Física

QUESTÃO 1
No livreto fornecido pelo fabricante de um automóvel há a informação de que ele vai do repouso a 108 km/h (30m/s) em 10s e que a sua velocidade varia em função do tempo de acordo com o seguinte gráfico.

Suponha que você queira fazer esse mesmo carro passar do repouso a 30m/s também em 10s, mas com aceleração escalar constante.

a) Calcule qual deve ser essa aceleração.
b) Compare as distâncias d e d´ percorridas pelo carro nos dois casos, verificando se a distância d´ percorrida com aceleração escalar constante é maior, menor ou igual à distância d percorrida na situação representada pelo gráfico.

QUESTÃO 2
A figura mostra um bloco A, de 3kg, apoiado sobre um bloco B de 4kg. O bloco B, por sua vez, está apoiado sobre uma superfície horizontal muito lisa, de modo que o atrito entre eles é desprezível.

O conjunto é acelerado para a direita por uma força horizontal , de módulo igual a 14N, aplicada no bloco B.

a) Determine a direção e o sentido da força de atrito ( ) exercida pelo bloco B sobre o bloco A e calcule seu módulo.
b) Determine a direção e o sentido da reação , calcule seu módulo e indique em que corpo está aplicada.

QUESTÃO 3
Uma vela é colocada a 50cm de uma lente, perpendicular a seu eixo principal. A imagem obtida é invertida e do mesmo tamanho da vela.

a) Determine se a lente é convergente ou divergente. Justifique sua resposta.
b) Calcule a distância focal da lente.

QUESTÃO 4
A figura 1 mostra uma alavanca interfixa em equilíbrio na horizontal. À esquerda do ponto de apoio há um recipiente contendo água. Observe que o recipiente possui uma canaleta, o que faz com que a superfície livre da água fique, no máximo, a uma altura h do fundo. À direita, há um bloco de massa M, suspenso a uma distância d do ponto de apoio.

figura 1

Introduz-se muito lentamente na água uma esfera de cortiça que, finalmente, flutua. Para que a alavanca permaneça em equilíbrio na horizontal, o bloco de massa M deve ser suspenso a uma distância d´ do ponto de apoio, como ilustra a figura 2.

figura 2

Verifique se d´ > d, d´ = d ou d´ < d. Justifique sua resposta.

QUESTÃO 5
Um artesão constrói um instrumento musical rústico usando cordas presas a dois travessões. As cordas são todas de mesmo material, de mesmo diâmetro e submetidas à mesma tensão, de modo que a velocidade com que nelas se propagam ondas transversais seja a mesma. Para que o instrumento possa emitir as diversas notas musicais, ele utiliza cordas de comprimentos diferentes, como mostra a figura.

Uma vez afinado o instrumento, suponha que cada corda vibre em sua freqüência fundamental.

Que corda emite o som mais grave, a mais longa ou a mais curta? Justifique sua resposta.

QUESTÃO 6
Três pequenas esferas metálicas idênticas, A, B e C, estão suspensas, por fios isolantes, a três suportes. Para testar se elas estão carregadas, realizam-se três experimentos durante os quais se verifica como elas interagem eletricamente, duas a duas:

Experimento 1:

As esferas A e C, ao serem aproximadas, atraem-se eletricamente, como ilustra a figura 1:

figura 1

Experimento 2:

As esferas B e C, ao serem aproximadas, também se atraem eletricamente, como ilustra a figura 2:

figura 2

Experimento 3:

As esferas A e B, ao serem aproximadas, também se atraem eletricamente, como ilustra a figura 3.

figura 3

Formulam-se três hipóteses:

I - As três esferas estão carregadas.
II - Apenas duas esferas estão carregadas com cargas de mesmo sinal.
III - Apenas duas esferas estão carregadas, mas com cargas de sinais contrários.

Analisando os resultados dos três experimentos, indique a hipótese correta. Justifique sua resposta.

QUESTÃO 7
Num calorímetro de capacidade térmica desprezível que contém 60g de gelo a 0^oC, injeta-se vapor dágua a 100^oC, ambos sob pressão normal.

Quando se restabelece o equilíbrio térmico, há apenas 45g de água no calorímetro. O calor de fusão do gelo é 80 cal/g, o calor de condensação do vapor d'água é 540 cal/g e o calor específico da água é 1,0 cal/g^oC.

Calcule a massa do vapor d'água injetado.

QUESTÃO 8
Um aquecedor elétrico foi projetado para funcionar sob 220V, consumindo uma potência P. O aquecedor é constituído por quatro resistores idênticos, todos de mesma resistência R, ligados como ilustra o esquema abaixo:

Faça um esquema indicando como se deve associar os quatro resistores a fim de que o aquecedor possa ser ligado numa tomada de 110V consumindo a mesma potência P. Justifique sua resposta.

QUESTÃO 9
Uma bola de pingue-pongue cai verticalmente e se choca, com velocidade , com um anteparo plano, inclinado 45^o com a horizontal. A velocidade da bola imediatamente após o choque é horizontal, como ilustra a figura:

O peso da bola, o empuxo e a força de resistência do ar são desprezíveis quando comparados à força média que o anteparo exerce sobre a bola durante o choque. Suponha | v | = | v´| = v.

a) Determine a direção e o sentido da força média exercida pelo anteparo sobre a esfera durante o choque, caracterizando-os pelo ângulo que ela forma com o anteparo.
b) Calcule o módulo dessa força média em função da massa m da esfera, do módulo v de suas velocidades, tanto imediatamente antes quanto imediatamente após o choque, e do tempo Dt que a bola permanece em contato com o anteparo.

QUESTÃO 10
Uma pequena esfera metálica, suspensa por um fio ideal de comprimento a um suporte, está oscilando num plano vertical, com atritos desprezíveis, entre as posições extremas, A e B, localizadas a uma altura h = /2 acima do ponto mais baixo C de sua trajetória, como ilustra a figura a seguir.

Considere g = 10m/s².

a) Calcule o módulo da aceleração da esfera nos instantes em que ela passa pelos pontos A e B.
b) Calcule o módulo da aceleração da esfera nos instantes em que ela passa pelo ponto C.

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