Questões de Física - UFG | Gabarito e resoluções

(Ufg 2014) Na busca de fontes alternativas de energia, uma das opções promissoras que surgiu nos últimos anos foi o uso de certos organismos procariontes que, ao se alimentarem de matéria orgânica, geram, como resultado das quebras de ligações químicas no processo digestivo, energia elétrica. Recentemente, um grupo de pesquisadores publicou resultados de um estudo em que, ao formar uma colônia destes seres em uma determinada superfície, formando o chamado biofilme, conseguiram gerar uma potência elétrica de cerca de 200 mW por m2 de biofilme. Considere a situação em que este biofilme é utilizado para gerar uma tensão de 4 V entre os pontos A e B do circuito elétrico a seguir, em que os fios 1 e 2 apresentam resistências elétricas de 3 Ω e 6 Ω respectivamente, e a resistência do restante do circuito é desprezível. Os fios 1 e 2 têm comprimento L = 9 m, e a distância de separação entre eles é d = 2 mm. De acordo com o exposto, o tipo de ligação química que é rompida e a intensidade da força magnética que o fio 1 exerce sobre o fio 2, desprezando os efeitos de comprimentofinito dos fios, são, respectivamente,Dado: μ0 = 4π x 10-7 T m/ A

(Ufg 2014) Em 2014, comemoram-se os 450 anos do nascimento de Galileu Galilei. Entre as inúmeras contribuições científicas de Galileu, destaca-se a utilização do telescópio para observações astronômicas. Um dos primeiros telescópios empregados por Galileu, em 1609, era constituído por duas lentes esféricas delgadas convergentes, uma objetiva e uma ocular e, por meio desse instrumento, Galileu conseguiu observar as crateras da Lua. Considerando oexposto, determine: a) a distância focal da objetiva, considerando que o valor absoluto do fator de ampliação angular desse telescópio era 15 e que a distância focal da ocular era 9 cm; b) o tamanho angular, em graus, de uma cratera lunar vista por Galileu com o olho próximo da ocular, considerando que a distância entre a Terra e a Lua é de aproximadamente 384000 km e que o diâmetro da cratera é cerca de 2400 km. Utilize a aproximação tgθ ≈ θ para ângulos pequenos (em radianos).

A tcnica de pintura conhecida como pontilhismo, desenvolvida na Frana em meados do sculo XIX, principalmente por George Seraut e Paul Signac, utilizou princpios de ptica na realizao de suas obras. Essa tcnica consiste em pintar um grande nmero de pequenos pontos igualmente espaados de cores primrias, tal que a iluso da mistura de cores produzida somente nos olhos do observador. De acordo com o critrio de Rayleigh, dois pontos so distinguidos pelo olho humano se estiverem separados por um ngulo dado pela relao senem que o comprimento de onda da luz e o dimetro da pupila. Considerando que, em mdia, = 2,0 mme que, para ngulos pequenos, vale a relao sen,a que distncia mnima D,em metros, de uma pintura pontilhista um observador deve estar para observar a mistura de pontos, no caso da cor verde (= 500 nm),se o espaamento entre os pontos for de x = 1,22 mm?

(UFG - 2014) Uma longa ponte foi construida e instalada com blocos de concreto de 5m de comprimento a uma temperatura de 20C em uma regio na qual a temperatura varia ao longo do ano entre 10C e 40C . O concreto destes blocos tem coeficiente de dilatao linear de. Nessas condies, qualdistncia em cm deve ser resguardada entre os blocos na instalao para que, no dia mais quente do vero, a separao entre eles seja de 1cm.

(Ufg 2013) Uma montagem experimental, empregando um feixe laser e alguns espelhos, é usada para observar o efeito de interferência construtiva, conforme ilustrado na figura a seguir. Nesta montagem, um feixe laser incide em um espelho divisor produzindo dois raios. No espelho divisor, de índice de refração , um dos raios é refletido na superfície externa do espelho, enquanto o outro raio atravessa o espelho. Em seguida, após a reflexão em dois outros espelhos totalmente refletores, os raios voltam a se combinar no detector. Para haver interferência construtiva, um compensador (de índice de refração nc) é utilizado para ajustar a diferença de caminho óptico entre os dois raios. Considerando-se que o ângulo de incidência no espelho divisor é de 45°, determine: a) A distância percorrida pelo feixe dentro do espelho divisor. b) A espessura do compensador para que ocorra interferência construtiva no detector.

(Ufg 2013) O sistema óptico encontrado no farol de um automóvel é constituído por umespelho côncavo e uma lâmpada posicionada sobre o seu eixo de simetria. Considerando-seque o feixe de luz proveniente desse farol seja divergente, a posição da lâmpada deve ser

(Ufg 2013) Anableps, um animal aquático, possui a capacidade incomum de ver acima eabaixo da superfície da água simultaneamente. O seu olho é adaptado para essa finalidade efunciona como dois olhos em um único globo ocular, cujo corte transversal é mostrado a seguir. Que adaptação física ocorrida no olho desse animal aquático explica o fenômeno relatado?

O GPS (sigla em ingls para sistema global de posicionamento) composto por uma malha de 24 satlites que orbitam a Terra a uma altitude fixa e com velocidade constante. Nesses satlites esto instalados relgios atmicos que podem aferir o tempo com preciso de nanossegundos. Os satlites emitem ondas eletromagnticas que se propagam com a velocidade da luz c. Essas ondas so codificadas de modo a fornecer as coordenadas do satlite e o instante em que o sinal foi emitido. Num certo instante t, o receptor capta os sinais de vrios satlites e, a partir dos sinais obtidos de quatro satlites distintos, calcula as coordenadas (x, y, z) do receptor e o instante de tempo da recepo. A figura a seguir representa uma verso unidimensional de um GPS, na qual os satlites foram substitudos por duas antenas fixas que emitem sinais informando suas posies e os instantes da emisso (X1, t1) e (X2, t2). Um veculo equipado com um GPS, que se move em uma dimenso, pode ter sua localizao X e o instante t conhecidos, obtendo simultaneamente os sinais das duas antenas. Considerando o exposto, determine: a) as equaes que fornecem a posio e o instante de tempo do veculo (X e t) em funo das coordenadas das antenas, dos instantes de emisso e da velocidade da luz c; b) a posio do veculo e sua distncia da antena mais prxima, quando t1 = 2T e t2 = T, em funo de X1, L e T.

(UFG 2010) Com o objetivo de separar isótopos de um determinado elemento químico, pode-seusar o dispositivo esquematizado abaixo. Os isótopos ionizados com carga q são acelerados por uma diferença de potencial V. Emseguida, passam por uma região, o filtro, onde estão aplicados um elétrico E e um campomagnético B, perpendiculares entre si. Considerando o exposto e desprezando os efeitosgravitacionais, calcule a massa do isótopo que chega ao coletor em função de q, V E e B.

(Ufg 2010) Tm-se atribudo o avano dos oceanos sobre a costa terrestre ao aquecimento global. Um modelo para estimar a contribuio da dilatao trmica considerar apenas a dilatao superficial da gua dos oceanos, onde toda a superfcie terrestre est agrupada numa calota de rea igual a 25% da superfcie do planeta e o restante ocupada pelos oceanos, conforme ilustra a figura. De acordo com o exposto, calcule a variao de temperatura dos oceanos responsvel por um avano mdio de L = 6,4 m sobre superfcie terrestre.

(Ufg 2010) Uma cavidade em um bloco de chumbo contm uma amostra radioativa doelemento qumico brio. A figura (a) ilustra as trajetrias das partculas , e emitidas aps odecaimento radioativo. Aplica-se um campo magntico uniforme entrando no plano da folha, conforme ilustrado na figura (b). O comportamento representado pelas trajetrias ocorre porque

(Ufg 2010) Um gerador de corrente contnua, magneto-hidrodinmico, pode ser construdo injetando gs neutro altamente ionizvel (plasma) atravs de um tubo de largura L= 40,0 cm e altura h = 20,0 cm, como mostrado na figura. Um campo magntico uniforme horizontal B = 0,500 T aplicado na regio entre os eletrodosque possuem comprimento c = 10,0 cm. O gs possui resistividade eltrica = 0,100 .m, e avelocidade mdia de suas partculas no regime estacionrio v = 200 m/s. O gerador estligado a um resistor de resistncia R = 7,50 . Tendo em vista os dados apresentados,calcule: a) a resistncia interna do gerador; b) a corrente eltrica no resistor.

(Ufg 2009)  Um ônibus urbano, trafegando por uma avenida plana de Goiânia, colide na parte traseira de um carro que se encontra parado em um semáforo. Nesta situação, v0 e vf são, respectivamente, as velocidades escalares finais do ônibus e do carro, imediatamente após o choque. Sendo as quantidades de movimento do sistema Qini, imediatamente antes do choque e Qfin, imediatamente após o choque, tem-se:

(Ufg 2009) Sabe-se que a razão entre o período da Terra (TT) e o mercúrio (TM), em torno do Sol, é da ordem de 4. Considere que os planetas Terra e Mercúrio estão em órbitas circulares em torno do Sol, em um mesmo plano. Nessas condições, a) qual é, em meses, o tempo mínimo entre dois alinhamentos consecutivos desses dois planetas com Sol? b) Qual é, em graus, o ângulo que a Terra terá percorrido nesse intervalo de tempo?

(Ufg 2007) Um corpo é lançado do chão com velocidade v e ângulo de inclinação de 60com a horizontal. Quando atinge a altura máxima, colide inelasticamente com outro corpo demesma massa e velocidade v, que estava em queda livre. Considerando desprezíveis as forçasexternas durante a colisão, o módulo da velocidade imediatamente após o choque é: