PUC-RS 2019.1 — Vestibular de Verão — Questões de Física comentadas — Método TEF

Um objeto de massa 1,0 kg é lançado verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 30 m/s em relação a um observador em repouso no solo. Despreze os efeitos da resistência do ar e considere a aceleração da gravidade constante e igual a 10 m/s² para o local do lançamento. Ao atingir, pela primeira vez, a altura de 25 m em relação ao nível do lançamento, o intervalo de tempo decorrido a partir do instante de lançamento e o valor da força resultante calculada para o objeto serão, respectivamente,

INSTRUÇÃO: Responder às questões 10 e 11 com base no texto e na figura a seguir.

A figura abaixo esquematiza a reflexão de um raio de luz sobre a superfície de dois espelhos, e₁ e e₂, perpendiculares entre si. No lado oposto ao espelho e₁, temos um anteparo. O raio de luz incide no espelho e₁ seguindo a direção indicada pela flecha, formando um ângulo θ em relação à normal ao espelho e₁ e depois segue em direção a P₂ no espelho e₂, encerrando, para esta situação, sua trajetória em P₃ no anteparo.

Se aumentarmos o ângulo de incidência para o raio de luz em relação ao espelho e₁, o ângulo entre o raio refletido em e₂ e o espelho e₂ _________. A imagem conjugada de um objeto real por um espelho plano será _________.

Ao imergir completamente um corpo em um fluido, o corpo ficará sujeito a uma força que, na escala microscópica, tem origem eletromagnética e é conhecida como empuxo hidrostático. Essa interação entre o corpo e o fluido também pode ser descrita macroscopicamente como o resultado da pressão exercida pelo fluido sobre toda a superfície imersa do corpo.

Considere, então, que três corpos maciços – uma esfera, um cone e um cilindro –, todos medindo o mesmo volume, estejam mergulhados completamente em um líquido num mesmo recipiente, sem tocar o fundo. Nessa situação, é correto afirmar que todos os corpos apresentam, necessariamente,

Duas cargas elétricas, q_A e q_B , de massas iguais são lançadas perpendicularmente às linhas de indução magnética no interior de um campo magnético Bconstante ^

no espaço e no tempo. Sabe-se que as cargas ficam sujeitas a forças magnéticas no interior desse campo.

XXX

XX

A partir das trajetórias representadas na figura, em que x representa o campo magnético entrando perpendicularmente ao plano da página, é possível afirmar que a natureza elétrica das cargas A e B seja, respectivamente,

Um bloco A de massa 2,00 kg, abandonado do repouso a partir de uma altura H, desce um plano inclinado de declividade constante, como mostra a figura abaixo.

Ao chegar ao ponto P, ele colide com outro bloco B de massa 8,00 kg que se encontrava inicialmente em repouso. Assuma que a colisão seja perfeitamente inelástica, que as forças de atrito entre os blocos e a rampa sejam desprezíveis para todo o trajeto e que a aceleração da gravidade tenha módulo de 10 m/s². Sabendo que, após a colisão, a velocidade medida para os blocos A e B é de 1,00 m/s, de qual altura H, em metros, foi abandonado o bloco A?

Uma massa de água no estado sólido, inicialmente à temperatura de –10 oC, é aquecida até atingir a temperatura final de 80 oC. Considere que todo o processo tenha ocorrido à pressão constante de 1,0 atm e que essa massa de água tenha recebido um total de 16500 cal para o processo térmico. Sem levar em conta os efeitos de sublimação do gelo para temperaturas abaixo de 0 oC, assuma que o valor para o calor específico do gelo seja de 0,5 cal/g oC, que o calor específico da água seja 1,0 cal/g oC e que o calor latente de fusão do gelo seja de 80,0 cal/g.

Nesse caso, a massa de água aquecida, em gramas, durante o processo é de

Um gás ideal é submetido a uma transformação adiabática reversível, em que a quantidade de mols do gás se mantém sempre constante durante todo o processo.

Sobre essa situação, afirma-se:

A força tensora sobre uma corda e a sua densidade linear são aspectos relevantes para que se possa determinar o valor da velocidade de propagação de um pulso mecânico nesse meio. Na expressão abaixo, F_T representa a força tensora na corda, μ a densidade linear do meio e v a velocidade de propagação do pulso na corda.

Para a situação de uma corda instalada, como mostra a figura abaixo, assuma que o comprimento de onda seja muito maior do que o deslocamento transversal máximo.

Considere que inicialmente uma força tensora de intensidade F esteja aplicada ao cabo, produzindo uma onda estacionária de frequência ƒ e comprimento de onda λ. Para se obter uma frequência três vezes maior para a onda na mesma corda, mantendo-se constante o seu comprimento de onda, seria necessário aumentar a massa do bloco _________, e o som produzido seria mais _________.

Considere um pedaço de fio de comprimento L constituído de uma liga de níquel, ferro e cromo, com uma resistência elétrica R. Quando o fio condutor é ligado a uma tensão elétrica U, assume-se que dissipará energia elétrica a uma taxa constante P. Caso o mesmo fio tenha seu comprimento reduzido pela metade, qual seria a potência elétrica dissipada por uma das metades desse fio condutor, mantendo-se a mesma tensão elétrica U entre seus extremos?

O desenvolvimento de uma teoria física que explicasse satisfatoriamente o efeito fotoelétrico resultou do trabalho de muitos pesquisadores na transição entre os séculos XIX e XX. Alguns desses cientistas, tais como Hertz, Hallwachs, Thomson, Lenard e Schweidler, ainda hoje são apresentados nos currículos de Física. No entanto, é a partir da publicação do artigo de Einstein intitulado “Sobre um ponto de vista heurístico concernente à geração e transformação da luz”, em 1905, que o efeito fotoelétrico recebe uma explicação satisfatória, rendendo ao cientista o prêmio Nobel de Física em 1921.

Sobre o efeito fotoelétrico, resultado da exposição de um alvo metálico à radiação de determinada fre-