Questões de Física - ITA | Gabarito e resoluções

(ITA - 2016 - 2 FASE) Um dado instrumento, emitindo um nico som de frequncia f0 solto no instante t = 0 de uma altura h em relao ao cho onde voc, imvel, mede a frequncia f que a cada instante chega aos seus ouvidos. O grfico resultante de mostra uma reta de coeficiente angular -3,00 x 10⁻5.Desprezando a resistncia do ar, determine o valor da frequncia f0.

(ITA - 2016 - 2 FASE) Dois garotos com patins de rodinhas idnticos encontram-se numa superfcie horizontal com atrito e, graas a uma interao, conseguem obter a razo entre seus respectivos pesos valendo-se apenas de uma fita mtrica. Como resolvida essa questo e quais os conceitos fsicos envolvidos?

(ITA - 2016 - 2 FASE) Considere uma garrafa trmica fechada contendo uma certa quantidade de gua inicialmente a 20 C. Elevando-se a garrafa a uma certa altura e baixando-a em seguida, suponha que toda a gua sofra uma queda livre de 42 cm em seu interior. Este processo se repete 100 vezes por minuto. Supondo que toda a energia cintica se transforme em calor a cada movimento, determine o tempo necessrio para ferver toda a gua.

(ITA - 2016 - 2 FASE) Considere superpostas trs barras idnticas de grafite com resistividade = 1,0 104 Ωm, 15 cm de comprimento e seo quadrada com 2,0 cm de lado. Inicialmente as trs barras tem as suas extremidades em contato com a chapa ligada ao contato A. Em seguida, a barra do meio desliza sem atrito com velocidade constante v = 1,0 cm/s, movimentando igualmente o contato B, conforme a figura. Obtenha a expresso da resistncia R medida entre A e B como funo do tempo e esboce o seu grfico.

(ITA - 2016 - 2 FASE) Um sistema mecnico formado por duas partculas de massas m conectadas por uma mola, de constante elstica k e comprimento natural 2ℓ0, e duas barras formando um ngulo fixo de 2, conforme a figura. As partculas podem se mover em movimento oscilatrio, sem atrito, ao longo das barras, com a mola subindo e descendo sempre na horizontal. Determine a frequncia angular da oscilao e a variao ∆ℓ = ℓ0 ℓ1, em que ℓ1 o comprimento da mola em sua posio de equilbrio.

(ITA - 2016 - 2 FASE) No circuito da figura o capacitor encontra-se descarregado com a chave A aberta que, a seguir, fechada no instante t1, sendo que o capacitor estar totalmente carregado no instante t2. Desprezando a resistncia da bateria V, determine a corrente no circuito nos instantes t1 e t2.

(ITA 2015) (2 fase) A figura mostra um tubo cilndrico de raio R apoiado numa superfcie horizontal, em cujo interior encontram-se em repouso duas bolas idnticas, de raio r = 3R/4e peso Pcada uma. Determine o peso mnimo Pc do cilindro para que o sistema permanea em equilbrio. Se precisar, utilize os valores das constantes aqui relacionadas. Constante dos gases: R = 8 J/(molK) Presso atmosfrica ao nvel do mar: P0 = 100 kPa. Massa molecular do CO2 = 44 u. Calor latente do gelo: 80 cal/g. Calor especfico do gelo: 0,5 cal/(gK) Acelerao da gravidade: g = 10,0 m/s2.

(ITA 2015) (2 fase)Uma nave espacial segue inicialmente uma trajetria circular de raio em torno da Terra. Para que a nave percorra uma nova rbita tambm circular, de raio, necessrio por razes de economia fazer com que ela percorra antes uma trajetria semieliptica, denominada rbita de transferncia de Hohmann, mostrada na figura. Para tanto, so fornecidos nave dois impulsos, a saber: no ponto A, ao iniciar sua rbita de transferncia, e no ponto B, ao iniciar sua outra rbita circular. Sendo M a massa da Terra; G, a constante da gravitao universal; , respectivamente, a massa e a velocidade da nave; e constante a grandeza na rbita elptica, pede-se a energia necessria para a transferncia de rbita da nave no ponto B

(ITA 2015) (2 fase) Num copo de guaran, observa-se a formao de bolhas de CO2que sobem superfcie. Desenvolva um modelo fsico simples para descrever este movimento e, com base em grandezas intervenientes, estime numericamente o valor da acelerao inicial de uma bolha formada no fundo do copo. Se precisar, utilize os valores das constantes aqui relacionadas. Constante dos gases: R = 8 J/(molK) Presso atmosfrica ao nvel do mar: P0 = 100 kPa. Massa molecular do CO2 = 44 u. Calor latente do gelo: 80cal/g. Calor especfico do gelo: 0,5 cal/(gK) 1cal = 4107 erg. Acelerao da gravidade: g = 10,0 m/s2.

(ITA 2015) (2 fase) Uma carga q ocupa o centro de um hexgono regular de lado d tendo em cada vrtice uma carga idntica q. Estando todas a sete cargas interligadas por fios inextensveis, determine as tenses em cada um deles.

(ITA 2015) (2 fase) Nutrons podem atravessar uma fina camada de chumbo, mas tm sua energia cintica absorvida com alta eficincia na gua ou em materiais com elevada concentrao de hidrognio. Explique este efeito considerando um nutron de massa e velocidade que efetua uma coliso elstica e central com um tomo qualquer de massa inicialmente em repouso. Se precisar, utilize os valores das constantes aqui relacionadas. Constante dos gases: R = 8 J/(molK). Presso atmosfrica ao nvel do mar: P0=100 kPa. Massa molecular do CO2 = 44u. Calor latente do gelo: 80 cal/g. Calor especfico do gelo: 0,5 cal/(gK). 1cal = 4107erg Acelerao da gravidade: g = 10,0 m/s

(ITA 2015) (2 fase)A base horizontal de um prisma de vidro encontra-se em contato com a superfcie da gua de um recipiente. A figura mostra a seo reta triangular deste prisma, com dois de seus ngulos, e . Um raio de luz propaga-se no ar paralelamente superfcie da gua e perpendicular ao eixo do prisma, nele incidindo do lado do ngulo , cujo valor tal que o raio sofre reflexo total na interface da superfcie vidro-gua. Determine o ngulo tal que o raio emerja horizontalmente do prisma. O ndice de refrao da gua e, o do vidro, .

(ITA 2015) (2 fase)Morando em quartos separados e visando economizar energia, dois estudantes combinam de interligar em srie cada uma de suas lmpadas de 100 W. Porm, verificando a reduo da claridade em cada quarto, um estudante troca a sua lmpada de 100 W para uma de 200 W, enquanto o outro tambm troca a sua de 100 W para uma de 50 W. Em termos de claridade, houve vantagem para algum deles? Por qu? Justifique quantitativamente.

(ITA 2015) (2 fase) Uma massa m suspensa por uma mola elstica hipottica, de constante de mola k e comprimento d, descreve um movimento oscilatrio de frequncia angular quando ela deslocada para uma posio , abaixo de sua posio de equilbrio em , e solta em seguida. Considerando nula a fora da mola para z 0, determine o perodo de oscilao da massa e os valores de z entre os quais a mesma oscila.

(ITA 2015) (2 fase)Um prton com uma velocidade v = 0,80 107ex m/s move-se ao longo do eixo x de um referencial, entrando numa regio em que atuam campos de induo magnticos. Para x de 0 a L, em que L = 0,85 m, atua um campo de intensidade B = 50 mT na direo negativa do eixo z. Para x L, um outro campo de mesma intensidaade atua na direopositiva do eixo z. Sendo a massa do prton de 1,71027 kg e sua carga eltrica de 1,61019 C, descreva a trajetria do prton e determine os pontos onde ele cruza a reta x = 0,85 m e a reta y = 0 m.