 p2c2 = (m0c2)2 e, com base nessa relao, discuta a afirmao: Toda partcula com massa de repouso nula viaja com a velocidade da luz c.

(ITA 2013- 2 fase -Questo 2) Um recipiente inicialmente aberto para a atmosfera a temperatura de 0 C. A seguir, o recipiente fechado e imerso num banho trmico com gua em ebulio. Ao atingir o novo equilbrio, observa-se o desnvel do mercrio indicado na escala das colunas do manmetro. Construa um grfico P T para os dois estados do ar no interior do recipiente e o extrapole para encontrar a temperatura T0

[ITA - 1 FASE - 2013] Num experimento clssico de Young, representa a distncia entre as fendas e a distnciaentre o plano destas fendas e a tela de projeo das franjas de interferncia, como ilustrado na figura.Num primeiro experimento, no ar, utiliza-se luz de comprimento de onda e, num segundo experimento,na gua, utiliza-se luz cujo comprimento de onda no ar . As franjas de interferncia dos experimentosso registradas numa mesma tela. Sendo o ndice de refrao da gua igual a , assinale a expresso paraa distncia entre as franjas de interferncia construtiva de ordem para o primeiro experimento e as deordem para o segundo experimento.

(ITA 2013- 2 fase -Questo 3) Num plano horizontal x y, um projtil de massa m lanado com velocidade v, na direo com o eixo x, contra o centro de massa de uma barra rgida, homognea, de comprimento L e massa M, que se encontra inicialmente em repouso a uma distncia D de uma parede, conforme a figura. Aps uma primeira coliso elstica com a barra, o projtil retrocede e colide elasticamente com a parede. Desprezando qualquer atrito, determine o intervalo de valores de para que ocorra uma segunda coliso com a barra, e tambm o tempo decorrido entre esta e a anterior na parede.

[ITA - 1 FASE - 2013] Num certo experimento, trs cilindros idnticos encontram-se em contato pleno entre si,apoiados sobre uma mesa e sob a ao de uma fora horizontal F, constante, aplicada na altura do centrode massa do cilindro da esquerda, perpendicularmente ao seu eixo, conforme a figura. Desconsiderandoqualquer tipo de atrito, para que os trs cilindros permaneam em contato entre si, a acelerao provocadapela fora deve ser tal que

(ITA 2013- 2 fase -Questo 4) Dois radiotelescpios num mesmo plano com duas estrelas operam como um interfermetro na frequncia de 2,1 GHz. As estrelas so interdistantes de L = 5,0 anos-luz e situam-se a uma distncia D= 2,5107 anos-luz da Terra. Ver figura. Calcule a separao mnima, d, entre os dois radiotelescpios necessria para distinguir as estrelas. Sendo 1 em radianos, use a aproximao tansen.

(ITA 2013- 2 fase -Questo 5) Em atmosfera de ar calmo e densidade uniforme da, um balo aerosttico, inicialmente de densidade d, desce verticalmente com acelerao constante de mdulo a. A seguir, devido a uma variao de massa e de volume, o balo passa a subir verticalmente com acelerao de mesmo mdulo a. Determine a variao relativa do volume em funo da variao relativa da massa e das densidades da e d.

[ITA - 1 FASE - 2013] Duas partculas, de massas e , esto respectivamente fixadas nas extremidades de umabarra de comprimento e massa desprezvel. Tal sistema ento apoiado no interior de uma cascahemisfrica de raio , de modo a se ter equilbrio esttico com posicionado na borda da casca e ,num ponto , conforme mostra a figura. Desconsiderando foras de atrito, a razo entre as massas igual a

[ITA - 1 FASE - 2013] Uma corda, de massa desprezvel, tem fixada em cada uma de suas extremidades, e ,uma partcula de massa . Esse sistema encontra-se em equilbrio apoiado numa superfcie cilndricasem atrito, de raio , abrangendo um ngulo de 90 e simetricamente disposto em relao ao pice docilindro, conforme mostra a figura. Se a corda for levemente deslocada e comea a escorregar no sentidoanti-horrio, o ngulo em que a partcula na extremidade perde contato com a superfcie tal que