Questões de Física - ITA | Gabarito e resoluções

(ITA 2014) Considere dois satlites artificiais S e T em torno da Terra. S descreve uma rbita elptica com semieixo maior a, e T, uma rbita circular de raio a, com os respectivos vetores posio e com origem no centro da Terra. correto afirmar que

(ITA 2014) O módulo de Young de um material mede sua resistência a deformações causadas por esforços externos. Numa parede vertical, encontra-se engastado um sólido maciço de massa específica e módulo de Young , em formato de paralelepípedo reto, cujas dimensões são indicadas na figura. Com base nas correlações entre grandezas físicas, assinale a alternativa que melhor expressa a deflexão vertical sofrida pela extremidade livre do sólido pela ação do seu próprio peso.

(ITA-2014)Uma amostra I de tomos de 57Fe, cujos ncleos excitados emitem ftons devido a uma transio nuclear, est situada a uma altura d verticalmente acima de uma amostra II de 57Fe que recebe a radiao emitida pela amostra I. Ao chegar a II, os ftons da amostra I sofrem um aumento de frequncia devido reduo de sua energia potencial gravitacional, sendo, portanto, inca - pazes de excitar os ncleos de 57Fe dessa amostra. No entanto, essa incapacidade pode ser anulada se a amostra I se afastar verticalmente da amostra II com uma velocidade v adequada. Considerando v c e que a energia potencial gravitacional do fton de energia pode ser obtida mediante sua massa efetiva /c2, assinale a opo que explicita v. Se necessrio, utilize (1 + x)n 1 + nx para x 1.

(ITA-2014)Duas placas de um mesmo metal e com a mesma rea de 5,0 cm2, paralelas e prximas entre si, so conectadas aos terminais de um gerador de tenso ajustvel. Sobre a placa conectada ao terminal negativo, faz-se incidir radiao e, por efeito fotoeltrico, aparece uma corrente no circuito, cuja relao com a tenso aplicada explicitada no grfico. Sabendo que a funo trabalho do metal de 4,1 eV e assumindo que na regio de saturao da corrente todo fton incidente sobre a placa gera um fotoeltron que coletado, a medida da intensidade dessa radiao em W/cm2 igual a

(ITA-2014)As figuras mostram trs espiras circulares concntricas e coplanares percorridas por correntes de mesma intensidade I em diferentes sentidos. Assinale a alternativa que ordena corretamente as magnitudes dos respectivos campos magnticos nos centros B1, B2, B3 e B4.

(ITA 2014) Um disco rgido de massa M e centro O pode oscilar sem atrito num plano vertical em torno de uma articulao P. O disco atingido por um projtil de massa m M que se move horizontalmente com velocidade no plano do disco. Aps a coliso, o projtil se incrusta no disco e o conjunto gira em torno de P at o ngulo . Nestas condies, afirmam-se: I. A quantidade de movimento do conjunto projtil + disco se mantm a mesma imediatamente antes e imediatamente depois da coliso. II. A energia cintica do conjunto projtil + disco se mantm a mesma imediatamente antes e imediatamente depois da coliso. III. A energia mecnica do conjunto projtil + disco imediatamente aps a coliso igual da posio de ngulo /2. (so) verdadeira( s) apenas a( s) assertiva( s)

(ITA 2013- 2 fase -Questo 1) Considere as seguintes relaes fundamentais da dinmica relativstica de uma partcula: a massa relativstica , o momentum relativsticoe a energia relativstica, em que a massa de repousoda partcula e o fator de Lorentz. Demonstre que E2 p2c2 = (m0c2)2 e, com base nessa relao, discuta a afirmao: Toda partcula com massa de repouso nula viaja com a velocidade da luz c.

(ITA 2013- 2 fase -Questo 2) Um recipiente inicialmente aberto para a atmosfera a temperatura de 0 C. A seguir, o recipiente fechado e imerso num banho trmico com gua em ebulio. Ao atingir o novo equilbrio, observa-se o desnvel do mercrio indicado na escala das colunas do manmetro. Construa um grfico P T para os dois estados do ar no interior do recipiente e o extrapole para encontrar a temperatura T0

(ITA 2013- 2 fase -Questo 3) Num plano horizontal x y, um projtil de massa m lanado com velocidade v, na direo com o eixo x, contra o centro de massa de uma barra rgida, homognea, de comprimento L e massa M, que se encontra inicialmente em repouso a uma distncia D de uma parede, conforme a figura. Aps uma primeira coliso elstica com a barra, o projtil retrocede e colide elasticamente com a parede. Desprezando qualquer atrito, determine o intervalo de valores de para que ocorra uma segunda coliso com a barra, e tambm o tempo decorrido entre esta e a anterior na parede.

[ITA - 1 FASE - 2013] Num experimento clssico de Young, representa a distncia entre as fendas e a distnciaentre o plano destas fendas e a tela de projeo das franjas de interferncia, como ilustrado na figura.Num primeiro experimento, no ar, utiliza-se luz de comprimento de onda e, num segundo experimento,na gua, utiliza-se luz cujo comprimento de onda no ar . As franjas de interferncia dos experimentosso registradas numa mesma tela. Sendo o ndice de refrao da gua igual a , assinale a expresso paraa distncia entre as franjas de interferncia construtiva de ordem para o primeiro experimento e as deordem para o segundo experimento.

(ITA 2013- 2 fase -Questo 4) Dois radiotelescpios num mesmo plano com duas estrelas operam como um interfermetro na frequncia de 2,1 GHz. As estrelas so interdistantes de L = 5,0 anos-luz e situam-se a uma distncia D= 2,5107 anos-luz da Terra. Ver figura. Calcule a separao mnima, d, entre os dois radiotelescpios necessria para distinguir as estrelas. Sendo 1 em radianos, use a aproximao tansen.

[ITA - 1 FASE - 2013] Num certo experimento, trs cilindros idnticos encontram-se em contato pleno entre si,apoiados sobre uma mesa e sob a ao de uma fora horizontal F, constante, aplicada na altura do centrode massa do cilindro da esquerda, perpendicularmente ao seu eixo, conforme a figura. Desconsiderandoqualquer tipo de atrito, para que os trs cilindros permaneam em contato entre si, a acelerao provocadapela fora deve ser tal que

(ITA 2013- 2 fase -Questo 5) Em atmosfera de ar calmo e densidade uniforme da, um balo aerosttico, inicialmente de densidade d, desce verticalmente com acelerao constante de mdulo a. A seguir, devido a uma variao de massa e de volume, o balo passa a subir verticalmente com acelerao de mesmo mdulo a. Determine a variao relativa do volume em funo da variao relativa da massa e das densidades da e d.

[ITA - 1 FASE - 2013] Duas partculas, de massas e , esto respectivamente fixadas nas extremidades de umabarra de comprimento e massa desprezvel. Tal sistema ento apoiado no interior de uma cascahemisfrica de raio , de modo a se ter equilbrio esttico com posicionado na borda da casca e ,num ponto , conforme mostra a figura. Desconsiderando foras de atrito, a razo entre as massas igual a

(ITA 2013- 2 fase -Questo 6) Um mol de um gs ideal sofre uma expanso adiabtica reversvel de um estado inicial cuja presso Pi e o volume Vi para um estado final em que a presso Pfe o volume Vf . Sabe-se que = Cp/Cvo expoente de Poisson, em que Cp e Cv so os respectivos calores molares a presso e a volume constantes. Obtenha a expresso do trabalho realizado pelo gs em funo de Pi , Vi , Pf , Vf e .