Questões de Física - UEL 2017 | Gabarito e resoluções

Leia a tirinha a seguir e responda à(s) questão(ões). Com base no diálogo entre Jon e Garfield, expresso na tirinha, e nas Leis de Newton para a gravitação universal, assinale a alternativa correta.

No modelo padrão da física das partículas elementares, o próton e o nêutron são partículas compostas constituídas pelas combinações de partículas menores chamadas de quarks u (up) e d (down). Nesse modelo, o próton (p) e o nêutron(n) são compostos,cadaum,detrêsquarks,porémcomdiferentescombinações,sendo representados por p = (u, u, d) e n = (u, d, d). Os prótons e os nêutrons comportam-se, na presença de um campo magnético, como se fossem minúsculos ímãs, cujas intensidades são denominadas de momento magnético e medidas em magnetons nucleares (mn). Para o próton, o momento magnético é dadopor enquanto que, para o nêutron, o momento magnético é dadopor O momento magnético dos quarks u e d são dados por eem quee A partir dessas informações, responda aos itens a seguir. a)Determine o valor da razão entre o momento magnético dos quarks u ed. b) Determine o valor adimensional da razão

Nos Jogos Olímpicos Rio 2016, o corredor dos 100 metros rasos Usain Bolt venceu a prova com o tempo de 9 segundos e 81 centésimos de segundo. Um radar foi usado para medir a velocidade de cada atleta e os valoresforamregistradosemcurtosintervalosdetempo,gerandográficosdevelocidadeemfunçãodotempo.O gráfico do vencedor é apresentado aseguir. Considerando o gráfico de V versus t, responda aos itens a seguir. a)Calcule a quantidade de metros que Bolt percorreu desde o instante 2,5 s até o instante 4,5 s, trecho no qual a velocidade pode ser considerada aproximadamenteconstante. b)Calcule o valor aproximado da aceleração de Usain Bolt nos instantes finais da prova, ou seja, a partir de 9s.

O LED (Light Emitting Diode) é um diodo semicondutor que emite luz quando polarizado eletricamente. A curva característica de um LED está indicada na Figura 1. Percebe-se que, na região de condução elétrica do LED, um aumento pequeno na diferença de potencial U leva a um aumento considerável na corrente elétrica i que passa pelo LED. Por isso, no circuito elétrico de polarização, é geralmente necessário conectar um resistor R em série com o LED, como esquematizado na Figura 2, de maneira a limitar a corrente elétrica que passa pelo diodo. Pode-se observar, pelo gráfico da Figura 1, que, se a corrente elétrica no circuito for de 100 mA, a diferença de potencial Udaplicada sobre o LED será de 2 V. A partir dessas informações, responda aos itens a seguir. a)Sabe-se que, ao longo de um circuito fechado, como o da Figura 2, a soma das diferenças de potencial (ddp) e das quedas de tensão sobre cada componente do circuito ézero. Considerandoqueaddpdafontevale+12VequeasquedasdetensãodoresistoredoLEDsão,respectivamente,R ieUd,determineovalordeRparaqueacorrenteelétricanocircuitosejade100mA. b)Considere o LED como uma fonte puntiforme de luz, cuja emissão tem um ângulo de divergência total de 60◦. Uma lente delgada convergente, de 6 cm de diâmetro, é colocada a uma distância o do LED, de maneira que a luz emitida pelo LED ilumine toda a superfície da lente, conforme esquematizado na Figura3. Deseja-se que os raios luminosos que emergem da lente sejam perfeitamente paralelos (ou seja, que a distância imagem seja infinita). Nesse caso, determine a distância focal da lente. Consideretg (30◦)=0,6

Considere o diagrama pV da Figura 4 a seguir. O ciclo fechado ao longo do percurso abcda é denominado ciclo Otto e representa o modelo idealizado dos processos termodinâmicos que ocorrem durante o funcionamento de um motor a gasolina. O calor recebido pelo motor, dado por Q1, é fornecido pela queima da gasolina no interior do motor. W representa o trabalho realizado pelo motor em cada ciclo de operação, e Q2é o calor rejeitado pelo motor, por meio da liberação dos gases de exaustão pelo escapamento e também via sistema de arrefecimento. Considerando um motor que recebe 2500 J de calor e que realiza 875 J de trabalho em cada ciclo de operação, responda aos itens a seguir. a)Sabendo que o calor latente de vaporização da gasolina vale 5 104 , determine a massa degasolina utilizada em cada ciclo de operação do motor. b)Sabendo que, em um ciclo termodinâmico fechado, a soma das quantidades de calor envolvidas no pro- cesso é igual ao trabalho realizado no ciclo, determine a quantidade de calor rejeitada durante cada ciclo de operação domotor.