FMABC 2012 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Duas esferas de dimensões desprezíveis dirigem-se uma ao encontro da outra, executando movimentos retilíneos e uniformes (veja a figura). As esferas possuem velocidades cujos módulos valem 4 m/s e 7 m/s. A distância entre elas nos 4 segundos que antecedem a colisão é de

Um jovem lança um bloco de alumínio de massa 80 g, cuja temperatura inicial é de 20 °C, sobre uma superfície áspera. O coeficiente de atrito dinâmico entre a base do bloco e a superfície vale 0,3. O bloco, no momento que se separou da mão do garoto, tinha velocidade inicial de 10 m/s e deslizou por 3,33 s até parar. Suponha que toda a energia desse movimento tenha sido convertida em energia térmica e que 20% dela tenha sido absorvida pela superfície de deslizamento. A variação de temperatura do bloco, na escala Fahrenheit, será de

Para simplificação dos cálculos, adote: $g=10$ m/s²; 1 cal = 4 J; calor específico do alumínio = 0,2 cal/g°C.

O valor de $R$, para que o resistor equivalente da associação seja 10 Ω, deve ser

Um aluno, utilizando uma fonte luminosa cujo comprimento de onda vale $6\times10^{-7}$ m, incide perpendicularmente um feixe de luz sobre a água, cujo índice de refração vale 4/3, de um aquário totalmente preenchido, com o objetivo de iluminar um peixe que se encontra a 20 cm de profundidade. Considerando que a distância entre a fonte luminosa e a superfície da água é de 10 cm, o aluno lembrou-se das aulas de Física em que o professor havia dito que o índice de refração do ar vale 1 e que a velocidade da luz no vácuo vale $3\times10^8$ m/s. Fez, então, algumas observações sobre a luz no interior da água:

I. A frequência, a velocidade e o comprimento de onda da luz incidente devem ter sofrido alterações uma vez que a água tem índice de refração bem maior que o ar e a incidência foi perpendicular.

II. Como a incidência da luz foi perpendicular, apenas a frequência da luz variou e não houve alterações na velocidade e no comprimento de onda da luz no interior da água.

III. O comprimento de onda e a velocidade variam no interior da água e valem respectivamente $4{,}5\times10^{-7}$ m e $2{,}25\times10^8$ m/s, mas a frequência permanece inalterada.

IV. Como a lanterna estava próxima da superfície da água do aquário, apenas a velocidade da luz no interior da água sofreu variação e seu valor passou a ser de $2{,}25\times10^8$ m/s.

V. Como a lanterna estava próxima da superfície da água do aquário, a incidência foi perpendicular e o índice de refração da água é maior que o do ar, a frequência e o comprimento de onda da luz no interior da água sofreram variações e seus valores passaram a ser $2{,}25\times10^8$ Hz e $4{,}5\times10^{-7}$ m.

Com relação às observações feitas pelo aluno, está correta apenas

Considere um solenoide de 25 cm de comprimento e 500 espiras idênticas. O interior do solenoide é o vácuo, cuja permeabilidade magnética vale $\mu_0=4\pi\times10^{-7}$ Tm/A, e as espiras têm raio de 15 mm. Nestas condições, o valor aproximado da indutância ($L$), em mH, vale

Adote: $\pi=3$.