física - exercício

8/14/2019 Fsica - Exerccio

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2PROVA DE FSICAESTIBULARUFMGv2 0 0 2

VALORES DE CONSTANTES E GRANDEZAS FSICAS

- acelerao da gravidade g = 10 m/s2

- calor especfico da gua c = 1,0 cal/(goC) = 4,2 x 103J/(kgoC)

- carga do eltron (em mdulo) e = 1,6 x 1019C

- constante da lei de Coulomb k = 9,0 x 109Nm2/C2

- constante de Avogadro NA

= 6,0 x 1023mol1

- constante de gravitao universal G = 6,7 x 1011Nm2/kg2

- constante de Planck h = 6,6 x 1034J s

- constante universal dos gases R = 8,3 J/(mol K)

- densidade da gua d = 1,0 x 103kg/m3

- ndice de refrao da gua ngua

= 1,3

- ndice de refrao do ar nar

= 1,0

- ndice de refrao do vidro nvidro

= 1,5

- massa do eltron meltron

= 9,1 x 1031kg

- massa do prton mprton

= 1,7 x 1027kg

- velocidade da luz no vcuo c = 3,0 x 108m/s

- velocidade do som no ar vsom

= 340 m/s

DIAGRAMA DO ESPECTRO ELETROMAGNTICO

TABELA TRIGONOMTRICA

olugn nes )( )( )( )( )( (soc )

0 000,0 000,1

5 780,0 699,0

01 471,0 589,0

51 952,0 669,0

02 243,0 049,0

52 324,0 609,0

03 005,0 668,0

53 475,0 918,0

04 346,0 667,0

54 707,0 707,0

olugn (nes ) (soc )

05 667,0 346,0

55 918,0 475,0

06 668,0 005,0

56 609,0 324,0

07 049,0 243,0

57 669,0 952,0

08 589,0 471,0

58 699,0 780,0

09 00,1 000,0

raios X microondas

10 -15 10 -13 10 -11 10 -9 10 -7 10 -5 10 -3 10 -1 10 1 10 3 10 5 10 7

4,0 x 10 -7 5,0 x 10 -7 6,0 x10 -7 7,0 x10 -7

Comprimento de onda (m)

raios gama ultravioleta infravermelho TV FM AM ondas longas de rdio

violeta anil azul verde amarelo laranja vermelho


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N de inscrio-dgito

QUESTO 01

Durante uma visita ao Parque Municipal, Andr ganhou de seu pai um balo cheio de gs hlio. Em um certo

instante, porm, o menino distraiu-se e soltou o balo, que comeou a subir verticalmente.

O volume do balo de 6,0 x 103m3 e seu peso, incluindo o gs, de 5,0 x 102N. A densidade do hlio de

0,16kg/m3

e a do ar de 1,20 kg/m3

.Considere essas densidades constantes e despreze a resistncia do ar.

Com base nessas informaes,

1. EXPLIQUE por que o balo subiu ao ser solto.

2. CALCULE a velocidade do balo 2,0s aps ele ter sido solto.

C0RREO TOTAL

1 2


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QUESTO 02

Uma estao espacial foi construda com duas naves espaciais ligadas por um cabo de ao. Para criar-se

gravidade artificial, as naves foram postas a girar em torno do ponto mdio entre elas, como mostrado nafiguraI. O sentido de rotao da estao tambm est indicado nessa figura. Dessa maneira, um astronauta,dentro da nave, sente um peso aparente reao fora que o piso da nave exerce sobre ele.

A massa de cada nave de 2,4 x 104 kg e a distncia de cada uma ao ponto mdio do cabo de 90 m.

Considere que o peso aparente sentido pelo astronauta igual ao seu peso na Terra.Nos seus clculos, despreze o comprimento e a largura das naves.


1. CALCULE o mdulo da velocidade com que as naves giram em torno do ponto mdio entre elas.


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N de inscrio-dgito

2. CALCULE a tenso no cabo de ao.

3. Em um certo instante, o cabo que liga as duas naves rompe-se, como mostrado na figura II.

DESENHE, nessa figura, a trajetria de cada nave aps o rompimento do cabo.

JUSTIFIQUE sua resposta.

C0RREO TOTAL

1 2 3


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QUESTO 03

D-me um ponto de apoio e eu moverei a Terra.

Nessa frase, atribuda a Arquimedes, faz-se referncia possibilidade do uso de uma alavanca para levantarpesos muito grandes, exercendo-se uma fora pequena.

A gravura abaixo, intitulada Arquimedes movendo a Terra, reproduz uma estampa de um livro de mecnicade 1787:

A massa da Terra de 61024kg.

Suponha que fossem dados a Arquimedes um ponto de apoio e uma alavanca para ele levantar uma massaigual da Terra, a uma altura de 1cm. Considere, tambm, que essa massa estivesse em uma regio ondea acelerao da gravidade fosse igual que existe na superfcie da Terra.

1. Considerando essa situao, ESTIME a razo que deveria haver entre as distncias das extremidadesdessa alavanca ao ponto de apoio.


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N de inscrio-dgito

2. ESTIME a distncia de que Arquimedes deveria mover a extremidade da alavanca.

3. Suponha que, para levantar tal massa, Arquimedes pudesse dispor de um tempo de 10 anos aproximadamente 108s.

Nesse caso, RESPONDA: Ele conseguiria fazer isso nesse tempo?


C0RREO TOTAL

1 2 3


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QUESTO 04

Na figura I, est representado o diagrama de fase presso x temperatura da gua e, na figura II, a

dependncia do volume de uma determinada massa de gua com a temperatura.

1. Em regies muito frias, a temperatura da gua menor na superfcie que no fundo dos lagos; por isso, agua congela primeiro na superfcie.

EXPLIQUE esse fenmeno com base nas informaes contidas nos diagramas.


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N de inscrio-dgito

2. A cidade do Rio de Janeiro est ao nvel do mar e Belo Horizonte, a uma altitude de, aproximadamente,850m.

Considerando essas informaes, RESPONDA:

A) A temperatura de ebulio da gua em Belo Horizonte menor, igual ou maior que no Rio de Janeiro?

JUSTIFIQUE sua resposta, usando informaes contidas nos diagramas.

B) A temperatura em que a gua congela em Belo Horizonte menor, igual ou maior que no Rio deJaneiro?

JUSTIFIQUE sua resposta, usando informaes contidas nos diagramas.

C0RREO TOTAL

1 2 3


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QUESTO 05

Um radar manual, como o mostrado na figura I, emite um feixe de microondas ondas eletromagnticas e

detecta a onda que refletida por um veculo que est em movimento. Comparando-se a onda refletida coma onda emitida, possvel determinar a velocidade com que o veculo est se movendo.

Na figuraII, esto representadas trs ondas: a que emitida pelo radar, a que refletida por um veculo quese aproxima dele e a que refletida por um veculo que se afasta do mesmo radar, no necessariamentenessa ordem. Apenas a onda emitida pelo radar est identificada nessa figura.

Sabe-se que fenmenos ondulatrios tais como interferncia, difrao, efeito Doppler, reflexo ocorrem,qualitativamente, da mesma forma, tanto em ondas sonoras como em ondas eletromagnticas.

I II


1. CALCULE o comprimento de onda da onda emitida pelo radar.


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N de inscrio-dgito

2. IDENTIFIQUE, escrevendo na figura II, a onda refletida por um veculo que se afasta do radar e a ondarefletida por um outro veculo que se aproxima do mesmo radar.


C0RREO TOTAL

1 2


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QUESTO 06

A figura mostra, esquematicamente, uma experincia realizada num laboratrio. Nessa experincia, uma

bolinha, que tem carga positiva, atravessa uma regio onde existe um campo magntico, mantendo umaaltura constante. Esse campo constante, uniforme, perpendicular ao plano da pgina e dirigido para dentrodesta, como representado, na figura, pelo smbolo .

A massa da bolinha de 1,0 x 103 kg, a sua carga de 2,0 x 102 C e o mdulo do campo magntico de 3,0 T.

1. DESENHE, na figura, a direo e o sentido da velocidade que a bolinha deve ter para manter uma alturaconstante.



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N de inscrio-dgito

2. CALCULE o mdulo da velocidade que a bolinha deve ter para manter uma altura constante.

C0RREO TOTAL

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QUESTO 07

Rigidez dieltrica de um meio isolante o valor mximo do campo eltrico a que o meio pode ser submetido,

sem se tornar um condutor.Durante tempestades, um tipo comum de descarga eltrica acontece quando cargas negativas se concentramna parte mais baixa de uma nuvem, induzindo cargas positivas na regio do solo abaixo dessa nuvem. Aquantidade de carga na nuvem vai aumentando at que a rigidez dieltrica do ar alcanada. Nesse momento,ocorre a descarga eltrica.

Considere que o campo eltrico entre a nuvem e o solo uniforme.

Para a soluo desta questo, utilize estes dados, que so tpicos de descargas eltricas na atmosfera:


1. DETERMINE a diferena de potencial eltrico estabelecida entre a nuvem e o solo ao se iniciar a descarga.

Rigidez dieltrica do ar 3,0 kV/mm

Distncia mdia entre a nuvem e o solo 5,0 km

Potncia mdia de uma descarga 15 x 1012 W

Durao mdia de uma descarga 30 ms


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N de inscrio-dgito

2. CALCULE a quantidade de carga eltrica que transferida, da nuvem para o solo, na descarga.

3. Recomenda-se que, para se protegerem de descargas eltricas durante uma tempestade, motoristas epassageiros devem permanecer no interior do veculo.

EXPLIQUE por que essa recomendao pertinente.

C0RREO TOTAL

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QUESTO 08

Na iluminao de vrias rodovias, utilizam-se lmpadas de vapor de sdio, que emitem luz amarela ao se

produzir uma descarga eltrica nesse vapor.Quando passa atravs de um prisma, um feixe da luz emitida por essas lmpadas produz um espectro emum anteparo, como representado nesta figura:

O espectro obtido dessa forma apresenta apenas uma linha amarela.

1) EXPLIQUE por que, no espectro da lmpada de vapor de sdio, no aparecem todas as cores, masapenas a amarela.


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Se, no entanto, se passar um feixe de luz branca pelo vapor de sdio e examinar-se o espectro da luzresultante com um prisma, observam-se todas as cores, exceto, exatamente, a amarela.

2) EXPLIQUE por que a luz branca, aps atravessar o vapor de sdio, produz um espectro com todas ascores, exceto a amarela.

C0RREO TOTAL

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