Questões de Física - ITA 2002 | Gabarito e resoluções

(ITA - 2002 - 1a Fase) Um pequeno tanque, completamente preenchido com 20,0 de gasolina a 0 F, logo a seguir transferido para uma garagem mantida temperatura de 70 F. Sendo = 0,0012 C-1 o coeficiente de expanso volumtrica da gasolina, a alternativa que melhor expressa o volume de gasolina que vazar em consequncia do seu aquecimento at a temperatura da garagem

(ITA - 2002 - 1a Fase) Deseja-se enrolar um solenoide de comprimento z e dimetro D, utilizando-seuma nica camada de fio de cobre de dimetro d enrolado o mais junto possvel. A umatemperatura de 75C, a resistncia por unidade de comprimento do fio r. Afim de evitar que atemperatura ultrapasse os 75C, pretende-se restringir a um valor P a potncia dissipada porefeito Joule. O mximo valor do campo de induo magntica que se pode obter dentro dosolenoide :

(ITA - 2002 - 1a Fase) Um pesquisador percebe que a freqncia de uma nota emitida pela buzina de um automvel parece cair de 284 hz para 266 hz medida que o automvel passa por ele. Sabendo que a velocidade do som no ar 330 m/s, qual das alternativas melhor representa a velocidade do automvel?

(ITA - 2002 - 1a Fase) A figura mostra uma espira condutora que se desloca com velocidade constante v numa regio com campo magntico uniforme no espao e constante no tempo. Este campo magntico forma um ngulo com o plano da espira. A fora eletromotriz mxima produzida pela variao de fluxo magntico no tempo ocorre quando

(ITA - 2002 - 1a Fase) Um trecho da msica Quanta, de Gilberto Gil, reproduzido no destaque a seguir. Fragmento infinitsimo, Quase que apenas mental, Quantum granulado no mel, Quantum ondulado do sal, Mel de urnio, sal de rdio Qualquer coisa quase ideal. As frases Quantum granulado no mel e Quantum ondulado do sal relacionam-se, na Fsica, com

(ITA - 2002 - 2 fase - Questo 21) Estamos habituados a tomar sucos e refrigerantes usando canudinhos de plstico. Neste processo esto envolvidos alguns conceitos fsicos importantes. Utilize seus conhecimentos de fsica para estimar o mximo comprimento que um canudinho pode ter e ainda permitir que a gua chegue at a boca de uma pessoa. Considere que o canudinho deve ser sugado sempre na posio vertical. Justifique suas hipteses e assuma, quando julgar necessrio, valores para as grandezas fsicas envolvidas. Dado: 1 atm = 1,013 105 N/m2

(ITA - 2002 - 2 fase - Questo 22)Mediante chave seletora, um chuveiro eltrico tem a sua resistncia graduada para dissipar 4,0kW no inverno, 3,0kW no outono, 2,0kW na primavera e 1,0kW no vero. Numa manh de inverno, com temperatura ambiente de 10C, foram usados 10,0Lde gua desse chuveiro para preencher os 16% do volume faltante do aqurio de peixes ornamentais, de modo a elevar sua temperatura de 23C para 28C. Sabe-se que 20% da energia perdida no aquecimento do ar, a densidade da gua = 1,0 g/cm3e calor especfico da gua 4,18J/gK. Considerando que a gua do chuveiro foi colhida em 10 minutos, em que posio se encontrava a chave seletora? Justifique.

(ITA - 2002 - 2 fase - Questo 23) Um ginsio de esportes foi projetado na forma de uma cpula com raio de curvatura R = 39,0m, apoiada sobre uma parede lateral cilndrica de raio y = 25,0m e altura h = 10,0m, como mostrado na figura. A cpula comporta-se como um espelho esfrico de distncia focal , refletindo ondas sonoras, sendo seu topo o vrtice do espelho. Determine a posio do foco relativa ao piso do ginsio. Discuta, em termos fsicos as consequncias prticas deste projeto arquitetnico.

(ITA - 2002 - 2 fase - Questo 24)Billy sonha que embarcou em uma nave espacial para viajar at o distante planeta Gama, situado a 10,0 anos-luz da Terra. Metade do percurso percorrida com acelerao de 15 m/s2, e o restante com desacelerao de mesma magnitude. Desprezando a atrao gravitacional e efeitos relativistas, estime o tempo total em meses de ida e volta da viagem do sonho de Billy. Justifique detalhadamente.

(ITA - 2002 - 2 fase - Questo 25)Uma massa liberada a partir do repouso de uma altura hacima do nvel do solo e desliza sem atrito em uma pista que termina em um loop de raio r, conforme indicado na figura. Determine o ngulo relativo vertical e ao ponto em que a massa perde o contato com a pista. Expresse sua resposta como funo da altura h, do raio r e da acelerao da gravidade g.

(ITA - 2002 - 2 fase - Questo 26) Um tubo capilar fechado em uma extremidade contm uma quantidade de ar aprisionada por um pequeno volume de gua. A 7,0C e presso atmosfrica (76,0cm Hg) o comprimento do trecho com ar aprisionado de 15,0cm. Determine o comprimento do trecho com ar aprisionado a 17,0C. Se necessrio, empregue os seguintes valores da presso de vapor da gua: 0,75cm Hg a 7,0C e 1,42cm Hg a 17,0C.

(ITA - 2002 - 2 fase - Questo27) Uma pequena pedra repousa no fundo de um tanque de x m de profundidade. Determine o menor raio de uma cobertura circular plana, paralela superfcie da gua que, flutuando sobre a superfcie da gua diretamente acima da pedra, impea completamente a viso desta por um observador ao lado do tanque, cuja vista se encontra no nvel da gua. Justifique. Dado: ndice de refrao da gua nw=

(ITA - 2002 - 2 fase - Questo 28)Colaborando com a campanha de economia de energia, um grupo de escoteiros construiu um fogo solar, consistindo de um espelho de alumnio curvado que foca a energia trmica incidente sobre uma placa coletora. O espelho tem um dimetro efetivo de 1,00m e 70% da radiao solar incidente aproveitada para de fato aquecer uma certa quantidade de gua. Sabemos ainda que o fogo solar demora 18,4 minutos para aquecer 1,00Lde gua desde a temperatura de 20 C at 100 C, e que 4,186.103 J a energia necessria para elevar a temperatura de 1,00Lde gua de 1,000 K. Com base nos dados, estime a intensidade irradiada pelo Sol na superfcie da Terra, em W/m2.Justifique.

(ITA - 2002 - 2 fase - Questo 29)Voc dispe de um dispositivo de resistncia R = 5 r; e de 32 baterias idnticas, cada qual com resistncia r e fora eletromotriz V. Como seriam associadas as baterias, de modo a obter a mxima corrente que atravesse R? Justifique.

(ITA - 2002 - 2 fase - Questo 30)Um tomo de hidrognio tem nveis de energia discretos dados pela equao , em que {n Z / n 1}. Sabendo que um fton de energia 10,19 eV excitou o tomo do estado fundamental (n = 1) at o estado p, qual deve ser o valor de p? Justifique.