Vestibular UFV 2007 — Física com resolução

Considere o circuito mostrado na figura abaixo:

Estando o capacitor inicialmente descarregado, o gráfico que representa a corrente i no circuito após o fechamento da chave S é:

A figura abaixo ilustra um ímã cilíndrico que é abandonado acima de uma espira condutora situada num plano horizontal, no campo gravitacional da Terra. Após abandonado, o ímã cai verticalmente passando pelo centro da espira.

Desprezando-se a resistência do ar, é CORRETO afirmar que as forças que a bobina exerce no ímã quando este está se aproximando e, depois, se afastando da mesma são, respectivamente:

As figuras abaixo representam diferentes arranjos de transformadores num sistema de transmissão de energia elétrica. N_A, N_B, N_C e N_D representam o número de voltas dos enrolamentos nos transformadores. Supondo que N_A < N_B e que N_C > N_D, o arranjo CORRETO de transformadores para a transmissão de energia elétrica desde a usina até a casa, por uma rede muito longa, é:

Um bloco de massa M é abandonado a partir do repouso de uma altura H e desliza em uma rampa, conforme mostrado na figura abaixo. Ao final da rampa, quando tem uma velocidade de módulo v, o bloco colide com uma mola de massa desprezível presa a uma parede.

Desprezando-se todos os atritos e sendo g o módulo da aceleração gravitacional, o trabalho realizado pela mola sobre o bloco desde o instante em que este começa a comprimi-la até sua compressão máxima é:

Para se produzir um padrão estável de interferência utilizando-se duas fontes luminosas monocromáticas, essas fontes devem necessariamente, na emissão:

Uma bola de massa M colide com uma outra, de massa 4M, inicialmente em repouso. Se, após a colisão, as bolas passam a se mover juntas, a razão entre a energia cinética do conjunto de bolas, imediatamente antes e imediatamente depois da colisão, é:

Um projétil é lançado horizontalmente de uma altura de 20 m, com uma velocidade inicial de módulo igual a 15 m/s. Desprezando-se a resistência do ar e considerando o módulo da aceleração gravitacional como 10 m/s², é CORRETO afirmar que o projétil atingirá o solo após ter percorrido uma distância horizontal igual a:

Um automóvel encontra-se em repouso no interior de um estacionamento, a 20 m de um portão eletrônico inicialmente fechado. O motorista aciona, então, o controle remoto do portão, que passa a girar em torno de seu eixo fixo à velocidade constante de π/40 rad/s. Simultaneamente, o veículo começa a mover-se retilineamente em direção ao portão, com aceleração constante. A aceleração que o motorista deve imprimir ao veículo para que atinja a saída do estacionamento no exato instante em que o portão acaba de descrever um ângulo de π/2 rad, abrindo-se totalmente, tem módulo de:

No interior de um calorímetro de capacidade térmica desprezível, são misturados 120 g de gelo a −15 °C e 5 g de água líquida a 20 °C. O calorímetro é mantido hermeticamente fechado, à pressão interna de 1,0 atm, condição em que o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g, os calores específicos do gelo e da água líquida são, respectivamente, 0,5 cal/(g °C) e 1,0 cal/(g °C), e a temperatura de fusão do gelo é 0 °C. É CORRETO concluir, então, que, na situação de equilíbrio térmico, haverá no interior do calorímetro:

Uma partícula de massa m e diâmetro muito pequeno encontra-se numa mesa horizontal sem atrito, presa a uma extremidade de uma mola de constante elástica k. A outra extremidade da mola encontra-se presa ao eixo de um motor, inicialmente desligado. A mola tem comprimento L, quando não está nem comprimida nem distendida. Ao ligar-se o motor, a partícula passa a descrever um movimento circular uniforme sobre a mesa, durante o qual a mola mantém um comprimento 3L. A freqüência f do movimento da partícula é:

As figuras abaixo ilustram duas situações de equilíbrio de um gás X. A situação da direita foi obtida introduzindo-se gás Y no reservatório onde inicialmente havia vácuo. A pressão do gás X na situação da esquerda é de 1,2 atm.

A diferença de pressão dos gases X e Y na situação ilustrada à direita é:

No circuito abaixo, uma fonte de resistência interna desprezível é ligada a um resistor R, cuja resistência pode ser variada por um cursor. A distância do ponto P ao ramo XY é muito pequena comparada às dimensões dos fios do circuito. No instante de tempo t = 0 a chave S é fechada, com o cursor mantido em uma determinada posição. Após algum tempo abre-se a chave S, que assim permanece por um certo período. Em seguida a chave S é novamente fechada, desta vez com o cursor em outra posição, correspondendo a um valor maior da resistência.

Supondo-se que as variações de corrente, provocadas pelas alterações na chave, são instantâneas, a alternativa que representa CORRETAMENTE a variação com o tempo do módulo do campo magnético B no ponto P é:

A figura abaixo ilustra uma situação de equilíbrio de um bloco, suspenso em um varal de fio de aço por intermédio de um gancho.

Deslocando-se o gancho para outra posição e configurando-se uma nova situação de equilíbrio, observa-se que as tensões nos dois ramos do fio se alteram. Quando se varia a posição do gancho, o módulo da resultante das tensões nos dois ramos do varal é:

Um gás ideal encontra-se inicialmente no estado termodinâmico i, quando $P_i$, $V_i$ e $U_i$ são, respectivamente, sua pressão, seu volume e sua energia interna. Como ilustrado abaixo, no gráfico pressão versus volume, o gás, a partir dessa situação inicial, expande-se isotermicamente triplicando seu volume e, a partir daí, expande-se isobaricamente até atingir o estado final f.

Sabendo-se que a energia interna de um gás ideal é proporcional à sua temperatura absoluta, a energia interna do gás no estado final f é:

Analisando o circuito ilustrado abaixo, é CORRETO afirmar que a diferença de potencial a que está submetido o resistor R₃ e a potência dissipada por esse elemento são, respectivamente: