UFC 2002 · 1ª Etapa — Questões de Física comentadas — Método TEF

Na figura ao lado, um observador está inicialmente na posição A, em frente a um espelho plano. Entre A e o espelho está situado o objeto O. O observador em A vê a imagem virtual de O, localizada no ponto I. Onde estará a imagem de O, caso o observador se desloque até a posição B?

O gráfico mostra como varia a potência elétrica fornecida a uma pequena cidade durante o intervalo de tempo que vai de 12 horas (meio-dia) até 20 horas (8 horas da noite). Sejam: $E_1$ a energia elétrica fornecida entre 12 horas e 17 horas, e $E_2$ a energia elétrica fornecida entre 17 horas e 20 horas. A razão $E_1/E_2$ é:

A figura ao lado representa o processo de descarga de um capacitor como função do tempo. No tempo $t=0$, a diferença de potencial entre as placas do capacitor era $V_0=12$ volts. No instante de tempo $t_1$, assinalado no gráfico, a diferença de potencial, em volts, entre as placas do capacitor é:

De acordo com a teoria da relatividade, de Einstein, a energia total de uma partícula satisfaz a equação $E^2=p^2c^2+m_0^2c^4$, onde $p$ é a quantidade de movimento linear da partícula, $m_0$ é sua massa de repouso e $c$ é a velocidade da luz no vácuo. Ainda de acordo com Einstein, uma luz de freqüência $\nu$ pode ser tratada como sendo constituída de fótons, partículas com massa de repouso nula e com energia $E=h\nu$, onde $h$ é a constante de Planck. Com base nessas informações, você pode concluir que a quantidade de movimento linear $p$ de um fóton é:

No circuito abaixo, os três resistores são idênticos e cada um pode dissipar uma potência máxima de 32 W, sem haver superaquecimento. Nessa condição, qual a potência máxima, em watts, que o circuito poderá dissipar?

Um pássaro pousa em um dos fios de uma linha de transmissão de energia elétrica. O fio conduz uma corrente elétrica $i=1.000$ A e sua resistência, por unidade de comprimento, é de $5{,}0\times10^{-5}\ \Omega/\text{m}$. A distância que separa os pés do pássaro, ao longo do fio, é de $6{,}0$ cm. A diferença de potencial, em milivolts (mV), entre os seus pés é:

A figura ao lado mostra uma calha circular, de raio $R$, completamente lisa, em posição horizontal. Dentro dela há duas bolas, 1 e 2, idênticas e em repouso no ponto A. Ambas as bolas são disparadas, simultaneamente, desse ponto: a bola 1, para a direita, com velocidade $v_1=6\pi$ m/s e a bola 2, para a esquerda, com velocidade $v_2=2\pi$ m/s. As colisões entre as bolas são perfeitamente elásticas. Indique onde ocorrerá a quarta colisão entre as bolas, após o disparo delas.

O gráfico mostrado ao lado resultou de uma experiência na qual a superfície metálica de uma célula fotoelétrica foi iluminada, separadamente, por duas fontes de luz monocromática distintas, de freqüências $\nu_1=6{,}0\times10^{14}$ Hz e $\nu_2=7{,}5\times10^{14}$ Hz, respectivamente. As energias cinéticas máximas, $K_1=2{,}0$ eV e $K_2=3{,}0$ eV, dos elétrons arrancados do metal, pelos dois tipos de luz, estão indicadas no gráfico. A reta que passa pelos dois pontos experimentais do gráfico obedece à relação estabelecida por Einstein para o efeito fotoelétrico, ou seja, $K=h\nu-\varphi$, onde $h$ é a constante de Planck e $\varphi$ é a chamada função trabalho, característica de cada material. Baseando-se na relação de Einstein, o valor calculado de $\varphi$, em elétron-volts, é:

Três capacitores idênticos, quando devidamente associados, podem apresentar uma capacitância equivalente máxima de 18 µF. A menor capacitância equivalente que podemos obter com esses mesmos três capacitores é, em µF:

Uma fábrica de produtos metalúrgicos do Distrito Industrial de Fortaleza consome, por mês, cerca de $2{,}0\times10^{6}$ kWh de energia elétrica ($1\ \text{kWh}=3{,}6\times10^{6}$ J). Suponha que essa fábrica possui uma usina capaz de converter diretamente massa em energia elétrica, de acordo com a relação de Einstein, $E=m_0c^2$. Nesse caso, a massa necessária para suprir a energia requerida pela fábrica, durante um mês, é, em gramas:

A figura ao lado mostra um ciclo de Carnot, representado no diagrama $p$–$V$. Se no trecho $b\to c$, desse ciclo, o sistema fornece 60 J de trabalho ao meio externo, então é verdade que, nesse trecho:

A figura (a), abaixo, mostra uma espira retangular de 20 cm por 30 cm, contendo um amperímetro ideal A e um resistor R, cuja resistência vale 3,0 Ω. Um campo magnético uniforme, cuja intensidade $B$ muda com o tempo, como mostrado na figura (b) abaixo, é aplicado perpendicularmente ao plano da espira durante 1,2 segundos. Os valores de corrente, em ampères, medidos pelo amperímetro, correspondentes aos intervalos de tempo I, II e III mostrados na figura (b) são, respectivamente:

Um feixe de luz de cor laranja, cujo comprimento de onda, no vácuo, é $\lambda=600$ nm ($1\ \text{nm}=1\times10^{-9}$ m), atravessa um bloco de cristal de espessura $L$. Essa luz demora apenas um tempo $\Delta t=2$ ns para atravessar o cristal e seu comprimento de onda ali fica reduzido a $\lambda_n=400$ nm. O índice de refração $n$ do cristal e sua espessura $L$ têm valores dados, respectivamente, por:

O nível sonoro, medido em unidades de decibéis (dB), de uma onda sonora de intensidade $I$ é definido como $\beta=10\log\left(\dfrac{I}{I_0}\right)$, onde $I_0=1{,}0\times10^{-12}\ \text{W/m}^2$ foi escolhida como uma intensidade de referência, correspondente a um nível sonoro igual a zero decibéis. Uma banda de rock pode conseguir, com seu equipamento de som, um nível sonoro $\beta=120$ dB, a uma distância de 40 m das caixas acústicas. A potência do som produzido na condição acima, por essa banda (aqui considerada uma fonte puntiforme e isotrópica) é, em watts, aproximadamente:

Uma bola de massa $m=500$ g é lançada do solo, com velocidade $v_0$ e ângulo de lançamento $\theta_0$, menor que $90^\circ$. Despreze qualquer movimento de rotação da bola e a influência do ar. O valor da aceleração da gravidade, no local, é $g=10\ \text{m/s}^2$. O gráfico ao lado mostra a energia cinética $K$ da bola como função do seu deslocamento horizontal, $x$. Analisando o gráfico, podemos concluir que a altura máxima atingida pela bola é: