Questões de Física - ITA | Gabarito e resoluções

(ITA - 2003 - 2 FASE)Num barmetro elementar de Torricelli, a coluna de mercrio possui uma altura H, que se altera para X quando este barmetro mergulhado num lquido de densidade D, cujo nvel se eleva a uma altura h, como mostra a figura. Sendo d a densidade do mercrio, determine em funo de H, D e d a altura do lquido, no caso de esta coincidir com a altura X da coluna de mercrio.

(ITA - 2003 - 2 FASE)Uma onda acstica plana de 6,0 kHz, propagando-se no ar a uma velocidade de 340 m/s, atinge uma pelcula plana com um ngulo de incidncia de 60. Suponha que a pelcula separa o ar de uma regio que contm o gs CO2, no qual a velocidade de propagao do som de 280 m/s. Calcule o valor aproximado do ngulo de refrao e indique o valor da freqncia do som no CO2.

(ITA - 2003 - 2 FASE)Uma flauta doce, de 33 cm de comprimento, temperatura ambiente de 0C, emite sua nota mais grave numa freqncia de 251 Hz. Verifica-se experimentalmente que a velocidade do som no ar aumenta de 0,60 m/s para cada 1C de elevao da temperatura. Calcule qual deveria ser o comprimento da flauta a 30C para que ela emitisse a mesma freqncia de 251 Hz.

(ITA - 2003 - 2 FASE)Em sua aventura pela Amaznia, Joo porta um rdio para comunicar-se. Em caso de necessidade, pretende utilizar clulas solares de silcio, capazes de converter a energia solar em energia eltrica, com eficincia de 10%. Considere que cada clula tenha 10 cm2 de rea coletora, sendo capaz de gerar uma tenso de 0,70 V, e que o fluxo de energia solar mdio incidente da ordem de 1,0 x 103 W/m2. Projete um circuito que dever ser montado com as clulas solares para obter uma tenso de 2,8 V e corrente mnima de 0,35 A, necessrias para operar o rdio.

(ITA - 2003 - 2 FASE)Um gerador de fora eletromotriz e resistncia interna r = 5 R est ligado a um circuito conforme mostra a figura. O elemento R(s) um reostato, com resistncia ajustada para que o gerador transfira mxima potncia. Em um dado momento o resistor R1 rompido, devendo a resistncia do reostato ser novamente ajustada para que o gerador continue transferindo mxima potncia. Determine a variao da resistncia do reostato, em termos de R.

(ITA - 2003 - 2 FASE)Situado num plano horizontal, um disco gira com velocidade angular constante, em torno de um eixo que passa pelo seu centro O. O disco encontra-se imerso numa regio do espao onde existe um campo magntico constante , orientado para cima, paralelamente ao eixo vertical de rotao. A figura mostra um capacitor preso ao disco (com placas metlicas planas, paralelas, separadas entre si de uma distncia L) onde, na posio indicada, se encontra uma partcula de massa m e carga q 0, em repouso em relao ao disco, a uma distncia R do centro. Determine a diferena de potencial eltrico entre as placas do capacitor, em funo dos parmetros intervenientes.

(ITA 2003) A figura mostra um carrinho de massa M, com rampa, inicialmente em repouso sobre uma superfície lisa. Sobre a sua superfície inclinada, repousa uma caixa de massa m. Se o coeficiente de atrito entre a rampa e a caixa vale, determine a aceleração máxima com que o carrinho pode se mover para a direita, sem que a caixa escorregue sobre sua superfície inclinada.

(ITA-03) Variações no campo gravitacional na superfície da Terra pode advir de irregularidades na distribuição de sua massa. Considere a Terra como uma esfera de raio R e de densidade ρ, uniforme, com uma cavidade esférica de raio a, inteiramente contida no seu interior. A distância entre os centros O, da Terra, e C, da cavidade, é d, que pode variar de 0 (zero) até R-a, causando, assim, uma variação do campo gravitacional em um ponto P, sobre a superfície da Terra, alinhado com O e C (veja figura). Seja G1 a intensidade do campo gravitacional em P sem a existência da cavidade na Terra, e G2 , a intensidade do campo no mesmo ponto, considerando a existência da cavidade. Então, o valor máximo da variação relativa:  , que se obtém ao deslocar a posição da cavidade, é:  

(ITA 2003) A figura mostra um carrinho de massa M, com rampa, inicialmente em repouso sobre uma superfície lisa. Sobre a sua superfície inclinada, repousa uma caixa de massa m. Se o coeficiente de atrito entre a rampa e a caixa vale, determine a aceleração máxima com que o carrinho pode se mover para a direita, sem que a caixa escorregue sobre sua superfície inclinada.

(ITA - 2002- 1a Fase) A massa inercial mede a dificuldade em se alterar o estado de movimento deuma partcula. Analogamente, o momento de inrcia de massa mede a dificuldade em sealterar o estado de rotao de um corpo rgido. No caso de uma esfera, o momento de inrciaem torno de um eixo que passa pelo seu centro dado por , em que M a massada esfera e R seu raio. Para uma esfera de massa M = 25,0kg e raio R = 15,0cm, a alternativa que melhor representa o seu momento de inrcia

(ITA - 2002 - 1a Fase) Em um experimento verificou-se a proporcionalidade existente entre energia e a frequncia de emisso de uma radiao caracterstica. Neste caso, a constante de proporcionalidade, em termos dimensionais, equivalente a

(ITA - 2002 - 1a Fase) Uma rampa rolante pesa 120 N e se encontra inicialmente em repouso, comomostra a figura. Um bloco que pesa 80 N, tambm em repouso, abandonado no ponto 1, deslizando a seguirsobre a rampa. O centro de massa G da rampa tem coordenadas: x = 2b/3 e y = c/3. Sodados ainda: a = 15,0 m, sen = 0,6. Desprezando os possveis atritos e as dimenses dobloco, pode-se afirmar que a distncia percorrida pela rampa no solo, at o instante em que obloco atinge o ponto 2,

(ITA - 2002 - 1a Fase) Um sistema composto por duas massas idnticas ligadas por uma mola de constante k, e repousa sobre uma superfcie plana, lisa e horizontal. Uma das massas ento aproximada da outra, comprimindo 2,0 cm da mola. Uma vez liberado, o sistema inicia um movimento com o seu centro de massa deslocando com velocidade de 18,0 cm/s numa determinada direo. O perodo de oscilao de cada massa

(ITA - 2002 - 1a Fase) Um pequeno camundongo de massa M corre num plano vertical no interior deum cilindro de massa m e eixo horizontal. Suponha-se que o ratinho alcance a posio indicadana figura imediatamente no incio de sua corrida, nela permanecendo devido ao movimentogiratrio de reao do cilindro, suposto ocorrer sem resistncia de qualquer natureza. A energia despendida pelo ratinho durante um intervalo de tempo T para se manter na mesma posio enquanto corre :

(ITA - 2002 - 1a Fase) Um dos fenmenos da dinmica de galxias, considerado como evidncia da existncia de matria escura, que estrelas giram em torno do centro de uma galxia com a mesma velocidade angular, independentemente de sua distncia ao centro. Sejam M1 e M2 as pores de massa (uniformemente distribuda) da galxia no interior de esferas de raios R e 2R, respectivamente. Nestas condies, a relao entre essas massas dada por: