Unesp · 2020 — 2ª Fase — Questões de Física comentadas — Método TEF

Para montar a fachada de seu restaurante, o proprietário considera duas maneiras diferentes de prender uma placa na entrada, conforme as figuras 1 e 2. Nas duas maneiras, uma mesma placa de $4\text{ m}$ de comprimento e massa de $30\text{ kg}$ será presa a uma haste rígida de massa desprezível e de $6\text{ m}$ de comprimento, que será mantida em equilíbrio, na posição horizontal. Na situação da figura 1, a haste é presa a uma parede vertical por uma articulação $A$, de dimensões desprezíveis, e por um fio ideal vertical, fixo em uma marquise horizontal, no ponto $B$. Na situação da figura 2, a haste é presa à parede vertical pela mesma articulação $A$ e por um fio ideal, preso no ponto $C$ dessa parede.

Considerando $g=10\text{ m/s}^2$:

a) represente as forças que atuam na haste e calcule a intensidade, em N, da força de tração no fio que prende a haste à marquise, na situação da figura 1.

b) calcule a intensidade, em N, da força aplicada pela articulação sobre a haste, na situação da figura 2.

Uma placa retangular de espessura desprezível e de vértices ${PQRS}$ é posicionada, em repouso, sobre o eixo principal de um espelho esférico gaussiano de vértice $V$, foco principal $F$ e centro de curvatura $C$, de modo que a posição do vértice $R$ da placa coincida com a posição do ponto $C$, conforme figura. O raio de curvatura desse espelho mede $160\text{ cm}$ e o comprimento da placa é $40\text{ cm}$.

a) Na figura apresentada no campo de Resolução e Resposta, construa, traçando raios de luz, a imagem ${P'S'}$ do lado ${PS}$ dessa placa. Identifique, nessa figura, os pontos $P'$ e $S'$ e classifique essa imagem como real ou virtual, justificando sua resposta.

b) Calcule, em cm, a distância entre a imagem ${P'S'}$, do lado ${PS}$, e a imagem ${Q'R'}$, do lado ${QR}$.

O Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE) tem o objetivo de orientar o consumidor quanto ao consumo e à eficiência energética dos principais eletrodomésticos nacionais. A figura 1 ilustra a etiqueta de um chuveiro elétrico, apresentando a tensão nominal de funcionamento e as potências nominal e econômica (potência máxima e mínima do chuveiro). Em um banheiro, foram instalados esse chuveiro ($C$) e duas lâmpadas idênticas ($L$), de valores nominais $(110\text{ V}-60\text{ W})$ cada, conforme a figura 2.

a) Calcule a intensidade da corrente elétrica, em ampères, que atravessa o chuveiro e determine a resistência elétrica, em $\Omega$, desse chuveiro quando ele opera com sua potência econômica.

b) Considere que as duas lâmpadas desse banheiro fiquem acesas simultaneamente por $30$ minutos e que, nesse intervalo de tempo, o chuveiro permaneça ligado por $20$ minutos, operando com sua potência nominal. Admitindo que $1\text{ kWh}$ de energia elétrica custe $\text{R\$ }0{,}50$, calcule o gasto, em reais, gerado nos $30$ minutos desse banho, devido ao funcionamento do chuveiro e das lâmpadas.