Questões de Física - ITA | Gabarito e resoluções

(ITA - 2004 - 2 FASE )As duas faces de uma lente delgada biconvexa tm um raio de curvatura igual a 1,00 m. O ndice de refrao da lente para luz vermelha 1,60 e, para luz violeta, 1,64. Sabendo que a lente est imersa no ar, cujo ndice de refrao 1,00, calcule a distncia entre os focos de luz vermelha e de luz violeta, em centmetros.

(ITA - 2004 - 2 FASE )Na prospeco de jazidas minerais e localizao de depsitos subterrneos, importante o conhecimento da condutividade eltrica do solo. Um modo de medir a condutividade eltrica do solo ilustrado na figura. Duas esferas metlicas A e B, idnticas, de raio r, so profundamente enterradas no solo, a uma grande distncia entre as mesmas, comparativamente a seus raios. Fios retilneos, isolados do solo, ligam as esferas a um circuito provido de bateria e um galvanmetro G. Conhecendo-se a intensidade da corrente eltrica e a fora eletromotriz da bateria, determina-se a resistncia R oferecida pelo solo entre as esferas. Sabendo que RC = /, em que a condutividade do solo, C a capacitncia do sistema e a constante dieltrica do solo, pedem-se: a) Desenhe o circuito eltrico correspondente do sistema esquematizado e calcule a capacitncia do sistema. b) Expresse em funo da resistncia R e do raio r das esferas.

(ITA - 2004 - 2 FASE )A figura representa o esquema simplificado de um circuito eltrico em uma instalao residencial. Um gerador bifsico produz uma diferena de potencial (d.d.p) de 220V entre as fases (+110V e 110V) e uma ddp de 110V entre o neutro e cada uma das fases. No circuito esto ligados dois fusveis e trs aparelhos eltricos, com as respectivas potncias nominais indicadas na figura. Admitindo que os aparelhos funcionam simultaneamente durante duas horas, calcule a quantidade de energia eltrica consumida em kWh e, tambm, a capacidade mnima dos fusveis, em ampre.

(ITA - 2004 - 2 FASE ) Um eltron acelerado a partir do repouso por meio de uma diferena de potencial U, adquirindo uma quantidade de movimento p. Sabe-se que, quando o eltron est em movimento, sua energia relativstica dada por , em que m0 a massa de repouso do eltron e C a velocidade da luz no vcuo. Obtenha o comprimento de onda de De Broglie do eltron em funo de U e das constantes fundamentais pertinentes.

(ITA - 2004 - 2 FASE )Duas salas idnticas esto separadas por uma divisria de espessura L = 5,0 cm, rea 100 e condutividade trmica k = 2,0 W/m K. O ar contido em cada sala encontra-se, inicialmente, temperatura T1 = 47C e T2 = 27C, respectivamente. Considerando o ar como um gs ideal e o conjunto das duas salas um sistema isolado, calcule: a) O fluxo de calor atravs da divisria relativo s temperaturas iniciais T1 e T2. b) A taxa de variao da entropia ∆S/∆t no sistema no incio da troca de calor, explicando o que ocorre com a desordem do sistema.

(ITA - 2004 - 2 FASE )Na figura, uma pipeta cilndrica de 25 cm de altura, com ambas as extremidades abertas, tem 20 cm mergulhados em um recipiente com mercrio. Com sua extremidade superior tapada, em seguida a pipeta retirada lentamente do recipiente. Considerando uma presso atmosfrica de 75 cm Hg, calcule a altura da coluna de mercrio remanescente no interior da pipeta.

(ITA - 2003 - 1a fase) Sobre um plano liso e horizontal repousa um sistema constitudo de duas partculas, I e II, de massas M e m, respectivamente. A partcula II conectada a uma articulao O sobre o plano por meio de uma haste que inicialmente disposta na posio indicada na figura. Considere a haste rgida de comprimento L, inextensvel e de massa desprezvel. A seguir, a partcula I desloca-se na direo de II com velocidade uniforme VB, que forma um ngulo com a haste. Desprezando qualquer tipo de resistncia ou atrito, pode-se afirmar que, imediatamente aps a coliso (elstica) das partculas.

(ITA - 2003 - 1a fase) A partir do repouso, uma pedra deixada cair da borda no alto de um edifcio. A figura mostra a disposio das janelas, com as pertinentes alturas h e distncias L que se repetem igualmente para as demais janelas, at o trreo. Se a pedra percorre a altura h da primeira janela em t segundos, quanto tempo levar para percorrer, em segundos, a mesma altura h da quarta janela? (Despreze a resistncia do ar).

(ITA - 2003 - 1a fase) Variaes no campo gravitacional na superfcie da Terra podem advir de irregularidades na distribuio de sua massa. Considere a Terra como uma esfera de raio R e de densidade , uniforme, com uma cavidade esfrica de raio a, inteiramente contida no seu interior. A distncia entre os centros O, da Terra, e C, da cavidade, d, que pode variar de 0 (zero) at R - a, causando, assim, uma variao do campo gravitacional em um ponto P, sobre a superfcie da Terra, alinhado com O e C. (Veja a figura). Seja G1 a intensidade do campo gravitacional em P sem a existncia da cavidade na Terra, e G2, a intensidade do campo no mesmo ponto, considerando a existncia da cavidade. Ento, o valor mximo da variao relativa: (G1 - G2)/G1, que se obtm ao deslocar a posio da cavidade, :

(ITA - 2003 - 1a fase) Considerando um buraco negro como um sistema termodinmico, sua energia interna U varia com a sua massa M de acordo com a famosa relao de Einstein:. Stephen Hawking props que a entropia S de um buraco negro depende apenas de sua massa e de algumas constantes fundamentais da natureza. Desta forma, sabe-se que uma variao de massa acarreta uma variao de entropia dada por:. Supondo que no haja realizao de trabalho com a variao de massa, assinale a alternativa que melhor representa a temperatura absoluta T do buraco negro.

(ITA - 2003 - 1a fase) Qual dos grficos adiante melhor representa a taxa P de calor emitido por um corpo aquecido, em funo de sua temperatura absoluta T?

(ITA - 2003 - 1a fase) Uma certa massa de gs ideal realiza o ciclo ABCD de transformaes, como mostrado no diagrama presso-volume da figura. As curvas AB e CD so isotermas. Pode-se afirmar que

(ITA - 2003 - 1a fase) Sabe-se que a atrao gravitacional da lua sobre a camada de gua a principal responsvel pelo aparecimento de mars ocenicas na Terra. A figura mostra a Terra, supostamente esfrica, homogeneamente recoberta por uma camada de gua. Nessas condies, considere as seguintes afirmativas: I. As massas de gua prximas das regies A e B experimentam mars altas simultaneamente. II. As massas de gua prximas das regies A e B experimentam mars opostas, isto , quando A tem mar alta, B tem mar baixa e vice-versa. III. Durante o intervalo de tempo de um dia ocorrem duas mars altas e duas mars baixas. Ento, est(o) correta(s), apenas

(ITA - 2003 - 1a fase) Um balo contendo gs hlio fixado, por meio de um fio leve, ao piso de um vagocompletamente fechado. O fio permanece na vertical enquanto o vago se movimenta comvelocidade constante, como mostra a figura. Se o vago acelerado para frente, pode-seafirmar que, em relao a ele, o balo

(ITA - 2003 - 1a fase) Durante uma tempestade, Maria fecha as janelas do seuapartamento e ouve o zumbido do vento l fora. Subitamente o vidro deuma janela se quebra. Considerando-se que o vento tenha soprado tangencialmente janela, o acidente pode ser mais bem explicado pelo(a):