Questões de Física - ITA | Gabarito e resoluções

(ITA - 2009- 2 fase) Lua e Sol so os principais responsveis pelas forcas de mar. Estas so produzidas devido s diferenas na acelerao gravitacional sofrida por massas distribudas na Terra em razo das respectivas diferenas de suas distncias em relao a esses astros. A figura mostra duas massas iguais, m1 = m2 = m,dispostas sobre a superfcie da Terra em posies diametralmente opostas e alinhadas em relao Lua, bem como uma massa m0 = msituada no centro da Terra. Considere G a constante de gravitao universal, M a massa da Lua, r o raio da Terra e R a distncia entre os centros da Terra e da Lua. Considere, tambm,as foras produzidas pela Lua respectivamente sobre as massas m0, m1 e m2. Determine as diferenassabendo que devera usar a aproximao , quando x 1.

(ITA - 2009- 2 fase) Para ilustrar os princpios de Arquimedes e de Pascal, Descartes emborcou na gua um tubo de ensaio de massa m, comprimento L e rea da seo transversal A. Sendo g a acelerao da gravidade, p a massa especfica da gua, e desprezando variaes de temperatura no processo, calcule: a) o comprimento da coluna de ar no tubo, estando o tanque aberto sob presso atmosfrica Pa, e b) o comprimento da coluna de ar no tubo, de modo que a presso no interior do tanque fechado possibilite uma posio de equilbrio em que o topo do tubo se situe no nvel da gua (ver figura).

(ITA - 2009- 2 fase) Trs esferas condutoras, de raio a e carga Q, ocupam os vrtices de um triangulo equiltero de lado b a, conforme mostra a figura (1). Considere as figuras (2), (3) e (4), em que, respectivamente, cada uma das esferas se liga e desliga da Terra, uma de cada vez. Determine, nas situaes (2), (3) e (4) a carga das esferas Q1, Q2 e Q3, respectivamente, em funo de a, b e Q.

(ITA - 2009- 2 fase) Um longo solenide de comprimento L, raio a e com n espiras por unidade de comprimento, possui ao seu redor um anel de resistncia R. O solenoide estligado a uma fonte de corrente I, de acordo com a figura. Se a fonte variar conforme mostra o grfico, calcule a expresso da corrente que flui pelo anel durante esse mesmo intervalo de tempo e apresente esse resultado em um novo grfico.

(ITA - 2009- 2 fase) Considere um circuito constitudo por um gerador de tenso E = 122,4 V, pelo qual passa uma corrente I = 12 A, ligado a uma linha de transmisso com condutores de resistncia r = 0,1 . Nessa linha encontram-se um motor e uma carga de 5 lmpadas idnticas, cada qual com resistncia R = 99 , ligadas em paralelo, de acordo com a figura. Determinar a potncia absorvida pelo motor, PM, pelas lmpadas, PL, e a dissipada na rede, PR.

(ITA - 2009- 2 fase) Trs processos compem o ciclo termodinmico ABCA mostrado no diagrama P V da figura. O processo AB ocorre a temperatura constante. O processo BC ocorre a volume constante com decrscimo de 40 J de energia interna e, no processo CA, adiabtico, um trabalho de 40 J e efetuado sobre o sistema. Sabendo-se tambm que em um ciclo completo o trabalho total realizado pelo sistema e de 30 J, calcule a quantidade de calor trocado durante o processo AB.

(ITA - 2008 - 1 FASE) No circuito representado na figura, tm-se duas lmpadas incandescentes idnticas, L1 e L2, e trs fontes idnticas, de mesma tenso V. Ento, quando a chave fechada,

(ITA - 2008- 2 FASE)Considere um condutor esfrico A de 20 cm de dimetro colocado sobre um pedestal fixo e isolante. Uma esfera condutora B de 0,5 mm de dimetro, do mesmo material da esfera A, suspensa por um fio fixo e isolante. Em posio oposta esfera A colocada uma campainha C ligada terra, conforme mostra a figura. O condutor A ento carregado a um potencial eletrosttico Vo, de forma a atrair a esfera B. As duas esferas entram em contacto devido induo eletrosttica e, aps a transferncia de carga, a esfera B repelida, chocando-se com a campainha C, onde a carga adquirida escoada para a terra. Aps 20 contatos com a campainha, verifica-se que o potencial da esfera A de 10000 V. Determine o potencial inicial da esfera A. Considere se

(ITA - 2008 - 1a Fase) A estrela an vermelha Gliese 581 possui um planeta que, num perodo de 13 dias terrestres, realiza em torno da estrela uma rbita circular, cujo raio igual a 1/14 da distncia mdia entre o Sol e a Terra. Sabendo que a massa do planeta aproximadamente igual da Terra, pode-se dizer que a razo entre as massas da Gliese 581 e do nosso Sol de aproximadamente

(ITA - 2008 - 1a Fase) A figura mostra uma barra de 50 cm de comprimento e massa desprezvel, suspensa por uma corda OQ, sustentando um peso de 3000 N no ponto indicado. Sabendo que a barra se apia sem atrito nas paredes do vo, a razo entre a tenso na corda e a reao na parede no ponto S, no equilbrio esttico, igual a

(ITA - 2008 - 2 FASE)A figura mostra uma bola de massa m que cai com velocidade sobre a superfcie de um suporte rgido, inclinada de um ngulo em relao ao plano horizontal. Sendo e o coeficiente de restituio para esse impacto, calcule o mdulo da velocidade com que a bola ricocheteada, em funo de v1, e e. Calcule tambm o ngulo .

(ITA - 2008 - 1a Fase) Numa dada balana, a leitura baseada na deformao de uma mola quando um objeto colocado sobre sua plataforma. Considerando a Terra como uma esfera homognea, assinale a opo que indica uma posio da balana sobre a superfcie terrestre onde o objeto ter a maior leitura.

(ITA - 2008 - 2 FASE) Um apreciador de msica ao vivo vai a um teatro, que no dispe de amplificao eletrnica, para assistir a um show de seu artista predileto. Sendo detalhista, ele toma todas as informaes sobre as dimenses do auditrio, cujo teto plano e nivelado. Estudos comparativos em auditrios indicam preferncia para aqueles em que seja de 30 msa diferena de tempo entre o som direto e aquele que primeiro chega aps uma reflexo. Portanto, ele conclui que deve se sentar a 20 mdo artista, na posio indicada na figura. Admitindo a velocidade do som no ar de 340 m/s,a que altura h deve estar o teto com relao a sua cabea?

(ITA - 2008 - 2 FASE)Um resistor Rx mergulhado num reservatrio de leo isolante. A fim de estudar a variao da temperatura do reservatrio, o circuito de uma ponte de Wheatstone foi montado, conforme mostra a figura 1. Sabe-se que Rx um resistor de fio metlico de 10m de comprimento, rea da seo transversal de 0,1 mm2 , e resistividade eltrica O de 2,0 x 10-8 m, a 20C. O comportamento da resistividade versus temperatura t mostrado na figura 2. Sabendo-se que o resistor Rx foi variado entre os valores de 10 e 12 para que o circuito permanecesse em equilibrio, determine a variao da temperatura nesse reservatrio.

(ITA - 2008 - 1a Fase) Define-se intensidade I de uma onda como a razo entre a potncia que essa onda transporta por unidade de rea perpendicular direo dessa propagao. Considere que para uma certa onda de amplitude a, freqncia f e velocidade v, que se propaga em um meio de densidade , foi determinada que a intensidade dada por: I = 22fxvay . Indique quais so os valores adequados para x e y, respectivamente.