Questões de Física - AFA 2017 | Gabarito e resoluções

(AFA - 2017) Uma partcula de massa pode ser colocada a oscilar em quatro experimentos diferentes, como mostra a Figura 1 abaixo. Para apenas duas dessas situaes, tem-se o registro do grfico senoidal da posio da partcula em funo do tempo, apresentado na Figura 2. Considere que no existam foras dissipativas nos quatro experimentos; que, nos experimentos II e IV, as molas sejam ideais e que as massas oscilem em trajetrias perfeitamente retilneas; que no experimento III o fio conectado massa seja ideal e inextensvel; e que nos experimentos I e III a massa descreva uma trajetria que um arco de circunferncia. Nessas condies, os experimentos em que a partcula oscila certamente em movimento harmnico simples so, apenas

(AFA - 2017) Uma pequena esfera C com carga eltrica de , guiada por um aro isolante e semicircular de raio Rigual a 2,5 m, situado num plano horizontal, com extremidades Ae Bcomo indica a figura abaixo. A esfera pode se deslocar sem atrito tendo o aro como guia. Nas extremidades Ae Bdeste aro so fixadas duas cargas eltricas puntiformes dee respectivamente. Sendo a constante eletrosttica do meio igual a na posio de equilbrio da esfera C,a reao normal do aro sobre a esfera, em N,tem mdulo igual a

(AFA - 2017) Em um laboratrio de fsica proposta uma experincia onde os alunos devero construir um termmetro, o qual dever ser constitudo de um bulbo, um tubo muito fino e uniforme, ambos de vidro, alm de lcool colorido, conforme a figura abaixo. O bulbo tem capacidade de 2,0 cm3o tubo tem rea de seco transversal de 1,0 x 10-2cm2e comprimento de 25cm No momento da experincia, a temperatura no laboratrio 30Ce o bulbo totalmente preenchido com lcool at a base do tubo. Sabendo-se que o coeficiente de dilatao do lcool 11 x 10-4e que o coeficiente de dilatao do vidro utilizado desprezvel comparado ao do lcool, a altura hem cmatingida pelo lquido no tubo, quando o termmetro for utilizado em um experimento a 80C

(AFA - 2017) Um sistema composto por quatro cargas eltricas puntiformes fixadas nos vrtices de um quadrado, conforme ilustrado na figura abaixo. As cargas q1e q2so desconhecidas. No centro Odo quadrado o vetor campo eltrico E,devido s quatro cargas, tem a direo e o sentido indicados na figura. A partir da anlise deste campo eltrico, pode-se afirmar que o potencial eltrico em O.

(AFA - 2017) Dois pequenos corpos A e Bso ligados a uma haste rgida atravs de fios ideais de comprimentos lAe lB,respectivamente, conforme figura a seguir. A e Bgiram em sincronia com a haste, com velocidades escalares constantes VAe VBe fazem com a direo horizontal nguloserespectivamente. Considerando lA= 4lB,a razo ,em funo de e igual a

(AFA - 2017) Um bloco escorrega, livre de resistncia do ar, sobre um plano inclinado de 30, conforme a figura (sem escala) a seguir. No trecho ABno existe atrito e no trecho BCo coeficiente de atrito vale. O bloco abandonado, do repouso em relao ao plano inclinado, no ponto Ae chega ao ponto Ccom velocidade nula. A altura do ponto A,em relao ao ponto B, h1, e a altura do ponto B, em relao ao ponto C, h2. A razovale

(AFA - 2017) Uma partcula de massa m,presa na extremidade de uma corda ideal, descreve um movimento circular acelerado, de raio R,contido em um plano vertical, conforme figura a seguir. Quando essa partcula atinge determinado valor de velocidade, a corda tambm atinge um valor mximo de tenso e se rompe. Nesse momento, a partcula lanada horizontalmente, de uma altura 2R,indo atingir uma distncia horizontal igual a 4R.Considerando a acelerao da gravidade no local igual a g,a tenso mxima experimentada pela corda foi de

(AFA - 2017) Em feiras livres ainda comum encontrar balanas mecnicas, cujo funcionamento baseado no equilbrio de corpos extensos. Na figura a seguir tem-se a representao de uma dessas balanas, constituda basicamente de uma rgua metlica homognea de massa desprezvel, um ponto de apoio, um prato fixo em uma extremidade da rgua e um cursor que pode se movimentar desde o ponto de apoio at a outra extremidade da rgua. A distncia do centro do prato ao ponto de apoio de 10 cm.O cursor tem massa igual a 0,5 kg.Quando o prato est vazio, a rgua fica em equilbrio na horizontal com o cursor a 4 cm do apoio. Colocando 1 kg, sobre o prato, a rgua ficar em equilbrio na horizontal se o cursor estiver a uma distncia do apoio, em cm, igual a

(AFA - 2017) Considere uma lente esfrica delgada, S, de bordas finas, feita de material de ndice de refrao n maior do que o ndice de refrao do ar. Com esta lente podem-se realizar dois experimentos. No primeiro, a lente imersa em um meio ideal, de ndice de refrao n1 e o seu comportamento ptico, quando um feixe de luz paralela passa por ela, o mesmo de uma lente cncavo-convexa de ndice de refrao n imersa no ar. No segundo, a lente S imersa em outro meio ideal, de ndice de refrao n2 e o seu comportamento ptico o mesmo de uma lente convexo-cncava de ndice de refrao n imersa no ar. Nessas condies, so feitas as seguintes afirmativas: I. n2 n n1 II. a lente S, quando imersa no ar, pode ser uma lente plano-cncava. III. a razo entre as vergncias da lente S nos dois experimentos no pode ser 1. IV. as distncias focais da lente S, nos dois experimentos, so sempre as mesmas. So corretas, apenas

(AFA - 2017) Dois longos fios paralelos esto dispostos a uma distncia um do outro e transportam correntes eltricas de mesma intensidade i em sentidos opostos, como ilustra a figura abaixo. Nessa figura o ponto P equidistante dos fios. Assim, o grfico que melhor representa a intensidade do campo magntico B, no ponto P, em funo da abscissa x, :

(AFA - 2017) A figura 1 mostra uma espira quadrada, feita de material condutor, contida num plano zy, e um fio condutor retilneo e muito longo, paralelo ao eixo z, sendo percorrido por uma corrente eltrica de intensidade i, dada pelo grfico da Figura 2. A partir da anlise das Figuras 1 e 2, pode-se afirmar que o grfico que melhor representa a fem induzida entre os pontos A e B :

(AFA - 2017) Duas fontes sonoras 1 e 2,de massas desprezveis, que emitem sons, respectivamente, de frequncias f1 = 570 Hz e f2 = 390 Hzso colocadas em um sistema, em repouso, constitudo por dois blocos, A e B,unidos por um fio ideal e inextensvel, de tal forma que uma mola ideal se encontra comprimida entre eles, como mostra a figura abaixo. A fonte sonora 1est acoplada ao bloco A, de massa 2m, e a fonte 2 ao bloco B, de massa m. Um observador O,estacionrio em relao ao solo, dispara um mecanismo que rompe o fio. Os blocos passam, ento, a se mover, separados da mola, com velocidades constantes em relao ao solo, sendo que a velocidade do bloco B de 80 m/s. Considere que no existam foras dissipativas, que a velocidade do som no local constante e igual a 340 m/s, que o ar se encontra em repouso em relao ao solo. Nessas condies, a razo entre as frequncias sonoras percebidas pelo observador, devido ao movimento das fontes 2 e 1, respectivamente,

(AFA - 2017) Um sistema termodinmico constitudo de n molsde um gs perfeito monoatmico desenvolve uma transformao cclica ABCDA representada no diagrama a seguir. De acordo com o apresentado pode-se afirmar que

(AFA - 2017) Na situao da figura a seguir, os blocos Ae Btm massas mA= 3,0 kge mB= 1,0 kg.O atrito entre o bloco Ae o plano horizontal de apoio desprezvel, e o coeficiente de atrito esttico entre Be Avale 0,4. O bloco Aest preso numa mola ideal, inicialmente no deformada, de constante elstica K = 160 N/mque, por sua vez, est presa ao suporte S. O conjunto formado pelos dois blocos pode ser movimentado produzindo uma deformao na mola e, quando solto, a mola produzir certa acelerao nesse conjunto. Desconsiderando a resistncia do ar, para que Bno escorregue sobre A,a deformao mxima que a mola pode experimentar, em cm,vale

(AFA - 2017) A figura a seguir representa um circuito eltrico constitudo por duas baterias de resistncias internas desprezveis e sete resistores hmicos. Sendo que a mxima potncia dissipada em cada resistor no poder ultrapassar 10 W, a fem mxima que as baterias podero apresentar , em V,