Questões de Física - ITA 2021 | Gabarito e resoluções

(ITA - 2021 - 1 FASE) O sistema de unidades atmicas de Hartree bastante til para a descrio de sistemas qunticos microscpicos. Nele, faz-se com que a carga fundamentale, e a massa do eltronm0, a constante eletrosttica do vcuo K0e a constante de Planck reduzidahsejam todas numericamente iguais unidade. Assinale a alternativa que contm a ordem de grandeza do valor numrico da velocidade da luz no vcuoc, nesse sistema de unidades. Valores para as contantes: Constante de Planck reduzidah=1,05x10-34 J.s Constante eletrosttica do vcuoK0=9,0x109N.m2.C-2 Velocidade da luz no vcuoc=3,0x108m/s Carga elementar e = 1,6*10-19C

(ITA - 2021 - 2 FASE) Dois avies de combate, A e B, viajam a uma mesma altitude com velocidades constantese, respectivamente. A figura ilustra as posies dos avies no instante, que esto separadas por uma distncia deDevido ao funcionamento de sua turbina, o avio A emite um som de frequncia caracterstica de 1000 Hz. A velocidade do som na regio onde se encontram os avies de 300 m/s. Com base nessas informaes, calcule: (a) a distncia mnima entre os dois avies ao longo do movimento; (b) a frequncia percebida no instante, pelo piloto do avio B, devido ao som da turbina do avio A.

(ITA - 2021 - 2 FASE) Uma pequena esfera de massa e carga est conectada por um fio inextensvel preso num ponto e se move num crculo de raio sobre um plano liso de inclinao a com a horizontal. Na regio existe um campo magntico uniforme e constante, perpendicular ao plano inclinado como ilustra a figura. Se a esfera possui uma velocidade no ponto mais alto da trajetria, determine a trao no fio quando a esfera passa pelas posies D e E indicadas na figura. Considere o sentido de indicado na figura.

(ITA - 2021 - 1aFASE) Um trem parte do repouso sobre uma linha horizontal e deve alcanar a velocidade de 72 km/h. At atingir essa velocidade, o movimento do trem tem acelerao de 0,50 m/s2, sendo que resistncias passivas absorvem 5,0% da energia fornecida pela locomotiva. O esforo mdio, em N, fornecido pela locomotiva para transportar uma carga de 1,0 ton

(ITA - 2021 - 1 FASE) Uma bola de gude de raiore uma bola de basquete de Rso lanadas contra uma parede com velocidade horizontalve com seus centros a uma alturah. A bola de gude e a bola de basquete esto na iminncia de contato entre si, assim como ambas contra a parede. Desprezando a durao de todas as colises e quaisquer perdas de energia, calcule o deslocamento horizontaldabolinha de gude ao atingir o solo.

(ITA - 2021 - 2 FASE) Considere dois corpos celestes esfricos e uniformes, de raios, massas, respectivamente, cujos centros encontram-se inicialmente em repouso, a uma distncia. Devido interao gravitacional mtua, os corpos iniciam um movimento de aproximao, que dura at o choque entre eles. Determine as velocidades finas dos corpos na iminncia da coliso em funo de,, seus raios e suas massas.

(ITA - 2021 -1aFASE) Considere um sistema de trs satlites idnticos de massamdispostos nos vrtices de um tringulo equiltero de ladod. Considerando somente o efeito gravitacional que cada um exerce sobre os demais, calcule a velocidade orbital dos satlites com respeito ao centro de massa do sistema para que a distncia entre eles permanea inalterada.

(ITA - 2021 - 2 FASE) Um maratonista de 80 kg corre meia hora, em local protegido do Sol, mantendo velocidade constante de 20 km/h. O trabalho exigido pelo exerccio, por unidade de massa e distncia, de 0,60 kcal/(kg.km). Desconsiderando o efeito de ganho ou perda de calor por radiao de corpo negro, faa o que se pede, levando em conta que 1,0 cal = 4,2 J. (a) Calcule o trabalho total dispendido, em kJ, no exerccio. (b) Define-se a eficincia do exerccio como a razo entre o trabalho realizado e o custo metablico total do exerccio, que a energia total consumida pelo organismo. Considerando que a eficincia da corrida descrita de 60%, calcule o volume de gua que precisa ser evaporado para manter constante a temperatura do corpo do atleta.

(ITA - 2021 - 1 FASE) Um recipiente, de seco de rea constante e igual aA, preenchido por uma coluna de lquido de densidadee altura H. Sobre o lquido encontra-se um pisto de massaM, que pode se deslocar verticalmente livre de atrito. Um furo no recipiente feito a uma alturah, de tal forma que um filete de gua expelido conforme mostra a figura. Assinale a alternativa que contm o alcance horizontalDdo jato de gua.

(ITA - 2021 - 2 FASE) A figura mostra uma barra AB de comprimento, articulada naextremidade A e presa a uma parede por um cabo BC. Na extremidade B da barra, suspende-se uma massapor uma corda. O ngulo entre o cabo BC e a barra dado por, e o ngulo entre a barra e a corda que suspende a carga dado por, como mostra a figura. A barra, o cabo e a corda tm massas desprezveis. Determine, em termos das grandezas fsicas envolvidas: (a) o nguloentre a barra AB e a fora, exercida pela articulao sobre a barra; (b) a intensidade da fora.

(ITA - 2021 - 2 FASE) Um fio tem uma de suas extremidades presa ao teto e suspende um bloco de densidade = 10a, em quearepresenta a densidade da gua. Na configurao descrita,vo a velocidade de propagao de ondas mecnicas no fio. Em seguida, o bloco mergulhado gradativamente em um recipiente contendo gua, como mostra a figura, at ficar completamente submerso. Em nenhum momento o bloco toca as laterais e o fundo do recipiente. Denote porfa frao do bloco submersa em gua. (a) Calcule a expresso da velocidade de propagaovdas ondas mecnicas no fio em funo defevo. (b) Esboce um grfico que descreva o comportamento de (v/vo)2em funo def.

(ITA - 2021 - 1 FASE) Um recipiente isolado dividido em duas partes. A regio A, com volume VA, contm um gs ideal a uma temperaturaTA. Na regio B, com volumeVB= 2VA, faz-se vcuo. Ao abrir um pequeno orifcio entre as regies, o gs da regio A comea a ocupar a regio B. Considerando que no h troca de calor entre o gs e o recipiente, a temperatura de equilbrio final do sistema

(ITA - 2021 - 2 FASE) Dois feixes de comprimento de onda, paralelos e de intensidade, incidem com inclinaocom a vertical sobre dois espelhos horizontais, conforme ilustra a figura. O espelho superior encontra-se fixo enquanto o inferior, de massa, est ligado a uma mola de constante elsticae realiza um movimento oscilatrio de pequena amplitude. O espelho inferior liberado para oscilar em, a partir do repouso e da posio na qual a mola est relaxada. Os feixes so refletidos pelos espelhos e analisados em um detector, que registra a intensidade da onda resultante da superposio dos feixes. Os resultados coletados so mostrados no grfico a seguir. Com base nas informaes fornecidas, determine o maior valor possvel de.

(ITA - 2021 - 1 FASE) Um objeto de massaM, preso a uma mola ideal, realiza uma oscilao livre de frequnciaf. Em um determinado instante, um segundo objeto de massam fixado ao primeiro. Verifica-se que o sistema tem sua frequncia de oscilao reduzida def,muito menor quef. Sabendo que (1+x)n1+nx, para, pode-se afirmar quef dada por

(ITA - 2021 - 1 FASE) Um violo um instrumento sonoro de seis cordas de diferente propriedades, fixas em ambas as extremidades, acompanhadas de uma caixa de ressonncia. Diferentes notas musicais so produzidas tangendo uma das cordas, podendo-se ou no alterar o seu comprimento efetivo, pressionando-a com os dedos em diferentes pontos do brao do violo. A respeito da gerao de sons por esse instrumento so feitas quatro afirmaes: I.Cordas mais finas, mantidas as demais propriedades constantes, so capazes de produzir notas mais agudas. II.O aumento de 1,00% na tenso aplicada sobre uma corda acarreta um aumento de 1,00% na frequncia fundamental gerada. III.Uma corda denylone uma de ao, afinadas na mesma frequncia fundamental, geram sons de timbres distintos. IV.Ao pressionar uma corda do violo, o musicista gera um som de frequncia maior e comprimento de onda menor em comparao ao som produzido pela corda tocada livremente. Considerando V como verdadeira e F como falsa, as afirmaes I, II, III e IV so, respectivamente,