Unimontes 2012.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Duas partículas A e B deslocam-se em linha reta, mas nada se sabe sobre a ordem dessas partículas. Ambas deslocam-se no mesmo sentido, com velocidades de módulos constantes VA= 2 m/s e VB = 1 m/s, respectivamente. No instante inicial, a distância entre as partículas é de 4 m. Conhecendo apenas essas informações sobre as partículas, o mínimo de tempo necessário para que a distância entre elas seja de 6 m, em segundos, será igual a

Uma esfera de raio R e densidade igual a 80% da densidade da água é colocada no fundo de um recipiente com água e, em seguida, abandonada. A altura da coluna de água é h. Considere que o módulo da aceleração da gravidade no local seja g e que a trajetória da partícula na subida seja perpendicular à superfície da água. Considere, ainda, que a densidade da água seja constante em qualquer ponto do percurso da esfera. O módulo da velocidade da esfera, quando seu centro estiver à distância h–R da superfície, será

Um cubo possui aresta de tamanho L e é feito de um metal cujo coeficiente de dilatação linear é α. Após ser submetido a uma variação de temperatura ∆T, a razão entre a sua variação de área e a sua variação de volume é igual a 4

A figura a seguir é um diagrama PV de um modelo idealizado dos processos termodinâmicos que ocorrem em um motor a gasolina. Esse modelo é chamado de Ciclo Otto. A mistura ar e gasolina passa pelas transformações indicadas no gráfico em que as curvas a-b e c-d são transformações adiabáticas. As temperaturas dos pontos a, b, c e d são 290 K, 350 K, 700 K e 500 K, respectivamente. A partir dessas informações, a eficiência desse ciclo é

Um bloco de massa m possui velocidade $v_0$ = 5,00 m/s quando está a 2,00 m da base de um plano inclinado (veja a figura). O coeficiente de atrito dinâmico é 0,125. Sobre o plano inclinado não existe atrito. O bloco segue em direção ao plano inclinado e inicia a subida. Em determinado instante, ele está a uma distância d da base do plano. Nesse momento, suas energias cinética e potencial gravitacional são iguais. Sabendo-se que a inclinação do plano inclinado é θ= 30°, o valor de d, em metros, é igual a

Dados: $g=10$ m/s²; $\sin30^\circ=1/2$, $\cos30^\circ=\sqrt3/2$.

A figura abaixo mostra um bloco de massa m = 10 kg, preso a dois cabos inextensíveis. A aceleração da gravidade no local tem módulo g = 10 m/s². O módulo da tração no cabo A é $T_A$ e no cabo B é $T_B$. Os valores de $T_A$ e $T_B$, em Newtons, para que o sistema permaneça em equilíbrio, são, respectivamente,

Dados: $\cos60^\circ=\sin30^\circ=1/2$; $\cos30^\circ=\sin60^\circ=\sqrt3/2$.

Numa corda de densidade $\mu$, fixa nas extremidades, propaga-se uma onda devido a uma perturbação periódica de frequência f. Quando a corda está sob uma tensão $T_1$, a velocidade da onda é $V_1$ e o comprimento de onda é $\lambda_1$ e, quando a tensão é $T_2$, a velocidade é $V_2$ e o comprimento de onda é $\lambda_2$. A razão entre $\lambda_2$ e $\lambda_1$ é

No circuito ilustrado na figura abaixo, $C_1$ = 4 µF, $C_2$ = 6 µF e $C_3$ = 5 µF e a ddp entre a e b é igual a 80 V. A respeito das cargas $q_1$, $q_2$ e $q_3$, armazenadas nos capacitores de capacitância $C_1$, $C_2$ e $C_3$, respectivamente, é CORRETO afirmar que

Observação: 1 µF = $1 × 10^{-6}$ F

Uma barra metálica move-se com velocidade constante de módulo 40 cm/s ao longo de dois trilhos metálicos paralelos, unidos por uma tira metálica numa das extremidades (veja a figura). Um campo magnético $\vec B$, de módulo B = 0,20 T, aponta para fora da página. A distância L dos trilhos é igual a 25,0 cm. Considerando que a resistência da barra vale 20,0 Ω e que a resistência dos trilhos é desprezível, a fem gerada e a corrente elétrica na barra valem, respectivamente,

Uma partícula cuja carga é q = 3 × 10⁻⁹ C move-se do ponto A ao ponto B, ao longo de uma linha reta. A distância entre A e B é d = 0,5 m. O campo elétrico é uniforme ao longo dessa linha, no sentido de A para B, com módulo E = 200 N/C. O trabalho realizado pelo campo e a diferença de potencial VA – VB são iguais a, respectivamente,

Em 1902, ao estudarem a radioatividade do tório, Ernest Rutherford e Frederick Soddy descobriram que a radioatividade está associada a profundas mudanças no interior do átomo, capazes de transformá-lo em outro elemento. Descobriram que o tório produz, continuamente, uma substância quimicamente diferente, que é intensamente radioativa. Se o elemento assim produzido é separado do tório, ele desaparece com o passar do tempo, considerando que, por sua vez, ele também se transforma num elemento diferente dos demais. Observando esse processo, Rutherford e Soddy formularam a lei do decaimento exponencial, estabelecendo que uma fração fixa do elemento radioativo decai a cada unidade de tempo. O descobrimento da radioatividade e da transmutação dos elementos obrigou os cientistas a modificarem radicalmente suas ideias sobre a estrutura atômica, pois ficou demonstrado que o átomo não é nem indivisível nem imutável. Ao invés de ser um simples receptáculo inerte contendo elétrons, verificou-se que o átomo pode mudar de forma e emitir quantidades prodigiosas de energia, em forma de radiação. Mais tarde, essas mesmas radiações serviram de instrumento para novas investigações no interior do átomo. Com base nas informações do texto acima, é CORRETO afirmar que as descobertas sobre a radioatividade demonstraram:

Um disco de raio R está fixado a um eixo de raio r (veja a figura). O disco gira com velocidade angular de módulo ω. A velocidade na periferia do eixo é v e, na periferia do disco, V. Sabendo-se que R = 4r, a razão entre v e V é

Na figura a seguir, uma barra homogênea, de peso $P_b$, está fixa no ponto $O$ e sustenta um bloco de peso $P_B$. Considerando que $L_1=3L_2$ e $P_b=\frac{P_B}{10}$, o valor da força $F$, que mantém a barra em equilíbrio e na horizontal, em função do peso $P_B$ do bloco, é

Um circuito é formado com 3 resistores de resistências $R_1=R$, $R_2=2R$ e $R_3=3R$. Sobre $R_2$ e $R_3$ passa a mesma corrente que difere da corrente que atravessa $R_1$. O circuito equivalente é alimentado por uma ddp de 100 V. Considerando que 70% da energia produzida no circuito, em 1 minuto, é capaz de variar a temperatura de uma solução de 100 gramas e calor específico $c$, em 5°C, pode-se afirmar que as resistências $R_1$, $R_2$ e $R_3$ valem, em ohms, respectivamente,
$c=0{,}8$ cal/g°C
1 cal = 4,2 J

Quando um feixe de luz laser incide, com ângulo de incidência igual a 45°, numa superfície que separa dois meios com índices de refração n₁ e n₂, vindo do meio de índice n₁ para o de n₂, esse feixe fica totalmente sobre a superfície, conforme a figura a seguir. Considerando a incidência desse feixe, nas mesmas condições, porém com ângulo de incidência igual a 30°, o ângulo de refração, em graus, será

Dados: $\cos60°=\operatorname{sen}30°=1/2$
$\operatorname{sen}60°=\cos30°=\sqrt3/2$
$\operatorname{sen}45°=\cos45°=\sqrt2/2$

Um gás ideal monoatômico, a um dado volume V, possui temperatura T. A energia cinética média de uma partícula contida no gás é $E_0$. Considere que não existe troca de energia com o meio externo. Sendo o número de partículas igual a N, a pressão será dada por

A figura a seguir mostra a trajetória que uma bola de bilhar descreverá numa mesa de sinuca, sem atrito. Cada vez que a bola de sinuca colide com a mesa, ela perde 20% da energia que tem. Por exemplo, e a energia inicial é E0, após o primeiro choque ela será 0,8 E0. Se a bola inicia a trajetória da figura com v = 10 m/s, o módulo da velocidade com que a bola chegará na caçapa, em m/s, é

Para um dado intervalo de tempo, um sinal é mostrado na tela de um computador de um navio (veja a figura). Um marinheiro, ao observar a tela, percebe que se trata de um sinal de um fenômeno físico oscilante. Uma escala na tela do monitor mostra quadrados de lados iguais à unidade, tanto temporal quanto espacial. Considerando apenas unidades arbitrárias, a amplitude e o período da oscilação, respectivamente, são, aproximadamente,

Três partículas com cargas de mesmo módulo estão posicionadas ao longo do eixo x (veja a figura). A partícula central está na origem, possui carga elétrica com sinal oposto ao das outras e está a uma distância d de qualquer uma delas. Em pelo menos um ponto P, localizado a uma distância x em relação a essa partícula central, o potencial elétrico é nulo. Considerando d = 1cm, o valor de x, em cm, no intervalo 0

Dado: $\sqrt2\approx1{,}41$

No circuito ilustrado na figura abaixo, a potência dissipada pelo resistor de 10 Ω é igual a

Um elétron que viaja com velocidade constante $\vec v$ passa a 50 cm de um fio, no exato momento em que um dispositivo é acionado e uma corrente elétrica começa a circular no fio (veja a figura). Marque a alternativa que representa corretamente o vetor força magnética que atua no elétron no instante mencionado.

Entre 1896 e 1898, Antoine-Henri Becquerel, Pierre Curie e Maria Curie (Maria Sklodowska) descobriram que alguns elementos pesados, como o urânio e o tório, emitem, espontaneamente, radiações penetrantes, capazes de sensibilizar uma placa fotográfica. Passando um feixe colimado dessas radiações através de um campo magnético, eles encontraram três componentes que foram denominados de radiações α, β e γ. Os raios γ não são desviados pelo campo magnético, o que indica que não possuem carga elétrica. No entanto, os raios α e β são desviados e foi descoberto que eles possuem cargas positiva e negativa, respectivamente. Esses experimentos foram realizados num dispositivo que possuía ambiente com vácuo. Quando foi introduzido ar no ambiente, observou-se que a radiação α é detida por uma camada de ar de poucos centímetros, ao contrário do que ocorre com as outras duas radiações. Introduzindo lâminas de espessuras diferentes, eles descobriram que poucos milímetros de um material denso são suficientes para deter a radiação β, mas a radiação γ só diminui de intensidade após atravessar um bloco de chumbo de vários cm de espessura. Atualmente, sabemos que a radiação β é composta por elétrons de alta energia e que os raios γ são radiação eletromagnética, com um comprimento de onda muito pequeno. A natureza das partículas α foi descoberta por Rutherford, que descobriu que se trata de átomos de hélio duplamente ionizados. Com base nas informações do texto acima, é CORRETO afirmar que