Questões de Física - ITA | Gabarito e resoluções

(ITA-SP) Einstein props que a energia da luz transportadapor pacotes de energia h f, em que h a constante de Planck e f afrequncia da luz, num referencial no qual a fonte est em repouso.Explicou, assim, a existncia de uma frequncia mnima f0 para arrancareltrons de um material, no chamado efeito fotoeltrico. Suponha quea fonte emissora de luz est em movimento em relao ao material. Assinale a alternativa correta.

(ITA - 2006 - 1a fase) Considere duas ondas que se propagam com frequncias f1 e f2, ligeiramentediferentes entre si, e mesma amplitude A, cujas equaes so respectivamente y1(t) = A cos(2 f1t) e y2(t) = A cos (2f2t). Assinale a opo que indica corretamente a amplitude da onda resultante, a frequncia da onde resultante e a frequncia de batimento respectivamente.

(ITA - 2006 - 1a fase) Para iluminar o interior de um armrio, liga-se uma pilha seca de 1,5 V a uma lmpada de 3,0 W e 1,0 V. A pilha ficar a uma distncia de 2,0 m da lmpada e ser ligada a um fio de 1,5 mm de dimetro e resistividade de 1,7 x 10-8.m. A corrente medida produzida pela pilha em curto circuito foi de 20 A. Assinale a potncia real dissipada pela lmpada, nessa montagem.

(ITA - 2006 - 1a fase) A figura mostra uma placa de vidro com ndice de refrao nv = mergulhadano ar, cujo ndice de refrao igual a 1,0. Para que um feixe de luz monocromtica se propague pelo interior do vidro atravs de sucessivas reflexes totais, o seno do ngulo de entrada, sene, dever ser menor ou igual a:

(ITA - 2006 - 1a fase) Um solenoide com ncleo de ar tem uma auto-indutncia L. Outro solenoide, tambm com ncleo de ar, tem a metade do nmero de espiras do primeiro solenoide, 0,15 do seu comprimento e 1,5 de sua seo transversal. A auto-indutncia do segundo solenoide :

(ITA - 2006 - 1a fase) Um moI de um gs ideal ocupa um volume inicial V0 temperatura T0 e presso P0, sofrendo a seguir uma expanso reversvel para um volume V1. Indique a relao entre o trabalho que realizado por: (i) W(i), num processo em que a presso constante. (ii) W(ii), num processo em que a temperatura constante. (iii) W(iii), num processo adiabtico.

(ITA - 2006 - 1a fase) Um anel de peso 30 N est preso a uma mola e desliza sem atrito num fio circular situado num plano vertical, conforme mostrado na figura. Considerando que a mola no se deforma quando o anel se encontra na posio P e que a velocidade do anel seja a mesma nas posies P e Q, a constante elstica da mola deve ser de

(ITA - 2006 - 1a fase) No modelo proposto por Einstein, a luz se comportacomo se sua energia estivesse concentrada em pacotes discretos, chamadosde quanta de luz, e atualmente conhecidos por ftons. Estespossuem momento p e energia E relacionados pela equao E = pc, emque c a velocidade da luz no vcuo. Cada fton carrega uma energiaE = h f, em que h a constante de Planck e f a frequncia da luz.Um evento raro, porm possvel, a fuso de dois ftons, produzindoum par eltron-psitron, sendo a massa do psitron igual massa doeltron. A relao de Einstein associa a energia da partcula massado eltron ou psitron, isto , E = mec2. Assinale a frequncia mnima decada fton, para que dois ftons, com momentos opostos e de mduloiguais, produzam um par eltron-psitron aps a coliso:

(ITA - 2006 - 1a fase) Uma espira retangular colocada em um campo magnticocom o plano da espira perpendicular direo do campo, conformemostra a figura. Se a corrente eltrica flui no sentido mostrado, pode-se afirmar em relao resultante das foras, e ao torque total em relao ao centro daespira, que:

(ITA - 2006 - 1a fase) Sejam o recipiente (1) , contendo 1 moI de H2 (massa molecular M = 2) e o recipiente (2) contendo 1 moI de He (massa atmica M = 4) ocupando o mesmo volume, ambos mantidos a mesma presso. Assinale a alternativa correta:

(ITA - 2006 - 1a fase) Animado com velocidade inicial v0, o objeto X, de massa m, desliza sobre um piso horizontal ao longo de uma distncia d, ao fim da qual colide com o objeto Y, de mesma massa, que se encontra inicialmente parado na beira de uma escada de altura h. Com o choque, o objeto Y atinge o solo no ponto P. Chamando k o coeficiente de atrito cintico entre o objeto X e o piso, g a acelerao da gravidade e desprezando a resistncia do ar, assinale a expresso que d a distncia d.

(ITA2006 - 2 fase) Considere uma pessoa de massa m que ao curvar-se permanea com a coluna vertebral praticamente nivelada em relao ao solo. Sejam a massa do tronco e a soma das massas da cabea e dos braos. Considere a coluna como uma estrutura rgida e que a resultante das foras aplicadas pelos msculos coluna seja F(m) e que F(d) seja a resultante das outras foras aplicadas coluna, de forma a mant-Ia em equilbrio. Qual o valor da fora F(d)?

(ITA2006 - 2 fase) Quando se acendem os faris de um carro cuja bateria possui resistncia interna ri = 0,050 , um ampermetro indica uma corrente de 10 A e um voltmetro uma voltagem de 12 V. Considere desprezvel a resistncia interna do ampermetro. Ao ligar o motor de arranque, observa-se que a leitura do ampermetro de 8,0 A e que as luzes diminuem um pouco de intensidade. Calcular a corrente que passa pelo motor de arranque quando os faris esto acesos.

(ITA2006 - 2 fase) Considere um automvel de peso P, com trao nas rodas dianteiras, cujo centro de massa est em C, movimentando-se num plano horizontal. Considerando g = 10 m/s2, calcule a acelerao mxima que o automvel pode atingir, sendo o coeficiente de atrito entre os pneus e o piso igual a 0,75.

(ITA2006 - 2 fase) O Raio-X uma onda eletromagntica de comprimento de onda () muito pequeno. A fim de observar os efeitos da difrao de tais ondas necessrio que um feixe de Raio-X incida sobre um dispositivo, com fendas da ordem de . Num slido cristalino, os tomos so dispostos em um arranjo regular com espaamento entre os tomos da mesma ordem de . Combinando esses fatos, um cristal serve como uma espcie de rede de difrao dos Raios-X. Um feixe de Raios-X pode ser refletido pelos tomos individuais de um cristal e tais ondas refletidas podem produzir a interferncia de modo semelhante ao das ondas provenientes de uma rede de difrao. Considere um cristal de cloreto de sdio, cujo espaamento entre os tomos adjacentes a = 0,3010-9m, onde Raios-X com = 1,510-10m so refletidos pelos planos cristalinos. A figura (1) mostra a estrutura cristalina cbica do cloreto de sdio. A figura (2) mostra o diagrama bidimensional da reflexo de um feixe de Raios-X em dois planos cristalinos paralelos. Se os feixes interferem construtivamente, calcule qual deve ser a ordem mxima da difrao observvel?