EN 2023

Analise a figura abaixo.

A Figura mostra uma pequena bola de massa m imediatamente antes e imediatamente depois de colidir elasticamente com uma cunha de massa $M = (4/3)m$ e ângulo $\theta = 45^\circ$ que por sua vez encontra-se inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal sem atrito. Imediatamente antes da colisão a bola tem uma velocidade horizontal de módulo $v_0$. Sabendo-se que, imediatamente depois da colisão, a bola se move para cima na vertical com velocidade de módulo $v_1$ enquanto que a cunha adquire uma velocidade horizontal, qual a razão $v_1/v_0$?

Observe a figura abaixo.

Numa experiência de interferência de Young as fendas, estreitas e paralelas, $F_1$ e $F_2$ são iluminadas com luz monocromática de frequência f em um meio em que a velocidade da luz é c. Obtém-se no anteparo distante um sistema de franjas, em que o máximo central, localizado em o, está separado do segundo mínimo seguinte, da distância y. Sendo d a distância entre as fendas e L a distância entre as fendas e o anteparo (com $d/L \cong 0$) a razão $y/L$ é dada por:

Um projétil de peso P é lançado a partir de uma superfície horizontal plana. Considere que durante todo o voo do projétil sopra um vento contrário, na horizontal, aplicando ao projétil uma força horizontal constante de módulo P/4. Sabendo-se que não há interferência do vento na direção vertical, de que ângulo com a superfície horizontal o projétil deve ser lançado de modo que a altura máxima alcançada pelo projétil seja igual ao seu alcance ao retornar ao solo?

Observe a figura abaixo.

Uma barra cilíndrica de 1,0 m de comprimento e base de área $5,0\,\text{cm}^2$ está envolta por um isolante térmico e possui uma de suas extremidades mantida em contato térmico com uma câmara de vapor de água em ebulição. A outra extremidade da barra está imersa em uma cuba que contém uma mistura bifásica de água e gelo em equilíbrio térmico. Sabe-se que o coeficiente de condutividade térmica do cilindro é $0,50\,\text{cal/(s}\cdot\text{cm}\cdot^\circ\text{C)}$ e o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g. Determine a massa de gelo que se funde em 144 segundos e a temperatura da barra cilíndrica a uma distância situada a 80 cm da extremidade mais fria e assinale a opção correta.

Dado: A pressão atmosférica é a do nível do mar.

Uma máquina térmica recebe calor de uma fonte quente com temperatura de $927^\circ\text{C}$ e dissipa o calor para uma fonte fria a $27^\circ\text{C}$. Sabendo que a taxa de calor recebido é de 100 kJ/s e que o seu máximo rendimento é 2,5 vezes maior que o rendimento real, a potência útil, em kW, que essa máquina poderá produzir será de:

A companhia de água e esgoto de uma cidade instalou 70 km de tubulação para abastecimento de um novo bairro com capacidade de conduzir $1,20\,\text{m}^3/\text{s}$ de água. Admita que no ponto de captação de água a área da seção transversal da tubulação seja de $0,600\,\text{m}^2$ e possua uma pressão igual a 400 kPa. A diferença entre o nível do ponto de captação e o ponto de abastecimento de água é de 40,0 m de altura. Sabendo que a área da seção transversal da tubulação no ponto de abastecimento é de $0,150\,\text{m}^2$ determine a pressão da água na tubulação no ponto de abastecimento e assinale a opção correta.

Dados: $g = 10\,\text{m/s}^2$; $\rho_{agua} = 1.000\,\text{kg/m}^3$. O escoamento é laminar, em regime estacionário e pode-se desprezar a viscosidade da água.

Observe a figura abaixo.

A figura acima representa um conjunto de dois pistões de diâmetros $D_1$ e $D_2$ em equilíbrio no interior de dois cilindros fechados. Considerando que a pressão na câmara 2 é $P_2$ e é duas vezes maior que a pressão $P_3$ na câmara 3, qual a pressão na câmara 1?

Observe a figura abaixo.

Uma pequena pedra é lançada verticalmente para baixo, de cima de uma passarela de altura $H = 8,75$ m, a uma velocidade de 15,0 m/s, para atingir um automóvel de comprimento $L = 3,5$ m, que trafega em uma rodovia plana se aproximando da passarela. No instante em que a pedra é lançada, o automóvel está com uma velocidade de 12,0 m/s e aceleração constante de $4,0\,\text{m/s}^2$. Sabendo que a pedra atingiu a rodovia imediatamente após a traseira do automóvel ter passado pelo ponto de colisão entre a pedra e a rodovia, qual a distância D em que o automóvel se encontra da passarela no instante do lançamento?

Dado: $g = 10\,\text{m/s}^2$.

Observe a figura abaixo.

Um objeto de massa M de dimensões desprezíveis é preso ao topo de uma mola ideal vertical que está fixada ao chão. O comprimento inicial da mola sem o objeto é $L_M$. Quando o objeto estiver em equilíbrio, o comprimento da mola é $L_E$. Em um determinado instante, quando o objeto está repousando em sua posição de equilíbrio, ele recebe um golpe forte para baixo com um martelo de forma que sua velocidade inicial seja v. Sendo g a aceleração da gravidade, determine a altura máxima acima do chão que o objeto poderá alcançar e assinale a opção correta.

Observe as figuras abaixo.

A Figura 1 mostra um fio condutor de densidade volumétrica $\rho$ e seção reta A, dobrado na forma de U com os três lados iguais, inicialmente dispostos no plano yz. O fio pode girar em torno de um eixo horizontal fixo e está imerso em um campo magnético uniforme vertical B dirigido para cima. Quando pelo condutor passa uma corrente elétrica, o condutor se desloca e, após estabelecido o equilíbrio, passa a fazer um ângulo $\theta$ com a vertical, conforme ilustrado na Figura 2. Sendo g a aceleração da gravidade, a intensidade da corrente elétrica é dada por:

Analise a figura abaixo.

A figura acima mostra um pêndulo cônico na região entre duas placas planas e paralelas, uniformemente carregadas. O pêndulo consiste em um pequeno objeto de massa $m = 1\cdot 10^{-4}$ kg carregado eletricamente, com uma carga $q = +4\cdot 10^{-6}$ C, preso à extremidade inferior de um fio fino isolante, de comprimento $L = 2\cdot 10^{-1}$ m, movendo-se em uma circunferência horizontal com velocidade constante. Sendo $\theta = 30^\circ$ o ângulo de inclinação do fio com a direção vertical e $5\cdot 10^2$ N/C o campo elétrico uniforme estabelecido entre as placas, qual a energia cinética do pêndulo, em joules?

Dado: $g = 10\,\text{m/s}^2$.

Duas partículas A e B de massas m e 2m, respectivamente, são liberadas a partir do repouso a uma distância d uma da outra. Em seguida as partículas se moverão exclusivamente sob efeito da atração gravitacional mútua. Sendo G a constante gravitacional, quando a distância entre as partículas se reduzir a d/2, o módulo da velocidade de A será dado por:

Analise a figura abaixo.

No circuito elétrico ilustrado na figura acima estão representados um gerador de força eletromotriz $\epsilon = 4,0$ V e resistência interna $r = 1,0\,\Omega$, cinco resistores de resistência $R = 2,0\,\Omega$ e um amperímetro ideal A. Sabendo-se que os fios de ligação têm resistências desprezíveis, qual o valor da intensidade da corrente elétrica, em ampères, medida pelo amperímetro?

Observe a figura abaixo.

A figura acima mostra uma barra composta por dois materiais metálicos distintos 1 e 2, cujos comprimentos, a uma temperatura $T_0$, são $L_1$ e $L_2$, com $L_1 = 1,5 L_2$. A barra encontra-se apoiada sobre dois cilindros presos a uma haste vertical, que podem girar, sem atrito, em torno de seus respectivos eixos. A barra toca os cilindros em suas extremidades nos pontos P e Q e é aquecida a uma determinada temperatura $T_F$. À medida que ocorre a dilatação térmica linear da barra, os cilindros A, de raio $R_A$, e B, de raio $R_B$ com $R_A = 1,2 R_B$, giram em torno de seus respectivos eixos $45^\circ$ e $60^\circ$ respectivamente, a partir de seus pontos de contato com a barra. Sabendo que a barra não desliza sobre os cilindros e que $\alpha_1$ e $\alpha_2$ são os coeficientes de dilatação térmica lineares, respectivamente, dos materiais 1 e 2, qual a razão $\alpha_1 / \alpha_2$?

Observe a figura abaixo.

Na figura acima, os corpos 1 e 2 encontram-se em equilíbrio e estão suspensos por um conjunto de cinco fios ideais A, B, C, D e E. Se a massa do corpo 1 é 20 kg, a massa do corpo 2, em kg, deve ser igual a:

Com intuito de melhorar o conforto acústico dos militares embarcados nos navios da Marinha, instalou-se um decibelímetro na Praça de Máquinas de um navio patrulha fluvial que opera na região amazônica e verificou-se que o nível de intensidade sonora registrado foi de 80 dB (som 1). O comandante do navio instalou um dispositivo acústico que reduziu esse nível para 60 dB (som 2). Sendo $I_1$ e $I_2$ as intensidades sonoras, respectivamente, dos sons 1 e 2, determine a razão $I_1/I_2$ e assinale a opção correta.

Observe a figura abaixo.

A figura acima apresenta a montagem de um sistema formado por dois trilhos fixos condutores, paralelos entre si, ligados a uma fonte de fem com resistência interna $r = 1,0\,\Omega$. Sobre os trilhos encontra-se apoiada uma haste metálica AB, de comprimento $d = 1,0$ m que pode se deslocar horizontalmente. Não há atrito entre os trilhos e a haste. O sistema encontra-se dentro de um campo de indução magnética $B = 0,50$ T, uniforme, dirigido para baixo, perpendicularmente ao plano do sistema. A haste e os trilhos possuem resistências desprezíveis e a haste é ligada a um bloco de peso $P = 30$ N por meio de um fio ideal, preso ao centro da haste e passando por uma polia ideal fixa. Para que o bloco seja erguido com uma velocidade constante $v = 10$ m/s, qual deve ser o módulo da fem da fonte, em volts?

Observe a figura abaixo.

O diagrama P x V da figura acima representa as quatro transformações termodinâmicas, AB, BC, CD e DA, de um sistema de uma determinada massa de gás ideal. Considere as afirmativas abaixo referentes ao comportamento termodinâmico para esse sistema.
I- No processo de transformação AB, o calor que o sistema absorveu foi menor do que o trabalho que ele realizou.
II- A energia interna do sistema no estado C é menor do que no estado A.
III- O sistema absorve calor do meio ambiente na transformação AB.
IV- Na transformação BC não há variação da energia interna do sistema.
V- Na transformação CD a energia interna do sistema diminui e não há realização de trabalho.
Assinale a opção que apresenta as afirmativas corretas.

Observe a figura abaixo.

O bloco 1 de massa 20kg desliza ao longo de um plano horizontal que possui coeficiente de atrito cinético $\mu = 0,40$. Esse bloco está conectado, por um fio ideal ao bloco 2 de massa 5,0kg, como mostrado na figura acima. Em um mesmo intervalo de tempo, o bloco 2 percorre uma distância duas vezes maior que a distância percorrida pelo bloco 1. Sabendo que as polias são ideais, determine as acelerações do bloco 1 e do bloco 2, respectivamente, em $\text{m/s}^2$ e assinale a opção correta.

Dado: $g = 10\,\text{m/s}^2$.

Analise a figura abaixo.

No circuito elétrico mostrado no esquema da figura acima, um gerador de fem $\mathcal{E}$ e resistência interna r é ligado a um resistor e a dois capacitores planos idênticos e perpendiculares entre si, $C_1$ e $C_2$, operando em regime permanente. A distância entre as placas dos capacitores é d e o comprimento das placas, L. Um elétron de massa m e carga e penetra horizontalmente na região entre as placas do capacitor $C_1$ próximo à placa superior, com velocidade $v_0$ constante paralela às placas. Sabendo que o elétron atravessa as regiões entre as placas dos capacitores e sai de $C_2$ próximo à placa da esquerda, com uma velocidade vertical paralela às placas de $C_2$ qual expressão permite calcular a resistência do resistor? Despreze os efeitos gravitacionais, bem como as variações do campo elétrico nas bordas dos capacitores.

Uma corda de violão de comprimento L e densidade linear $\mu$ é colocada próxima a um alto-falante alimentado por um oscilador de frequência variável. Observa-se que, quando a frequência do oscilador varia continuamente em uma certa faixa de frequências, a corda do violão só oscila apreciavelmente em duas determinadas frequências, $f_1$ e $f_2$. Sabendo-se que $f_2$ é maior do que $f_1$, a tração a que a corda está submetida é dada pela expressão:

Analise a figura abaixo.

Na figura acima, o bloco A, de massa m, repousa sobre um piso horizontal sem atrito, enquanto que o bloco B, de massa m/4, repousa sobre o bloco A. O coeficiente de atrito estático entre os blocos é $\mu$. Sendo g a aceleração da gravidade, qual o módulo da maior força horizontal F que deve ser aplicada ao bloco B sem que os blocos deixem de se mover juntos?