EFOMM 2012 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Um objeto linear, real, perpendicular ao eixo principal de um espelho esférico côncavo, forma nesse espelho uma imagem direita e ampliada por um fator igual a três. Sabendo que a distância entre objeto e imagem é de 80 cm, a distância focal, em cm, do espelho, é:

Na figura, temos o esquema de um circuito, onde R=4,0 Ω, E₁=8,0 V e E₂=4,0 V. Qual é a diferença de potencial, em volts, entre os pontos A e B?

Sinais sonoros idênticos são emitidos em fase por duas fontes pontuais idênticas separadas por uma distância igual a 3,00 metros. Um receptor distante 4,00 metros de uma das fontes e 5,00 metros da outra perceberá, devido à interferência destrutiva total, um sinal de intensidade sonora mínima em determinadas frequências. Uma dessas frequências, em kHz, é: Dado: velocidade do som, vₛ=340 m/s.

Duas pequenas esferas (seus diâmetros são desprezíveis) não condutoras, carregadas positivamente com cargas q₁ e q₂, encontram-se em equilíbrio eletrostático penduradas por fios isolantes de massa desprezível e comprimento ℓ=1,0 m cada, fixos no mesmo ponto do teto. Considerando que o módulo da força eletrostática que atua sobre cada esfera é igual ao seu peso, a distância, em metros, entre os centros das esferas, é:

Dois raios de luz, separados entre si de 5,0 centímetros, incidem paralelamente ao eixo principal de uma lente delgada A. Os raios emergentes incidem sobre a lente delgada B, saindo paralelos e separados entre si de 20 centímetros. Considerando que a distância focal da lente A é igual a 2,0 centímetros, a distância d, em centímetros, entre as lentes, é:

Um atleta parado em um cruzamento ouve o som, de frequência igual a 650 Hz, proveniente da sirene de uma ambulância que se aproxima. Imediatamente após a passagem da ambulância pelo cruzamento, o atleta ouve o som da mesma sirene na frequência de 550 Hz. Considerando o ar sem vento e todos os movimentos na mesma direção, a velocidade da ambulância, em km/h, é: Dado: velocidade do som no ar=340 m/s.

Duas cargas elétricas puntiformes, de valores +3q (positiva) e −5q (negativa) estão separadas por uma distância linear de 120 cm. Considere o potencial elétrico nulo no infinito das cargas isoladas. Nessas condições, um ponto A, pertencente ao segmento de reta que une as cargas, terá potencial elétrico nulo se sua distância, em cm, à carga positiva +3q for de:

Considere os espelhos planos E₁ (ao longo do eixo x), E₂ (ao longo do eixo y) e a haste uniforme de 0,40 metros paralela ao eixo x, extremidade a figura. Se a haste girar 45° no sentido anti-horário, as coordenadas (x;y) das imagens do centro de massa da haste serão: Dado: sen45°=cos45°=0,7.

Uma pequena esfera de massa $m=2{,}0\cdot10^{-6}\ \mathrm{kg}$ e carga elétrica positiva $q=+0{,}30\ \mathrm{C}$ gira, no sentido anti-horário (vista superior), ao redor de uma haste condutora vertical. A esfera e o pequeno anel em contato com a haste são interligados por um fio isolante e inextensível, de massa desprezível e comprimento $L=2\sqrt3\ \mathrm{m}$. O ângulo entre a haste e o fio é θ=30° e pela haste sobe uma corrente elétrica I=100 A. A velocidade escalar da esfera, em m/s, é:

Um pequeno bloco de massa m=40,0 g e carga elétrica positiva q=2,00 μC é colocado sobre um plano inclinado de 45° em relação à horizontal. Sabendo que o coeficiente de atrito estático é μₑ=1/3, o módulo do campo elétrico horizontal mínimo, em kN/C, atuando sobre o bloco, de forma a mantê-lo em equilíbrio estático, é: Dado: g=10,0 m/s².

A haste AB de cobre mede 3,0 metros e move-se, com velocidade constante igual a 8,0 m/s, numa região de campo magnético uniforme de módulo 1,5 tesla. A direção do campo é perpendicular ao plano da página e o seu sentido é voltado para dentro desta. A diferença de potencial, em volts, entre as extremidades A e B da haste, é:

Em certo processo termodinâmico, 500 g de água são aquecidos de 20,0°C a 80,0°C e, ao mesmo tempo, é realizado um trabalho de $3{,}20\cdot10^5\ \mathrm{J}$ sobre o sistema. A variação de energia interna, em kJ, é: Dado: calor específico da água=4,20 kJ/(kg °C).

Na figura, temos um bloco de massa m=30,0 kg preso a uma mola de constante elástica k=200 N/m e comprimento natural L=3,00 metros, a qual tem seu outro extremo fixo no ponto O. O bloco é abandonado no ponto A com velocidade nula e desliza sem atrito sobre a pista de descida AB, a qual se encontra no plano vertical que contém o ponto O. A velocidade do bloco, em m/s, ao atingir B, aproximadamente, é: Dado: g=10,0 m/s².

Devido à resistência do ar, após algum tempo descendo sem pedalar um longo plano inclinado de 30°, o ciclista da figura atingiu uma velocidade escalar máxima constante v, com as rodas de raio igual a 25,0 cm girando, sem deslizar, com frequência angular de 10 rad/s. Nessa velocidade, considerando a altura inicial h igual a 75,0 m, a roda dianteira tocará o plano horizontal num intervalo de tempo, em segundos, igual a:

Um barco atravessa um rio de margens paralelas e largura de 4,0 km. Devido à correnteza, as componentes da velocidade do barco são vₓ=0,50 km/h e vᵧ=2,0 km/h. Considerando que, em t=0, o barco parte da origem do sistema cartesiano xy, as coordenadas da posição, em quilômetros, e o instante, em horas, de chegada à outra margem são:

No interior de um calorímetro, totalmente preenchido por 0,40 kg de certa substância, há um termômetro e um resistor elétrico, todos inicialmente em equilíbrio térmico, na temperatura de 40°C. No instante t=0, o resistor foi conectado a uma bateria, passando a dissipar 80 watts. A leitura do termômetro permitiu a construção do gráfico da temperatura T da substância em função do tempo t. Considerando que toda a energia dissipada pelo resistor é absorvida pela substância, o calor específico da substância, em J/(g °C), é igual a:

Na figura, temos a representação de uma prensa hidráulica em equilíbrio, com seus êmbolos nivelados. A carga P tem peso de módulo 220 newtons e está apoiada sobre um êmbolo de área igual a 100 cm². A carga Q está apoiada sobre um outro êmbolo cuja área é 50,0 cm². Sendo g=10,0 m/s², a massa, em gramas, da carga Q, é:

Um fio de nylon de comprimento L=2,00 m sustenta verticalmente uma bola de metal que tem densidade absoluta $4{,}00\cdot10^3\ \mathrm{kg/m^3}$. A frequência fundamental das ondas estacionárias que se formam no fio é 300 Hz. Se a bola for totalmente imersa em água, a nova frequência fundamental, em hertz, é: Dado: massa específica da água=$1{,}00\cdot10^3\ \mathrm{kg/m^3}$.

Um iceberg com densidade uniforme tem sua seção reta na forma de um triângulo isósceles, sendo a base maior (lado flutuante) paralela à superfície da água do mar, e medindo o dobro da altura H. Considerando a massa específica do gelo igual a 90% da massa específica da água do mar, a razão h/H é:

Uma bola, de massa 0,20 kg e velocidade v de módulo igual a 5,0 m/s, é atingida por um taco e sofre um desvio de 90° em sua trajetória. O módulo de sua velocidade não se altera. Sabendo que a colisão ocorre num intervalo de tempo de 20 milissegundos, o módulo, em newtons, da força média entre o taco e a bola, é: