UPE SSA3 2022 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Uma barra delgada e uniforme, de comprimento $L=85\text{ cm}$ e massa $m=0{,}40\text{ kg}$, está em equilíbrio, conforme ilustra a figura a seguir. Na situação ilustrada, uma mola de constante elástica $k=500\text{ N/m}$ foi instalada em um pivô localizado no centro de massa da barra, e o bloco de massa $M=1{,}00\text{ kg}$ foi instalado em sua extremidade. Sabendo que a mola está disposta horizontalmente, obtenha a sua deformação.

Um cubo de lado $L=32{,}0\text{ cm}$ e de densidade $\rho=0{,}625\text{ g/cm}^3$ é colocado em um recipiente que recebe água a uma taxa variável. A altura da superfície de água no recipiente cresce com o tempo na forma $y(t)=(5{,}0\text{ cm/h}^2)t^2$, onde o tempo $t$ é medido em horas. Em que instante de tempo, o cubo perde contato com a superfície inferior do recipiente?

Dois altofalantes estão posicionados nos pontos A e B, conforme mostra a figura abaixo. Esses podem ser considerados fontes pontuais que emitem ondas sonoras em fase e na mesma frequência. Um ouvinte para no ponto P e não percebe os sons emitidos pelos altofalantes. Sabendo que a velocidade do som no ar é de $343\text{ m/s}$, qual é o maior comprimento de onda, aproximadamente em metros, que está sendo emitido pelos altofalantes?

Numa determinada hora do dia, a luz do Sol incide num ângulo de aproximadamente $37^\circ$ em relação à superfície livre de um lago de água doce, cujo índice de refração é $n_2=1{,}33$. Uma pessoa no lado oposto a esse lago vê que a luz refletida tem um brilho ofuscante. Sobre essa luz refletida na superfície do lago, é CORRETO afirmar ser ela

Duas partículas carregadas $q_1=-8{,}0\times10^{-9}\text{ C}$ e $q_2=+8{,}0\times10^{-9}\text{ C}$ são colocadas fixas a uma distância de $d=1{,}0\text{ m}$ uma da outra. As localizações A e B estão a $40\text{ cm}$ e $60\text{ cm}$ da origem onde se encontra a carga $q_1$. Qual o valor da diferença de potencial, em volts, entre os pontos A e B, $V_B-V_A$?

Uma partícula carregada com carga $q=2{,}0\ \mu\text{C}$ entra, com velocidade de módulo $v$, constante e vertical, em uma região com campos elétricos e magnéticos antiparalelos entre si, conforme ilustra a figura abaixo. Na representação esquemática, o campo elétrico aponta horizontalmente para a direita, e o campo magnético aponta horizontalmente para a esquerda. Os módulos dos campos se relacionam na forma $E=cB$, onde $c$ é o módulo da velocidade da luz, e $E$ e $B$ representam os módulos dos campos elétrico e magnético, respectivamente. Calcule a intensidade da força resultante sobre a partícula quando $E=4{,}0\text{ N/C}$ e $v/c=(11/25)^{1/2}$.

Em um circuito experimental, uma fonte de força eletromotriz $\varepsilon$ e resistência interna $r$ está conectada em série a uma resistência variável $R$. Um experimento, que quantifica a potência dissipada no circuito versus o valor da resistência $R$, é ilustrado no gráfico da figura abaixo. Então, a força eletromotriz $\varepsilon$ em volts vale

Deixou-se cair do repouso, em queda livre, no plano vertical, uma espira retangular de lados $a=10{,}0\text{ cm}$ e $b=20{,}0\text{ cm}$, provida de uma resistência $R=0{,}1\ \Omega$ num local onde o campo gravitacional tem módulo $g=10{,}0\text{ m/s}^2$. Quando a espira penetra num campo magnético de módulo constante $B=1{,}0\text{ T}$ perpendicular ao plano dessa espira, surge uma corrente $i$. Qual o maior valor dessa corrente, em ampère, que atravessa o resistor $R$?

Com base na teoria da relatividade, conclui-se que existe uma relação de equivalência entre massa e energia. A energia é igual ao produto da massa pelo quadrado da velocidade da luz. A energia de repouso também é a energia equivalente a de uma partícula imóvel. Portanto, a energia de repouso de um próton, por exemplo, é $938{,}257\text{ MeV}$. A energia de repouso de $1\text{ g}$ de massa é cerca de $2{,}5\times10^7\text{ kWh}$.

Disponível em: https://www.euronuclear.org/glossary/rest-energy/. Acesso em: 13 jul. 2021. Adaptado.

Um elétron se move de forma que sua energia total é o triplo da sua energia de repouso. Sabendo-se que $c$ representa o módulo da velocidade da luz, então a velocidade do elétron é de

Num átomo de hidrogênio, o elétron sofre uma transição do nível 2 para o nível 1, emitindo um fóton na frequência ultravioleta UV, com momento linear $p=E/c$, sendo $E$ a energia do fóton e $c$ sua velocidade. Qual é aproximadamente a velocidade, em m/s, de recuo do átomo de hidrogênio após a emissão do fóton?