Questões de Física - ITA | Gabarito e resoluções

(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 .

(ITA 2013- 2 fase -Questo 7) Um dispositivo usado para determinar a distribuio de velocidades de um gs. Em t = 0,com os orifcios O e O alinhados no eixo z, molculas ejetadas de O, aps passar por um colimador, penetram no orifcio O do tambor de raio interno R, que gira com velocidade angular constante .Considere, por simplificao, que neste instante inicial (t= 0)as molculas em movimento encontram-se agrupadas em torno do centro do orifcio O. Enquanto o tambor gira, conforme mostra a figura, tais molculas movem-se horizontalmente no interior deste ao longo da direo do eixo z, cada qual com sua prpria velocidade, sendo paulatinamente depositadas na superfcie interna do tambor no final de seus percursos. Nestas condies, obtenha em funo do ngulo a expresso para v - vmin,em que v a velocidade da molcula depositada correspondente ao giro do tambor e vmin a menor velocidade possvel para que as molculas sejam depositadas durante a primeira volta deste.

[ITA - 1 FASE - 2013] Uma pequena bola de massa lanada de um ponto contra uma parede vertical lisacom uma certa velocidade , numa direo de ngulo em relao horizontal. Considere que aps acoliso a bola retorna ao seu ponto de lanamento, a uma distncia da parede, como mostra a figura.Nestas condies, o coeficiente de restituio deve ser

[ITA - 1 FASE - 2013] A figura mostra um sistema, livre de qualquer fora externa, com um mbolo que pode serdeslocado sem atrito em seu interior. Fixando o mbolo e preenchendo o recipiente de volume com umgs ideal a presso , e em seguida liberando o mbolo, o gs expande-se adiabaticamente. Considerandoas respectivas massas , do cilindro, e , do mbolo, muito maiores que a massa do gs, e sendo o expoente de Poisson, a variao da energia interna do gs quando a velocidade do cilindro for dada aproximadamente por

(ITA 2013- 2 fase -Questo 8) O experimento mostrado na figura foi montado para elevar a temperatura de certo lquido no menor tempo possvel, despendendo uma quantidade de calor Q. Na figura, G um gerador de fora eletromotriz , com resistncia eltrica interna r, e R a resistncia externa submersa no lquido. Desconsiderando trocas de calor entre o lquido e o meio externo, a) Determine o valor de R e da corrente i em funo de e da potncia eltrica P fornecida pelo gerador nas condies impostas. b) Represente graficamente a equao caracterstica do gerador, ou seja, a diferena de potencial U em funo da intensidade da corrente eltrica i. c) Determine o intervalo de tempo transcorrido durante o aquecimento em funo de Q, i e.

[ITA - 1 FASE - 2013] Uma rampa macia de 120 kg inicialmente em repouso, apoiada sobre um piso horizontal,tem sua declividade dada por tan. Um corpo de 80 kg desliza nessa rampa a partir do repouso,nela percorrendo 15 m at alcanar o piso. No final desse percurso, e desconsiderando qualquer tipo deatrito, a velocidade da rampa em relao ao piso de aproximadamente

(ITA 2013- 2 fase -Questo 9) Duas placas condutoras de raio R e separadas por uma distancia d R so polarizadas com uma diferena de potencial V por meio de uma bateria. Suponha sejam uniformes a densidade superficial de carga nas placas e o campo eltrico gerado no vcuo entre elas. Um pequeno disco fino, condutor, de massa m e raio r, colocado no centro da placa inferior. Com o sistema sob a ao da gravidade g, determine, em funodos parmetros dados, a diferena de potencial mnima fornecida pela bateria para que o disco se desloque ao longo do campo eltrico na direoda placa superior.

[ITA - 1 FASE - 2013] Certo produto industrial constitui-se de uma embalagem rgida cheia de leo, de dimenses, sendo transportado numa esteira que passa por um sensor capacitivo de duas placas paralelase quadradas de lado, afastadas entre si de uma distncia ligeiramente maior que , conforme a figura. Quando o produto estiver inteiramente inserido entre as placas, o sensor deve acusar um valor de capacitncia . Considere, contudo, tenha havido antes um indesejado vazamento de leo, tal que a efetivamedida da capacitncia seja . Sendo dadas as respectivas constantes dieltricas do leo, ;e do ar, , e desprezando o efeito da constante dieltrica da embalagem, assinale a percentagem dovolume de leo vazado em relao ao seu volume original.

(ITA 2013- 2 fase -Questo 10) Um prton em repouso abandonado do eletrodo positivo de um capacitor de placas paralelas submetidas a uma diferena de potencial = 1000 V e espaadas entre si de d = 1 mm, conforme a figura. A seguir, ele passa atravs de um pequeno orifcio no segundo eletrodo para uma regiao de campo magntico uniforme de mdulo B = 1,0 T. Faa um grfico da energia cintica do prton em funo do comprimento de sua trajetria ato instante em que a sua velocidade torna-se paralela `as placas do capacitor. Apresente detalhadamente seus clculos.

[ITA - 1 FASE - 2013] O circuito mostrado na figura constitudo por um gerador com f.e.m. e um resistor deresistncia . Considere as seguintes afirmaes, sendo a chave fechada: I - Logo aps a chave ser fechada haveruma f.e.m. autoinduzida no circuito. II - Aps um tempo suficientemente grande cessaro fenmeno de autoinduo no circuito. III - A autoinduo no circuito ocorrersempre que houver variao da corrente eltrica com otempo. Assinale a alternativa verdadeira.

[ITA - 1 FASE - 2013] Um raio horizontal de luz monocromtica atinge um espelho plano vertical aps incidir numprisma com abertura de e ndice de refrao . Considere o sistema imerso no ar e que tantoo raio emergente do prisma como o refletido pelo espelho estejam no plano do papel, perpendicular aoplano do espelho, como mostrado na figura. Assinale a alternativa que indica respectivamente o ngulo eo sentido em que deve ser girado o espelho em torno do eixo perpendicular ao plano do papel que passapelo ponto , de modo que o raio refletido retorne paralelamente ao raio incidente no prisma.

[ITA - 1 FASE - 2013] Um prato plstico com ndice de refrao 1,5 colocado no interior de um forno de micro-ondas que opera a uma frequncia de 2,5109 Hz. Supondo que as micro-ondas incidam perpendicularmente ao prato, pode-se afirmar que a mnima espessura deste em que ocorre o mximo de reflexo das micro-ondas de

[ITA - 1 FASE - 2013] Considere o circuito eltrico mostrado na figura formado por quatro resistores demesma resistncia, e dois geradores ideais cujas respectivas foras eletromotrizessoe.Pode-se afirmar que as correntes , , e nos trechos indicadosna figura, em ampres, so respectivamente de

[ITA - 1 FASE - 2013] A figura mostra duas cascas esfricas condutoras concntricas no vcuo, descarregadas, emque e so, respectivamente, seus raios internos, e e seus respectivos raios externos. A seguir, umacarga pontual negativa fixada no centro das cascas. Estabelecido o equilbrio eletrosttico, a respeito dopotencial nas superfcies externas das cascas e do sinal da carga na superfcie de raio , podemos afirmar,respectivamente, que

[ITA - 1 FASE - 2013] Um recipiente contm dois lquidos homogneos e imiscveis, e , com densidades respectivas e . Uma esfera slida, macia e homognea, de massa 5 kg, permanece em equilbrio sobao de uma mola de constante elstica 800 N/m, com metade de seu volume imerso em cada um doslquidos, respectivamente, conforme a figura. Sendo e , em que a densidade da esfera,pode-se afirmar que a deformao da mola de