UFMA 1999 · 1ª etapa — Questões de Física comentadas — Método TEF

A frequência emitida por uma corda de densidade linear $\mu$ e comprimento $\ell$, tracionada por uma força $F$, é dada por

$f=\dfrac{n}{2\ell}\sqrt{\dfrac{F}{\mu}}$

onde $n$ é um número inteiro ($1,2,3,\dots$). Para $n=1$, temos a frequência fundamental; para $n=2$, o segundo harmônico, e assim por diante. Esse é o princípio básico da geração do som em instrumentos de corda. O violão possui cordas com diferentes densidades, que podem ser tracionadas pelas cravelhas; os trastes servem para diminuir o tamanho das cordas, quando fixadas com os dedos; a caixa de ressonância tem por finalidade amplificar o som. Para um dado comprimento fixo, cordas com diferentes densidades podem emitir a mesma frequência fundamental, desde que:

Faz-se a seguinte experiência: incide-se luz natural em um polarizador linear; a seguir, faz-se com que a luz já polarizada incida em um polarizador linear rotacionado de $90^\circ$ com relação ao primeiro. Podemos afirmar que:

Um bombardeiro da OTAN lança uma bomba de fragmentação em Kosovo. A figura abaixo mostra como isso acontece, quando visto de um referencial na Terra. Vinte metros antes de atingir o solo, no ponto A, a bomba divide-se em duas. Antes da divisão, a quantidade de movimento da bomba é $\vec P$.

Assinale a alternativa que melhor representa a quantidade de movimento de cada um dos fragmentos, $\vec P_1$ e $\vec P_2$, após a explosão.

e) Todas as alternativas são possíveis.

Uma panela de pressão fechada, contendo água e feijão, é levada ao fogo. Com o passar do tempo, observa-se que o pino da válvula central, localizada na parte superior da tampa, desloca-se liberando pequenas quantidades de vapor. De acordo com o exposto acima, pode-se afirmar que:

I. Os vapores formados dentro da panela, impedidos de escapar, aumentam a pressão interna da panela a valores superiores aos da pressão atmosférica.

II. Durante a ebulição da água, a pressão interna da panela se mantém constante devido à dilatação da panela.

III. Com a pressão interna maior que a pressão atmosférica, a água entrará em ebulição a uma temperatura superior a $100\,{}^\circ\mathrm{C}$ e o feijão cozinhará mais rapidamente.

IV. Durante a ebulição, a pressão do vapor desloca o pino da válvula central, por onde saem pequenas quantidades de vapor. Com isso, a pressão do vapor é estabilizada e a temperatura dentro da panela permanece constante.

V. Como o sistema é adiabático, o feijão cozinhará mais rapidamente.

Quais das afirmações acima são verdadeiras?

A fibra óptica, cujas aplicações tecnológicas vão da comunicação à medicina, consiste de um fio com núcleo geralmente de quartzo transparente envolvido por duas camadas: a primeira de vidro e a segunda de plástico que dá resistência mecânica e protege o conjunto. (Figura 1)

A luz que entra por uma das extremidades da fibra passa por uma série de reflexões totais, na interface entre o núcleo e a primeira camada, sem transpor sua superfície lateral, emergindo na outra extremidade. (Figura 2)

A condição ideal entre os índices de refração do núcleo, $n_1$, e da primeira camada da fibra, $n_2$, bem como entre o ângulo de incidência da luz, $\hat\imath$, e o ângulo limite, $\hat\ell$, para que ocorram as sucessivas reflexões totais da luz dentro da fibra, é: