Questões de Física - ITA | Gabarito e resoluções

(ITA - 2007 - 2 fase - Questo 27) Duas cargas pontuais +q e -q, de massas iguais m, encontram-se inicialmente na origem de um sistema cartesiano xy e caem devido ao prprio peso a partir do repouso, bem como devido ao de um campo eltrico horizontal e uniforme , conforme mostra a figura. Por simplicidade, despreze a fora coulombiana atrativa entre as cargas e determine o trabalho realizado pela fora peso sobre as cargas ao se encontrarem separadas entre si por uma distncia horizontal d.

(ITA - 2007 - 2 fase - Questo 28) Sabe-se que a mxima transferncia de energia de uma bateria ocorre quando a resistncia do circuito se iguala resistncia interna da bateria, isto , quando h o casamento de resistncias. No circuito da figura, a resistncia de carga Rc varia na faixa.O circuito possui um resistor varivel,Rx , que usado para o ajuste da mxima transferncia de energia. Determine a faixa de valores de Rx para que seja atingido o casamento de resistncias do circuito.

(ITA - 2007 - 2 fase - Questo 29) A figura mostra uma regio de superfcie quadrada de lado L na qual atuam campos magnticos B1 e B2 orientados em sentidos opostos e de mesma magnitude B. Uma partcula de massa m e carga q 0 lanada do ponto R com velocidade perpendicular s linhas dos campos magnticos. Aps um certo tempo de lanamento, a partcula atinge o ponto S e a ela acrescentada uma outra partcula em repouso, de massa m e carga q (choque perfeitamente inelstico). Determine o tempo total em que a partcula de carga q 0 abandona a superfcie quadrada.

(ITA - 2007 - 2 fase - Questo 30) Aplica-se instantaneamente uma fora a um corpo de massa m = 3,3 kg preso a uma mola, e verifica-se que este passa a oscilar livremente com a frequncia angular = 10 rad/s. Agora, sobre esse mesmo corpo preso mola, mas em repouso, faz-se incidir um feixe de luz monocromtica de frequncia f = 500 x 1012Hz, de modo que toda a energia seja absorvida pelo corpo, o que acarreta uma distenso de 1 mm da sua posio de equilbrio. Determine o nmero de ftons contido no feixe de luz. Considere a constante de Planck h = 6,6 x 1034 J s.

(ITA - 2007 - 2 fase - Questo 25) A figura mostra uma bolinha de massa m = 10 g presa por um fio que a mantm totalmente submersa no lquido (2), cuja densidade cinco vezes a densidade do lquido (1), imiscvel, que se encontra acima. A bolinha tem a mesma densidade do lquido (1) e sua extremidade superior se encontra a uma profundidade h em relao superfcie livre. Rompido o fio, a extremidade superior da bolinha corta a superfcie livre do lquido (1) com velocidade de 8,0 m/s. Considere acelerao da gravidade g = 10 m/s2, h1 = 20 cm, e despreze qualquer resistncia ao movimento de ascenso da bolinha, bem como o efeito da acelerao sofrida pela mesma ao atravessar a interface dos lquidos. Determine a profundidade h.

(ITA - 2007 - 2 fase - Questo 23) Lanado verticalmente da Terra com velocidade inicial V0, um parafuso de massa m chega com velocidade nula na rbita de um satlite artificial, geoestacionrio em relao Terra, que se situa na mesma vertical. Desprezando a resistncia do ar, determine a velocidade V0 em funo da acelerao da gravidade g na superfcie da Terra, raio da Terra R e altura h do satlite.

(ITA - 2006 - 1a fase) Algumas clulas do corpo humano so circundadas porparedes revestidas externamente por uma pelcula com carga positiva e,internamente, por outra pelcula semelhante, mas com carga negativa demesmo mdulo. Considere sejam conhecidas: densidade superficial deambas as cargas = 0,50 106 C/m2; 0  9,0 1012 C2/Nm2; paredecom volume de 4,0 1016 m3 e constante dieltrica k = 5,0. Assinale, ento,a estimativa da energia total acumulada no campo eltrico dessa parede.

(ITA - 2006 - 1a fase) Uma haste metlica de comprimento 20,0 cm est situada num plano xy, formando um ngulo de 30 com relao ao eixo Ox.A haste movimenta-se com velocidade de 5,0 m/s na direo do eixoOx e encontra-se imersa num campo magntico uniforme B , cujascomponentes, em relao a Ox e Oz (em que z perpendicular a xy),so, respectivamente, Bx = 2,2 T e Bz = 0,50 T. Assinale o mdulo dafora eletromotriz induzida na haste.

(ITA - 2006 - 1a fase) borda de um precipcio de um certo planeta, no qual se pode desprezar a resistncia do ar, um astronauta mede o tempo t1 que uma pedra leva para atingir o solo, aps deixada cair de uma de altura H. A seguir, ele mede o tempo t2 que uma pedra tambm leva para atingir o solo, aps ser lanada para cima at uma altura h, como mostra a figura. Assinale a expresso que d a altura H.

(ITA - 2006 - 1a fase) Uma gota do cido CH3(CH2)16COOH se espalha sobre a superfcie da gua atformar uma camada de molculas cuja espessura se reduz disposio ilustrada na figura.Uma das terminaes deste cido polar, visto que se trata de uma ligao O-H, da mesmanatureza que as ligaes (polares) O-H da gua. Essa circunstncia explica a atrao entre asmolculas de cido e da gua. Considerando o volume 1,56 x 10-10 m3 da gota do cido, e seufilme com rea de 6,25 x 10-2m2, assinale a alternativa que estima o comprimento da molculado cido.

(ITA - 2006 - 1a fase) Um fio delgado e rgido, de comprimento L, desliza,sem atrito, com velocidade v sobre um anel de raio R, numa regio decampo magntico constante B . Pode-se, ento, afirmar que:

(ITA - 2006 - 1a fase) Uma estao espacial em forma de um toroide, de raio interno R1, e externo R2, gira, com perodo P, em torno do seu eixo central, numa regio de gravidade nula. O astronauta sente que seu peso aumenta de 20%, quando corre com velocidade constanteno interior desta estao, ao longo de sua maior circunferncia, conforme mostra a figura. Assinale a expresso que indica o mdulo dessa velocidade.

(ITA - 2006 - 1a fase) Um bloco de gelo com 725 g de massa colocado num calormetro contendo 2,50 kg de gua a uma temperatura de 5,0C, verificando-se um aumento de 64 g na massa desse bloco, uma vez alcanado o equilbrio trmico. Considere o calor especfico da gua (c = 1,0 cal/gC) o dobro do calor especfico do gelo, e o calor latente de fuso do gelo de 80 cal/g. Desconsiderando a capacidade trmica do calormetro e a troca de calor com o exterior, assinale a temperatura inicial do gelo.

(ITA - 2006 - 1a fase) Numa aula de laboratrio. o professor enfatiza a necessidade de levar em conta a resistncia interna de ampermetros e voltmetros na determinao da resistncia R de um resistor. a fim de medir a voltagem e a corrente que passa por um dos resistores, so montados os 3 circuitos da figura, utilizando resistores iguais, de mesma resistncia R. Sabe-se de antemo que a resistncia interna do ampermetro 0,01R, ao passo que a resistncia interna do voltmetro 100R. Assinale a comparao correta entre os valores de R, R2(medida de R no circuito 2) e R3(medida de R no circuito 3).

(ITA - 2006 - 1a fase) Para se determinar o espaamento entre duas trilhas adjacentes de um CD,foram montados dois arranjos: 1. O arranjo da figura (1), usando uma rede de difrao de 300 linhas por mm, um LASER e umanteparo. Neste arranjo, mediu-se a distncia do mximo de ordem 0 ao mximo de ordem 1da figura de interferncia formada no anteparo. 2. O arranjo da figura (2), usando o mesmo LASER, o CD e um anteparo com um orifcio para apassagem do feixe de luz. Neste arranjo, mediu-se tambm a distncia do mximo de ordem 0ao mximo de ordem 1 da figura de interferncia. Considerando nas duas situaes 1 e 2 ngulos pequenos, a distncia entre duas trilhasadjacentes do CD de: