Questões de Física - AFA | Gabarito e resoluções

(AFA - 2018) Os carregadores de bateria sem fio de smartphones, tambm conhecidos como carregadores wireless, so dispositivos compostos de bobina e ligados rede eltrica, que carregam as baterias dos aparelhos apenas pela proximidade, atravs do fenmeno de induo eletromagntica. Para isso, o smartphone deve ser apto referida tecnologia, ou seja, tambm possuir uma bobina, para que nela surja uma fora eletromotriz induzida que carregar a bateria. Se na bobina de um carregador (indutora), paralela e concntrica com a bobina de um smartphone (induzida), passa uma corrente, comem segundos,o grfico que melhor representa a fora eletromotriz induzida () na bobina do smartphone, em funo do tempo

(AFA - 2018) Uma fonte sonora A, em repouso, emite um sinalsonoro de frequncia constanteUm sensordesloca-se com velocidade constante,em relao Terra, sobre um plano perfeitamente retilneo, em direo fonte sonora, como mostra a Figura 1. O sensor registra a frequncia aparente devido sua movimentao em relao fonte sonora e a reenvia para um laboratrio onde um sistema de caixas sonoras, acopladas a trs tubos sonoros, de comprimentos L1, L2 e L3,reproduz essa frequncia aparente fazendo com que as colunas de ar desses tubos vibrem produzindo os harmnicos apresentados na Figura 2. Considere que o sensor se movimenta em um local onde a velocidade do som constante e igual a 320 m/s,que os tubos sonoros possuam dimetros muito menores do que seus respectivos comprimentos e que a velocidade do som no interior desses tubos seja tambm constante e igual a 320 m/s. Considere tambm que a fonte A e o arestejam em repouso em relao Terra. Nessas condies, correto afirmar que os comprimentosL1, L2 e L3,respectivamente, em metros, so

(AFA - 2018) Quando necessrio use: - Acelereao da gravidade: g = 10 m/s2; - sen 19 = cos 71 = 0,3; - sen 71 = cos 19 = 0,9; - Velocidade da luz no vcuo: c = 3,0108m/s; - Constante de Planck: h = 6,610-34Js; - 1 eV = 1,610-19J; Uma rampa, homognea, de massa m e comprimento L, inicialmente colocada na horizontal. A extremidade A,dessa rampa, encontra-se acoplada a uma articulao sem atrito. Na extremidade Best sentado, em repouso, um garoto, tambm de massa m.Essa extremidade Best presa ao cho, por um fio ideal, e ao teto, por uma mola ideal, de constante elstica k, conforme ilustra a Figura 1. Em um determinado instante o garoto corta o fio. A mola, que est inicialmente deformada de um valorx,passa a erguer lentamente a extremidade B da rampa,fazendo com que o garoto escorregue, sem atrito e sem perder o contato com a rampa, at a extremidade A,conforme Figura 2. Quando o garoto, que neste caso deve ser tratado como partcula, atinge a extremidadeA,a mola se encontra em seu comprimento natural (sem deformao) e a rampa estar em repouso e inclinada de um ngulo. Considerando go mdulo da acelerao da gravidade local, nessas condies, a velocidade do garoto em A, vale

(AFA - 2018) Quando necessrio, use: Acelerao da gravidade: Velocidade da luz no vcuo: Constante de Planck: Potencial eltrico no infinito: zero. Uma partcula abandonada sobre um plano inclinado, a partir do repouso no ponto A, de altura h,como indicado pela figura (fora de escala). Aps descer o plano inclinado, a partcula se move horizontalmente at atingir o ponto B.As foras de resistncia ao movimento de A at B so desprezveis. A partir do ponto B,a partcula ento cai, livre da ao de resistncia do ar, em um poo de profundidade igual a 3h e dimetro x.Ela colide com o cho do fundo do poo e sobe, em uma nova trajetria parablica at atingir o ponto C,o mais alto dessa nova trajetria. Na coliso com o fundo do poo a partcula perde 50%de sua energia mecnica. Finalmente, do ponto C ao ponto D, apartcula move-se horizontalmente experimentando atrito com a superfcie. Aps percorrer a distncia entre C e D, igual a 3h, a partcula atinge o repouso. Considerando que os pontosB e Cesto na borda do poo, que o coeficiente de atrito dinmico entre a partcula e o trecho igual a 0,5e que durante a coliso com o fundo do poo a partcula no desliza, a razo entre o dimetro do poo e a altura de onde foi abandonada a partcula,vale

(AFA - 2018) Quando necessrio use : - Acelerao da gravidade: - sen 19C = cos 71 = 0,3; - sen 71 = cos 19 = 0,9; - Velocidade da luz no vcuo: - Constante de Planck: - 1 e V =; - Potencial eltrico no infinito: zero. Considere dois tubos cilndricos (1 e 2), verticais, idnticos e feitos do mesmo material, contendo um mesmo lquido em equilbrio at a altura de 50,0 cm ,conforme figura a seguir. As temperaturas nos dois tubos so inicialmente iguais e de valor 35CO tubo 1 resfriado at 0Cenquanto o tubo 2 aquecido at 70Ce a altura do lquido em cada tubo passa a ser o valor indicado na figura. Sabendo-se que o coeficiente de dilatao trmica dos tubos desprezvel quando comparado com o do lquido, o coeficiente de dilatao volumtrica do lquido, considerado constante, , em

(AFA - 2018) QUESTO ANULADA NA PROVA OFICIAL Trs cargas eltricas pontuais, q1, q2e q3esto fixas de tal forma que os segmentos de reta que unem cada par de carga formam um tringulo equiltero com o plano na vertical, conforme ilustra a figura a seguir. M o ponto mdio do segmento que une q2e q3.A carga eltrica q2 positiva e igual a Qenquanto que q1e q3 so desconhecidas.Verifica-se que o vetor campo eltrico Eno ponto Mgerado por estas trs cargas, forma com o lado que une q2e q3um ngulo de 19e est apontado para baixo. Sabendo-se, ainda, que a fora eltrica de interao entre as cargas q1e q2 menor que a fora eltrica entre q2e q3, correto afirmar que:

(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 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) 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) 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) 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) 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) 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,

(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) 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 :