Unimontes 2010.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Um automóvel A parte a 40 km/h, na faixa da direita, numa via de mão única. Um automóvel B, 100 m atrás de A, parte no mesmo instante, a 60 km/h, na faixa da esquerda. O tempo, em segundos, necessário para que os veículos fiquem lado a lado é

Na figura, estão representadas duas polias, A e B, com raios $R_A<R_B$, acopladas por um eixo. É CORRETO afirmar:

Um operário usa um sistema de roldanas para elevar um objeto de peso $\vec P$ a uma altura H em relação ao solo (veja a figura). Para tanto, ele exerce uma força $\vec F$ puxando a corda do sistema de roldanas. O comprimento de corda que o operário puxa para erguer o objeto é

Frequentemente, assistimos a comentários sobre consequências devastadoras do aquecimento global, que já estariam sendo percebidas em nosso planeta. Uma delas seria o risco da subida do nível dos oceanos por causa do derretimento das geleiras. Consideremos o seguinte experimento, ilustrado na figura: um cubo de gelo (densidade $d_g=0{,}89\ \mathrm{g/cm^3}$) de volume $V_g=L^3$ é colocado dentro de um copo d’água (densidade $d_a=1{,}0\ \mathrm{g/cm^3}$), e o nível $H_1$ da água é medido. Depois que o gelo derrete, mede-se o nível $H_2$ da água. Ao se fazer a comparação dos níveis, é CORRETO afirmar que

Fonte: HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentals of Physics-Extended, 7th Ed., New York: John Wiley & Sons, 2005, p. 467.

Um quarto de dimensões $3\mathrm{m}\times4\mathrm{m}\times3\mathrm{m}$ está preenchido com ar a uma pressão de $1\ \mathrm{atm}\approx1{,}0\times10^5\ \mathrm{Pa}$ e à temperatura de $16\ {}^\circ\mathrm{C}$. Considere a massa molar equivalente do ar igual a $28{,}9\ \mathrm{g/mol}$. A massa de ar no quarto é igual a, aproximadamente,

Dado: $R=8{,}31\ (\mathrm{J/mol}\cdot\mathrm{K})$.

Um estudante enche rapidamente o pneu de sua bicicleta. O processo pode ser considerado adiabático, ou seja, não há troca de calor entre o sistema (ar dentro do pneu) e o meio externo. A respeito do trabalho, W, realizado no processo e da variação da energia interna do sistema, ∆U, é CORRETO afirmar que

Um feixe de luz monocromática, propagando-se na água (índice de refração igual a 4/3), incide na interface da água com o ar (índice de refração igual a 1), num ângulo limite L, sendo totalmente refletido. O valor do cosseno desse ângulo L é igual a

Em um dado flash de relâmpago, a diferença de potencial entre a nuvem e o solo é $1{,}0\times10^9\ \mathrm{V}$, e a quantidade de carga transferida é de $31{,}25\ \mathrm{C}$. Se toda a variação de energia potencial elétrica da carga transferida fosse usada para acelerar uma caminhonete de $1600\ \mathrm{kg}$, a partir do repouso, a velocidade final do veículo, em m/s, seria igual a

Duas cargas negativas q estão localizadas nos vértices inferiores de um triângulo equilátero de lado a (veja a figura), e uma terceira carga Q está localizada no vértice superior. O campo elétrico é nulo no centro C do triângulo. O valor da carga Q, em termos de q, é

A intensidade do campo magnético a $20\ \mathrm{cm}$ de um fio retilíneo e muito longo, conduzindo uma corrente de $20\ \mathrm{A}$, é igual a $2\times10^{-5}\ \mathrm{T}$. Se a corrente for duplicada, o valor do campo magnético a $10\ \mathrm{cm}$ do fio será

A estrutura e a evolução do universo é objeto de estudo da Cosmologia (cosmos = universo + logos = estudo). Desde os tempos da antiga Grécia, esse tema era uma preocupação dos filósofos, situando-se em posição de destaque dentro do campo da chamada Filosofia Natural. Entretanto, nos últimos três séculos, a Cosmologia vinha se apresentando como um ramo de pouca importância da teoria da gravitação, com objetivos meramente especulativos. No século passado, duas grandes descobertas modificaram completamente essa situação. A primeira, ocorrida no final da década de 20, foi a constatação do astrônomo E. Hubble de que o universo está em expansão. Isso conduz à ideia de que o universo teve um começo e, portanto, ele tem uma idade finita. Daí surgiram as teorias sobre a origem do universo, assunto que, de maneira geral, era tratado em âmbito religioso. Entre as teorias, a mais aceita é aquela que atribui esse início a uma grande explosão, conhecida como “big-bang”. A segunda descoberta mencionada ocorreu em 1965, quando dois cientistas, Robert Wilson e Arno Penzias, verificaram a existência de uma radiação cósmica, que parece circundar o universo desde sua criação e que se acredita tenha sido originada por ocasião do “big-bang”. O fato de essa radiação ser considerada um “eco” que vem sendo transmitido há cerca de vinte bilhões de anos (idade do universo) é aceito como uma evidência de que o “big-bang” realmente ocorreu. (Trecho retirado de MÁXIMO, Antônio; ALVARENGA, Beatriz. Curso de Física, vol. 3. São Paulo: Editora Scipione, 2000, p. 374.) O texto faz referência a duas grandes descobertas científicas que ocorreram no século XX e que trouxeram um grande impulso aos estudos da Cosmologia. A segunda descoberta, que ocorreu em 1965, foi a de uma radiação que parece circundar o universo. Essa radiação é constituída de micro-ondas e há uma hipótese de que seriam radiações térmicas que teriam se originado no “big-bang”. No texto, é dito que a radiação pode ser considerada um “eco” que vem sendo transmitido há cerca de vinte bilhões de anos. Marque a alternativa que apresenta um argumento CORRETO, do ponto de vista da Física, que poderia explicar o uso da palavra eco entre aspas.

Um objeto move-se com velocidade de módulo constante. A respeito da aceleração desse objeto, é CORRETO afirmar que

Uma pessoa, ao andar ou correr, empurra, com os pés, o chão para trás. Existe uma força exercida pelo chão empurrando-a para a frente. Essa força é

Uma bola de massa $m=0{,}20\mathrm{kg}$ é lançada horizontalmente com velocidade de módulo $V_0=10\mathrm{m/s}$, como mostra a figura. O módulo do impulso causado pela força peso, no intervalo de 0 a 2 s, e o da quantidade de movimento da bola em $t=2\mathrm{s}$ valem, respectivamente,

Dado: $g=10\mathrm{m/s^2}$

Uma criança carrega um balão que flutua amarrado a uma das extremidades de um barbante. Ela se descuida por um instante, solta a extremidade do barbante que prendia com a mão, e o balão escapa. A criança observa o balão subir, afastando-se dela cada vez mais, até perdê-lo de vista. Sobre o fato de o balão subir, é CORRETO afirmar que

Uma onda sonora de frequência f desloca-se através do ar, com velocidade de 340 m/s, em direção à água. Considerando que f permanecerá constante, podemos afirmar corretamente que

Dois raios de luz monocromática, $R_1$ e $R_2$, possuem comprimentos de onda $\lambda_1$ e $\lambda_2$, respectivamente, com $\lambda_1>\lambda_2$. Eles se propagam em um meio, cujo índice de refração é $n_A$, passando através de um prisma regular, cujo índice de refração é $n_B$, sendo $n_B>n_A$. É CORRETO afirmar que

Para se erguer um carro num elevador hidráulico de uma oficina autorizada, utiliza-se ar comprimido para que seja exercida uma força de módulo $F_1$ sobre um pequeno pistão circular de raio 5,00 cm e área $A_1$. A pressão exercida sobre esse pistão é transmitida por um líquido para outro pistão circular de raio 15,0 cm e área $A_2$. A pressão que o ar comprimido exerce sobre o primeiro pistão é $2\ \mathrm{atm}\approx2\times10^5\ \mathrm{Pa}$. O peso do carro, em Newtons, é

Fonte: HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentals of Physics-Extended, 7th Ed., New York: John Wiley & Sons, 2005, pág. 463.

INSTRUÇÃO: O texto e as informações abaixo se referem às questões 34 e 35.

Uma pequena esfera de massa m, eletrizada com carga positiva q, está apoiada num plano AB, isolante, inclinado com um ângulo de 30° com a horizontal. A esfera é mantida em equilíbrio por um campo elétrico uniforme, na direção horizontal (veja figura abaixo). Despreze qualquer força de atrito.

Dados: $\sin30^\circ=\cos60^\circ=\dfrac12$; $\cos30^\circ=\sin60^\circ=\dfrac{\sqrt3}{2}$; $\overline{AB}=L$.

A intensidade do campo elétrico (em termos de m, g e q) que mantém a esfera em equilíbrio, na posição acima, é

INSTRUÇÃO: O texto e as informações abaixo se referem às questões 34 e 35.

Uma pequena esfera de massa m, eletrizada com carga positiva q, está apoiada num plano AB, isolante, inclinado com um ângulo de 30° com a horizontal. A esfera é mantida em equilíbrio por um campo elétrico uniforme, na direção horizontal (veja figura abaixo). Despreze qualquer força de atrito.

Dados: $\sin30^\circ=\cos60^\circ=\dfrac12$; $\cos30^\circ=\sin60^\circ=\dfrac{\sqrt3}{2}$; $\overline{AB}=L$.

A diferença de potencial elétrico entre os pontos A e B, em termos de m, g, L e q, é igual a

Uma espira retangular condutora, deslocando-se em movimento retilíneo uniforme, da esquerda para a direita, encontra uma região de campo magnético uniforme, perpendicular ao plano do papel, penetrando-o (veja a figura).

Considerando a figura e as tabelas, marque a alternativa que apresenta uma associação CORRETA entre as informações A, B e C, sobre a corrente elétrica induzida na espira, e as situações I, II e III, evidenciadas na figura.

Num experimento, é verificado que a diferença de energia entre níveis eletrônicos de um íon num cristal, $\Delta E$, e a frequência f da emissão da radiação luminosa característica são diretamente proporcionais, ou seja, $\Delta E=hf$. A constante de proporcionalidade h, conhecida como constante de Planck, em termos dimensionais, é equivalente a