Questões de Física - ITA | Gabarito e resoluções

(ITA - 2021 -1aFASE) Considere um sistema de trs satlites idnticos de massamdispostos nos vrtices de um tringulo equiltero de ladod. Considerando somente o efeito gravitacional que cada um exerce sobre os demais, calcule a velocidade orbital dos satlites com respeito ao centro de massa do sistema para que a distncia entre eles permanea inalterada.

(ITA - 2021 - 2 FASE) Um maratonista de 80 kg corre meia hora, em local protegido do Sol, mantendo velocidade constante de 20 km/h. O trabalho exigido pelo exerccio, por unidade de massa e distncia, de 0,60 kcal/(kg.km). Desconsiderando o efeito de ganho ou perda de calor por radiao de corpo negro, faa o que se pede, levando em conta que 1,0 cal = 4,2 J. (a) Calcule o trabalho total dispendido, em kJ, no exerccio. (b) Define-se a eficincia do exerccio como a razo entre o trabalho realizado e o custo metablico total do exerccio, que a energia total consumida pelo organismo. Considerando que a eficincia da corrida descrita de 60%, calcule o volume de gua que precisa ser evaporado para manter constante a temperatura do corpo do atleta.

(ITA - 2021 - 2 FASE) A figura mostra uma barra AB de comprimento, articulada naextremidade A e presa a uma parede por um cabo BC. Na extremidade B da barra, suspende-se uma massapor uma corda. O ngulo entre o cabo BC e a barra dado por, e o ngulo entre a barra e a corda que suspende a carga dado por, como mostra a figura. A barra, o cabo e a corda tm massas desprezveis. Determine, em termos das grandezas fsicas envolvidas: (a) o nguloentre a barra AB e a fora, exercida pela articulao sobre a barra; (b) a intensidade da fora.

(ITA - 2021 - 1 FASE) Um recipiente, de seco de rea constante e igual aA, preenchido por uma coluna de lquido de densidadee altura H. Sobre o lquido encontra-se um pisto de massaM, que pode se deslocar verticalmente livre de atrito. Um furo no recipiente feito a uma alturah, de tal forma que um filete de gua expelido conforme mostra a figura. Assinale a alternativa que contm o alcance horizontalDdo jato de gua.

(ITA - 2021 - 2 FASE) Um fio tem uma de suas extremidades presa ao teto e suspende um bloco de densidade = 10a, em quearepresenta a densidade da gua. Na configurao descrita,vo a velocidade de propagao de ondas mecnicas no fio. Em seguida, o bloco mergulhado gradativamente em um recipiente contendo gua, como mostra a figura, at ficar completamente submerso. Em nenhum momento o bloco toca as laterais e o fundo do recipiente. Denote porfa frao do bloco submersa em gua. (a) Calcule a expresso da velocidade de propagaovdas ondas mecnicas no fio em funo defevo. (b) Esboce um grfico que descreva o comportamento de (v/vo)2em funo def.

(ITA - 2021 - 1 FASE) Um recipiente isolado dividido em duas partes. A regio A, com volume VA, contm um gs ideal a uma temperaturaTA. Na regio B, com volumeVB= 2VA, faz-se vcuo. Ao abrir um pequeno orifcio entre as regies, o gs da regio A comea a ocupar a regio B. Considerando que no h troca de calor entre o gs e o recipiente, a temperatura de equilbrio final do sistema

(ITA - 2021 - 1 FASE) Um objeto de massaM, preso a uma mola ideal, realiza uma oscilao livre de frequnciaf. Em um determinado instante, um segundo objeto de massam fixado ao primeiro. Verifica-se que o sistema tem sua frequncia de oscilao reduzida def,muito menor quef. Sabendo que (1+x)n1+nx, para, pode-se afirmar quef dada por

(ITA - 2021 - 2 FASE) Dois feixes de comprimento de onda, paralelos e de intensidade, incidem com inclinaocom a vertical sobre dois espelhos horizontais, conforme ilustra a figura. O espelho superior encontra-se fixo enquanto o inferior, de massa, est ligado a uma mola de constante elsticae realiza um movimento oscilatrio de pequena amplitude. O espelho inferior liberado para oscilar em, a partir do repouso e da posio na qual a mola est relaxada. Os feixes so refletidos pelos espelhos e analisados em um detector, que registra a intensidade da onda resultante da superposio dos feixes. Os resultados coletados so mostrados no grfico a seguir. Com base nas informaes fornecidas, determine o maior valor possvel de.

(ITA - 2021 - 1 FASE) Um violo um instrumento sonoro de seis cordas de diferente propriedades, fixas em ambas as extremidades, acompanhadas de uma caixa de ressonncia. Diferentes notas musicais so produzidas tangendo uma das cordas, podendo-se ou no alterar o seu comprimento efetivo, pressionando-a com os dedos em diferentes pontos do brao do violo. A respeito da gerao de sons por esse instrumento so feitas quatro afirmaes: I.Cordas mais finas, mantidas as demais propriedades constantes, so capazes de produzir notas mais agudas. II.O aumento de 1,00% na tenso aplicada sobre uma corda acarreta um aumento de 1,00% na frequncia fundamental gerada. III.Uma corda denylone uma de ao, afinadas na mesma frequncia fundamental, geram sons de timbres distintos. IV.Ao pressionar uma corda do violo, o musicista gera um som de frequncia maior e comprimento de onda menor em comparao ao som produzido pela corda tocada livremente. Considerando V como verdadeira e F como falsa, as afirmaes I, II, III e IV so, respectivamente,

(ITA - 2021 - 2 FASE) Um anel circular de raioe densidade linear de carga eltricaest localizado no planocom o seu centro na origem do sistema de coordenadas, como mostra a figura. Uma partcula de massae carga projetada a partir do pontoem direo ao ponto, com velocidade inicial. Qual o menor valor depara que a partcula no retorne ao ponto?

(ITA - 2021 - 2 FASE) Uma espira circular condutora de raio, feita de um fio fino de resistividade eltricae massa especfica, cuja seco transversal tem dimetro, est caindo, com velocidadevarivel, sob a ao da gravidade, em uma regio de campo magntico no uniforme. A componente vertical do campo magntico obedece a relao, em queeso constantes fsicas de unidade adequadas e a coordenada vertical. A espira mantm-se sempre paralela ao plano, como mostra a figura. Desprezando os efeitos da resistncia do ar no movimento de queda da espira, faa o que se pede nos itens a seguir. (a) Calcule a potncia eltrica instantnea dissipada na espira. (b) Calcule a velocidade terminal de quedada espira.

(ITA - 2021 - 1 FASE) Considere uma lente biconvexa feita de um material com ndice de refrao 1,2 e raios de curvatura de 5,0 cm e 2,0 cm. Ela imersa dentro de uma piscina e utilizada para observar um objeto de 80 cm de altura, tambm submerso, que se encontra afastado a 1,0 m de distncia. Sendo o ndice de refrao da gua igual a 1,3, considera as seguintes afirmativas: I.A lente convergente e a imagem real. II.A lente divergente e a imagem virtual. III.A imagem est a 31 cm da lente e tem 25 cm de altura. Considerando V como verdadeira e F como falsa, as afirmaes I, II e III so, respectivamente,

(ITA - 2021 - 1 FASE) No experimento de dupla fenda de Young, suponha que a separao entre as fendas seja de 16m. Um feixe de luz de comprimento de onda de 500 nm atinge as fendas e produz um padro de interferncia. Quantos mximos haver na faixa angular dada por -30o30o?

(ITA - 2021 - 2 FASE) Eltrons ultraenergticos podem ser utilizados no estudo da estrutura subatmica da matria desde que seus comprimentos de onda associados sejam compatveis com as dimenses de um ncleo atmico. Levando em conta que o raio de um ncleo pesado pode ser aproximado por, em que uma distncia caracterstica eo nmero de massa do ncleo, faa o que se pede nos itens a seguir. (a) Estime a quantidade de movimentode um eltron que possa ser usado para estudar a estrutura de um ncleo de urnio. Deixe sua resposta em termos dee de constantes fsicas fundamentais. (b) Considerando efeitos relativsticos, calcule a energia cintica dos eltrons descritos no item anterior. Deixe sua resposta em termos de, da massa de repouso do eltrone de constantes fsicas fundamentais.

(ITA - 2021 - 1 FASE) Trs esferas metlicas macias E1, E2e E3, feitas de um mesmo material e de raiosR1,R2eR3, respectivamente, podem trocar cargas eltricas entre si a partir de acionamento de contatos eltricos. Inicialmente apenas E1encontra-se eletricamente carregada. Em um primeiro momento estabelece-se contato eltrico entre E1e E2, que cortado quando o sistema atinge o equilbrio eltrico. A seguir, estabelece-se contato entre E2e E3. Ao final do processo, observa-se que a carga eltrica lquida das trs esferas igual. Desprezando a capacitncia mtua entre as esferas, assinale a proporo entre as massasE1, E2e E3, respectivamente.