Unimontes 2012.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Um estudante, em repouso relativamente ao solo, começa a observar o movimento de um veículo que estava a 10 m de distância de um poste e afastando-se dele com velocidade constante de 20 m/s. A posição desse móvel, em relação ao poste e em função do tempo, é dada CORRETAMENTE pela expressão

Um bloco desliza sobre a superfície plana de uma plataforma horizontal de altura H com velocidade de módulo V (veja a figura). Não há atrito entre o bloco e a superfície. Ao deixar a plataforma, ele cai e gasta um tempo t para tocar o solo. A aceleração da gravidade no local possui módulo g. Se o mesmo bloco deixasse a plataforma com velocidade de módulo 2V, o tempo t’, para que atingisse o solo, em função de t, seria igual a

Uma esfera de raio R sofre uma variação de temperatura ∆T. O coeficiente de dilatação linear do material de que é constituída a esfera é α. Devido a essa variação de temperatura, a esfera sofre uma variação de volume e da área da superfície dados por ∆V e ∆S, respectivamente. A variação da área da superfície é, numericamente, a metade da variação de volume. O valor de R, em unidades de comprimento, é igual a

A seguir é mostrado um gráfico do aquecimento de uma massa m de água. Inicialmente, a água encontrava-se no estado sólido. A massa de água, em gramas, é igual a

Dados:
calor específico do gelo = 0,5 cal/gºC
calor latente do gelo = 80 cal/g
calor específico da água = 1 cal/gºC

Uma embarcação vazia permanece em equilíbrio sobre as águas de um porto, com 60% do seu volume V submerso. Para que essa embarcação possa trafegar com segurança, ela precisa estar com pelo menos 15% do seu volume emerso. Sabendo-se que ela irá transportar caixas de volume igual a V/100 e densidade igual à metade da densidade da água, o número máximo de caixas que se pode colocar na embarcação, para que esta trafegue com segurança, é igual a

Em um recipiente de volume V, um gás ideal monoatômico, com N partículas, está à pressão P e à temperatura T. Outras N partículas, do mesmo gás, são adicionadas ao sistema, mantendo-se o volume constante. Agora, a pressão do gás é 2P. A energia cinética média do gás é dada por

Um pêndulo de massa m, preso a um fio de comprimento L, é colocado para oscilar, sem atrito, com um ângulo inicial θ, entre o fio e a vertical (veja a figura). A aceleração da gravidade no local possui módulo g. A energia potencial gravitacional E, em qualquer ponto da trajetória, em função de θ, é

Observação: considere a massa do pêndulo pontual e a energia potencial gravitacional do pêndulo igual a zero na parte mais baixa de sua trajetória.

Duas cargas puntiformes estão posicionadas em um volume limitado do espaço, em que se fez vácuo. Sabe-se que, em nenhum ponto desse volume, o campo elétrico gerado por elas é nulo. Pode-se afirmar CORRETAMENTE que

Como pode ser observado na figura abaixo, um ímã está aproximando-se da espira com velocidade de módulo V, na direção do eixo y. A espira está no plano xz.

De acordo com os dados apresentados, afirma-se que

I - aparece uma corrente induzida na espira no sentido anti-horário.
II - aparece uma corrente induzida na espira no sentido horário.
III - a corrente aparece no sentido horário se invertemos os polos do ímã e mantivermos a direção da velocidade.
IV- a corrente aparece no sentido anti-horário se mantivermos os polos do ímã e invertermos a direção da velocidade.

Estão CORRETAS as afirmativas

Um homem está andando ao redor de uma piscina. Distraído, deixa um objeto cair nela. Ele posiciona seu corpo de modo a observar o objeto no fundo da piscina (veja a figura). Nessas condições, ele acredita que está vendo o objeto a uma profundidade de 1,2 m. Sendo assim, a profundidade real da piscina, em metros, é

Dados:
índice de refração do ar =1
índice de refração da água = 4/3

Apesar do sucesso obtido em suas previsões, o modelo atômico de Ernest Rutherford sofreu muitas críticas. Duas objeções ao modelo eram muito bem fundamentadas nos princípios gerais da Física Clássica. A primeira delas era a seguinte: se toda carga positiva está concentrada no centro do átomo, numa região de dimensões muito pequenas em relação ao átomo, chamada núcleo, como explicar o fato de as partículas positivas não se repelirem com violência, causando a destruição do núcleo? A solução dessa charada veio com a descoberta do nêutron, por James Chadwick (1891-1974), em 1932. Os prótons e os nêutrons mantinham-se coesos dentro do núcleo porque existe uma força, chamada força nuclear forte, da ordem de 200 vezes maior que a repulsão eletrostática. Uma das diferenças fundamentais entre essas duas forças é que a força eletromagnética tem longo alcance, enquanto a força nuclear forte tem um alcance curto. Esse fato explica por que não podemos ter núcleos estáveis de qualquer tamanho. A segunda objeção era a seguinte: o modelo dinâmico, do tipo sistema planetário, proposto por Rutherford, apresenta uma dificuldade insuperável dentro da Física Clássica. Segundo as equações de Maxwell, cargas aceleradas irradiam e perdem energia. Portanto, para uma órbita de dimensões atômicas, o colapso do átomo se daria em $10^{-9}$ s. A matéria não seria estável. Essa última charada só foi resolvida através do modelo de Bohr, que introduziu postulados sobre a estabilidade das órbitas dos elétrons nos átomos. Um embasamento sólido desse fato só veio com a Mecânica Quântica de Erwin Schroedinger e W. Heisenberg. Marque a alternativa CORRETA, com base no conteúdo do texto acima apresentado.

Duas partículas, 1 e 2, foram lançadas de um mesmo ponto e ao mesmo tempo. Suas velocidades iniciais formavam ângulos θ₁ e θ₂ com a horizontal, respectivamente. No local, a aceleração da gravidade possui módulo constante g e são desprezíveis os efeitos da resistência do ar sobre os movimentos das partículas. Sabendo-se que θ₁ é maior que θ₂ e que os módulos das velocidades são iguais, marque a alternativa cuja figura representa de modo CORRETO as possíveis trajetórias das partículas.

Um ciclista tem uma bicicleta que possui rodas de diâmetro igual a D = 26 polegadas (considere uma polegada igual a 2,54 cm). Em um percurso de 2h, o ciclista manteve um ritmo de 2 pedaladas por segundo. Considerando que em nenhum momento a bicicleta deslizou ou derrapou, a distância percorrida pelo ciclista, em km, é igual a, aproximadamente,

Observação: considere π=3,14 e que uma pedalada corresponde a uma volta completa do pneu da bicicleta.

Uma força constante $\vec F$, de módulo 20 N, atua sobre um bloco de massa m = 2 kg. Inicialmente, ela é paralela ao plano horizontal, onde se encontra o bloco. Quando o bloco sobe um plano de inclinação 30° com a horizontal, a força, denominada agora de $\vec F\prime$, muda de direção e continua a atuar nele, paralelamente à superfície do plano (veja a figura). Considerando que não existe atrito entre o plano inclinado e o bloco, o módulo da força resultante sobre ele, em N, é

Dados: $\operatorname{sen}30°=0{,}5$, $\cos30°=\frac{\sqrt3}{2}$, $\sqrt3=1{,}7$, $g=10$ m/s²

Três esferas metálicas, E1, E2 e E3, de mesmo material e dimensões, estão inicialmente carregadas com cargas Q1= -3C, Q2= +5C e Q3= -1C, respectivamente. As esferas não trocam cargas elétricas com o ambiente. Faz-se a esfera E2 tocar primeiro a esfera E1 e depois tocar a esfera E3. A carga final da esfera E3 será igual a

Um circuito elétrico é formado por três resistores iguais, associados em paralelo. A diferença de potencial, ddp, em que o circuito opera é V. Através desse circuito, uma massa m de água varia sua temperatura em uma quantidade ∆T, quando o circuito funciona durante 2 minutos. Um dos resistores é danificado e o circuito passa a operar apenas com os outros dois. Considerando a mesma massa m e a mesma ddp V, para que a variação de temperatura seja ∆T, o novo tempo será, em minutos,

Dados:
calor específico da água = 1 cal/gºC
1 Cal = 4,2 J

O trabalho realizado por uma máquina térmica de Carnot, que opera durante um intervalo de tempo $\Delta t$, é suficiente para elevar um objeto de massa m = 12 kg a uma altura H = 2 m, num local onde g = $10\ \mathrm{m/s^2}$. Essa máquina possui um reservatório quente contendo um meta fundido, a 409,5 ºC, e um reservatório frio formado por um grande tanque contendo uma mistura de gelo e água, a 0 ºC. O calor retirado da fonte quente, durante esse intervalo de tempo, em Joules, é igual a

A figura abaixo ilustra um cálice de vidro partindo-se ao interagir com as ondas sonoras emitidas por um instrumento musical. Esse fato está diretamente relacionado ao fenômeno físico conhecido por

Um bloco de massa m é dependurado em uma mola de constante elástica k, em uma região em que a aceleração da gravidade possui módulo g. O deslocamento máximo do bloco, até parar completamente, é d. Nesse momento, o bloco é colocado dentro de um recipiente com um líquido de densidade ρ e 50% de seu volume fica submerso. A densidade do bloco é 80% da densidade do líquido. O novo deslocamento da mola será x igual a

Uma piscina de base quadrada e profundidade H = 7 m é preenchida com um líquido até a altura y = 4 m. A piscina é iluminada obliquamente (veja a figura). Observa-se uma sombra de comprimento a = 4 m na superfície do líquido e uma sombra de comprimento b = 7 m no fundo da piscina.

Supondo que o índice de refração do ar seja igual a 1, o índice de refração do líquido é igual a

Uma espira condutora desloca-se com velocidade constante $\vec v$, numa região com campo magnético uniforme no espaço e constante no tempo. Esse campo magnético forma um ângulo θ com o plano da espira. Sobre a força eletromotriz, produzida pela variação de fluxo magnético no tempo, é CORRETO afirmar que

O fenômeno conhecido por efeito fotoelétrico foi primeiramente estudado por Hertz e, posteriormente, por Albert Einstein. Ele consiste no seguinte: sobre uma placa metálica, incide-se luz cuja frequência e intensidade podem ser controladas. Aumentando-se a frequência, a partir de certo instante, elétrons são arrancados dessa placa. Isso pode ser evidenciado num experimento proposto por Einstein. Nele, um circuito é montado com duas placas metálicas. Ao aumentarmos a frequência de luz incidida sobre a placa metálica, o amperímetro indica passagem de corrente (veja a figura).Verifica-se que apenas a partir de certa frequência houve emissão de elétrons, não importando a intensidade de energia emitida.

Tomando por base o texto anterior, responda ao que se pede.

Num experimento para observação do efeito fotoelétrico, incide-se luz numa placa metálica e não se observa a emissão de elétrons. Para que ocorra a emissão de elétrons da placa, basta que aumente(m)