Questões de Física - ITA 1997 | Gabarito e resoluções

(Ita 1997) Um certo volume de mercrio, cujo coeficiente de dilatao volumtrico m, introduzido num vaso de volume V0, feito de vidro de coeficiente de dilatao volumtrico v. O vaso com mercrio, inicialmente a 0C, aquecido a uma temperatura T (em C). O volume da parte vazia do vaso temperatura T igual ao volume da parte vazia do mesmo a 0 C. O volume de mercrio introduzido no vaso a 0 C :

(ITA - 1994) Uma pequena esfera de massa m e carga q, sob a influncia da gravidade e da interao eletrosttica, encontra-se suspensa por duas cargas Q fixas, colocadas a uma distncia d no plano horizontal, como mostra a figura. Considere que a esfera e as duas cargas fixas estejam no mesmo plano vertical e que sejam iguais a os respectivos ngulos entre a horizontal e cada reta passando pelos centros das cargas fixas e da esfera. A massa da esfera , ento:

(Ita 1997) No arranjo mostrado a seguir, do ponto A largamos com velocidade nula duas pequenas bolas que se movero sob a influencia da gravidade em um plano vertical, sem rolamento ou atrito, uma pelo trecho ABC e a outra pelo trecho ADC. As partes AD e BC dos trechos so paralelas e as partes AB e DC tambm. Os vrtices B de ABC e D de ADC so suavemente arredondados para que cada bola no sofra uma brusca mudana na sua trajetria. Pode-se afirmar que:

(Ita 1997) Um antigo vaso chins est a uma distncia d da extremidade de um forro sobreuma mesa. Essa extremidade, por sua vez, se encontra a uma distncia D de uma das bordasda mesa, como mostrado na figura. Inicialmente tudo est em repouso. Voc apostou queconsegue puxar o forro com uma acelerao constante a (veja figura), de tal forma que o vasono caia da mesa. Considere que ambos os coeficientes de atrito, esttico e cintico, entre o vaso e o forro tenham o valor e que o vaso pare no momento que toca na mesa. Vocganhar a aposta se a magnitude da acelerao estiver dentro da faixa:

(Ita 1997) Um vaporizador contnuo possui um bico pelo qual entra gua a 20 oC, de talmaneira que o nvel de gua no vaporizador permanece constante. O vaporizador utiliza 800 Wde potncia, consumida no aquecimento da gua at 100 oC e na sua vaporizao a 100 oC. Avazo de gua pelo bico : Dados: Calor especfico da gua = 4,18 kJ/kgK Massa especfica da gua = 1,0 g/cm3 Calor latente de vaporizaoda gua = 2,26103kJ/kg

(Ita 1997) Uma massa puntual se move, sob a influência da gravidade e sem atrito, com velocidade angular em um círculo a uma altura h 0 na superfície interna de um cone que forma um ângulo com seu eixo central, como mostrado na figura. A altura h da massa em relação ao vértice do cone é:

(ITA 1997) Um pequeno bloco, solto com velocidade nula a uma altura h, move-se sob oefeito da gravidade e sem atrito sobre um trilho em forma de dois quartos de circulo de raio Rque se tangenciam, como mostra a figura. A mínima altura inicial h que acarreta a saída dobloco, do trilho, após o ponto A é:

(Ita 1997) Considere as seguintes afirmações sobre a condução elétrica num condutor homogêneo e isotrópico: I) Energia potencial elétrica é transformada em calor ao conectar-se o condutor aos terminais de uma bateria. II) Energia potencial elétrica é transformada em energia radiante ao conectar-se o condutor aos terminais de uma bateria. III) A resistividade elétrica é uma propriedade intensiva da substância que compõe o condutor, isto é, não depende da geometria do condutor. IV) A resistência de um condutor depende da sua geometria. Das afirmativas mencionadas:

(Ita 1997) A casa de um certo professor de Fsica do ITA, em So Jos dos Campos, tm dois chuveiros eltricos que consomem 4,5 kW cada um. Ele quer trocar o disjuntor geral da caixa de fora por um que permita o funcionamento dos dois chuveiros simultaneamente com um aquecedor eltrico (1,2 kW), um ferro eltrico (1,1 kW) e 7 lmpadas comuns (incandescentes) de 100 W. Disjuntores so classificados pela corrente mxima que permitem passar. Considerando que a tenso da cidade seja de 220 V, o disjuntor de menor corrente mxima que permitir o consumo desejado ento de:

(Ita 1997) Um recipiente cilndrico de raio R e eixo vertical contm lcool at uma altura H.Ele possui, meia altura da coluna de lcool, um tubo de eixo horizontal cujo dimetro d pequeno comparado altura da coluna de lcool, como mostra a figura. O tubo vedado porum mbolo que impede a sada de lcool, mas que pode deslizar sem atrito atravs do tubo. Sendo a massa especfica do lcool, a magnitude da fora F necessria para manter ombolo em sua posio :

(Ita 1997) Um tubo vertical de seco S, fechado em uma extremidade, contm um gs,separado da atmosfera por um mbolo de espessura d e massa especfica . O gs, supostoperfeito, est temperatura ambiente e ocupa um volume V = SH (veja a figura). Virando otubo tal que a abertura fique voltada para baixo, o mbolo desce e o gs ocupa um novovolume, V = SH. Denotando a presso atmosfrica por P0, a nova altura H :

(ITA 1997) Um anel, que parece ser de ouro macio, tem massa de 28,5 g. O anel desloca3 cm de gua quando submerso. Considere as seguintes afirmaes: I) O anel de ouro macio. II) O anel oco e o volume da cavidade 1,5 cm. III) O anel oco e o volume da cavidade 3,0 cm. IV) O anel feito de material cuja massa especfica a metade da do ouro. Dado: massa especfica do ouro = 19,0 g/cm Das afirmativas mencionadas:

(Ita 1997) Um aluno do ITA levou um relógio, a pêndulo simples, de Santos, no litoral paulista, para São José dos Campos, a 600m acima do nível do mar. O relógio marcava a hora correta em Santos, mas demonstra uma pequena diferença em São José. Considerando a Terra como uma esfera com seu raio correspondendo ao nível do mar, pode-se ESTIMAR que, em São José dos Campos, o relógio:

(ITA 1997) O primeiro planeta descoberto fora do sistema solar, 51 Pegasi B, orbita a estrela 51 Pegasi, completando uma revoluo a cada 4,2 dias. A descoberta do 51 Pegasi B, feita por meios espectroscpicos, foi confirmada logo em seguida por observao direta do movimento peridico da estrela devido ao planeta que a orbita. Concluiu-se que 51 Pegasi B orbita a estrela 51 Pegasi 1/20 da distncia entre o Sol e a Terra. Considere as seguintes afirmaes: se o semi-eixo maior da rbita do planeta 51 Pegasi B fosse 4 vezes maior do que , ento: I) A amplitude do movimento peridico da estrela 51 Pegasi, como visto da Terra, seria 4 vezes maior do que . II) A velocidade mxima associada ao movimento peridico da estrela 51 Pegasi, como visto da Terra, seria 4 vezes maior do que . III) O perodo de revoluo do planeta 51 Pegasi B seria de 33,6 dias.

(Ita 1997) Uma luz monocromática de comprimento de onda λ = 600 nm propaga-se no ar (de índice de refração n=1,00) e incide sobre água (de índice de refração n=1,33). Considerando a velocidade da luz no ar como sendo v=3,00×108 m/s, a luz propaga-se no interior da água: