Questões de Física - ITA | Gabarito e resoluções

(ITA - 2002 - 2 fase - Questo 22)Mediante chave seletora, um chuveiro eltrico tem a sua resistncia graduada para dissipar 4,0kW no inverno, 3,0kW no outono, 2,0kW na primavera e 1,0kW no vero. Numa manh de inverno, com temperatura ambiente de 10C, foram usados 10,0Lde gua desse chuveiro para preencher os 16% do volume faltante do aqurio de peixes ornamentais, de modo a elevar sua temperatura de 23C para 28C. Sabe-se que 20% da energia perdida no aquecimento do ar, a densidade da gua = 1,0 g/cm3e calor especfico da gua 4,18J/gK. Considerando que a gua do chuveiro foi colhida em 10 minutos, em que posio se encontrava a chave seletora? Justifique.

(ITA - 2002 - 2 fase - Questo 23) Um ginsio de esportes foi projetado na forma de uma cpula com raio de curvatura R = 39,0m, apoiada sobre uma parede lateral cilndrica de raio y = 25,0m e altura h = 10,0m, como mostrado na figura. A cpula comporta-se como um espelho esfrico de distncia focal , refletindo ondas sonoras, sendo seu topo o vrtice do espelho. Determine a posio do foco relativa ao piso do ginsio. Discuta, em termos fsicos as consequncias prticas deste projeto arquitetnico.

(ITA - 2002 - 2 fase - Questo 24)Billy sonha que embarcou em uma nave espacial para viajar at o distante planeta Gama, situado a 10,0 anos-luz da Terra. Metade do percurso percorrida com acelerao de 15 m/s2, e o restante com desacelerao de mesma magnitude. Desprezando a atrao gravitacional e efeitos relativistas, estime o tempo total em meses de ida e volta da viagem do sonho de Billy. Justifique detalhadamente.

(ITA - 2002 - 2 fase - Questo 25)Uma massa liberada a partir do repouso de uma altura hacima do nvel do solo e desliza sem atrito em uma pista que termina em um loop de raio r, conforme indicado na figura. Determine o ngulo relativo vertical e ao ponto em que a massa perde o contato com a pista. Expresse sua resposta como funo da altura h, do raio r e da acelerao da gravidade g.

(ITA - 2002 - 2 fase - Questo 26) Um tubo capilar fechado em uma extremidade contm uma quantidade de ar aprisionada por um pequeno volume de gua. A 7,0C e presso atmosfrica (76,0cm Hg) o comprimento do trecho com ar aprisionado de 15,0cm. Determine o comprimento do trecho com ar aprisionado a 17,0C. Se necessrio, empregue os seguintes valores da presso de vapor da gua: 0,75cm Hg a 7,0C e 1,42cm Hg a 17,0C.

(ITA - 2002 - 2 fase - Questo27) Uma pequena pedra repousa no fundo de um tanque de x m de profundidade. Determine o menor raio de uma cobertura circular plana, paralela superfcie da gua que, flutuando sobre a superfcie da gua diretamente acima da pedra, impea completamente a viso desta por um observador ao lado do tanque, cuja vista se encontra no nvel da gua. Justifique. Dado: ndice de refrao da gua nw=

(ITA - 2002 - 2 fase - Questo 28)Colaborando com a campanha de economia de energia, um grupo de escoteiros construiu um fogo solar, consistindo de um espelho de alumnio curvado que foca a energia trmica incidente sobre uma placa coletora. O espelho tem um dimetro efetivo de 1,00m e 70% da radiao solar incidente aproveitada para de fato aquecer uma certa quantidade de gua. Sabemos ainda que o fogo solar demora 18,4 minutos para aquecer 1,00Lde gua desde a temperatura de 20 C at 100 C, e que 4,186.103 J a energia necessria para elevar a temperatura de 1,00Lde gua de 1,000 K. Com base nos dados, estime a intensidade irradiada pelo Sol na superfcie da Terra, em W/m2.Justifique.

(ITA - 2002 - 2 fase - Questo 29)Voc dispe de um dispositivo de resistncia R = 5 r; e de 32 baterias idnticas, cada qual com resistncia r e fora eletromotriz V. Como seriam associadas as baterias, de modo a obter a mxima corrente que atravesse R? Justifique.

(ITA - 2002 - 2 fase - Questo 30)Um tomo de hidrognio tem nveis de energia discretos dados pela equao , em que {n Z / n 1}. Sabendo que um fton de energia 10,19 eV excitou o tomo do estado fundamental (n = 1) at o estado p, qual deve ser o valor de p? Justifique.

(ITA 2002) Uma pequena pedra repousa no fundo de um tanque de x m de profundidade.Determine o menor raio de uma cobertura circular, plana, paralela superfcie da gua que,flutuando sobre a superfcie da gua diretamente acima da pedra, impea completamente aviso desta por um observador ao lado do tanque, cuja vista se encontra no nvel da gua. Dado: ndice de refrao da gua n = 4/3.

(ITA - 2001 - 1a Fase) Uma certa grandeza fsica A definida como o produto da variao de energia de uma partcula pelo intervalo de tempo em que esta variao ocorre. Outra grandeza, B, o produto da quantidade de movimento da partcula pela distncia percorrida. A combinao que resulta em uma grandeza adimensional

(ITA - 2001 - 1a Fase) Uma partcula move-se ao longo de uma circunferncia circunscrita em um quadrado de lado L com velocidade angular constante. Na circunferncia inscrita nesse mesmo quadrado, outra partcula move-se com a mesma velocidade angular. A razo entre os mdulos das respectivas velocidades tangenciais dessas partculas

(ITA - 2001 - 1a Fase) Uma partcula, partindo do repouso, percorre no intervalo de tempo t, uma distncia D. Nos intervalos de tempo seguintes, todos iguais a t, as respectivas distncias percorridas so iguais a 3D, 5D, 7D etc. A respeito desse movimento pode-se afirmar que

(ITA - 2001 - 1a Fase) Para medir a febre de pacientes, um estudante de medicina criou suaprpria escala linear de temperaturas. Nessa nova escala, os valores de 0 (zero) e 10 (dez)correspondem respectivamente a 37 oC e 40 oC. A temperatura de mesmo valor numrico emambas escalas aproximadamente

(ITA - 2001 - 1a Fase) No sistema convencional de trao de bicicletas, o ciclista impele os pedais, cujo eixo movimenta a roda dentada (coroa) a ele solidria. Esta, por sua vez, aciona a corrente responsvel pela transmisso do movimento a outra roda dentada (catraca), acoplada ao eixo traseiro da bicicleta. Considere agora um sistema duplo de trao, com 2 coroas, de raios R1 e R2 (R1 R2) e 2 catracas R3 e R4 (R3 R4 ), respectivamente. Obviamente, a corrente s toca uma coroa e uma catraca de cada vez, conforme o comando da alavanca de cmbio. A combinao que permite mxima velocidade da bicicleta, para uma velocidade angular dos pedais fixa,