Questões de Física - ITA | Gabarito e resoluções

[ITA - 1 FASE - 2013] Diferentemente da dinmica newtoniana, que no distingue passado e futuro, a direotemporal tem papel marcante no nosso dia-a-dia. Assim, por exemplo, ao aquecer uma parte de umcorpo macroscpico e o isolarmos termicamente, a temperatura deste se torna gradualmente uniforme,jamais se observando o contrrio, o que indica a direcionalidade do tempo. Diz-se ento que os processosmacroscpicos so irreversveis, evoluem do passado para o futuro e exibem o que o famoso cosmlogo SirArthur Eddington denominou de seta do tempo. A lei fsica que melhor traduz o tema do texto

[ITA - 1 FASE - 2013] Num experimento que usa o efeito fotoeltrico ilumina-se a superfcie de um metal com luzproveniente de um gs de hidrognio cujos tomos sofrem transies do estado para o estado fundamental.Sabe-se que a funo trabalho do metal igual metade da energia de ionizao do tomo de hidrogniocuja energia do estado dada por . Considere as seguintes afirmaes: I - A energia cintica mxima do eltron emitidopelo metal e II - A funo trabalho do metal . III - A energia cintica mxima dos eltrons emitidosaumenta com o aumento da frequncia da luzincidente no metal a partir da frequncia mnima deemisso. Assinale a alternativa verdadeira.

[ITA - 1 FASE - 2013] Uma espira circular de raio percorrida por uma corrente eltrica criando um campomagntico. Em seguida, no mesmo plano da espira, mas em lados opostos, a uma distncia do seucentro colocam-se dois fios condutores retilneos, muito longos e paralelos entre si, percorridos por correntes e no nulas, de sentidos opostos, como indicado na figura. O valor de e o seu sentido para que omdulo do campo de induo resultante no centro da espira no se altere so respectivamente

[ITA - 1 FASE - 2013] Uma lua de massa m de um planeta distante, de massa descreve uma rbita elpticacom semieixo maior e semieixo menor , perfazendo um sistema de energia . A lei das reas deKepler relaciona a velocidade da lua no apogeu com sua velocidade no perigeu, isto , , em que e a medida do centro ao foco da elipse. Nessas condies, podemos afirmar que:

[ITA - 1 FASE - 2013] Ao passar pelo ponto , um helicptero segue na direo norte com velocidade constante. Nesse momento, um avio passa pelo ponto , a uma distncia de , e voa para o oeste, em direo a , com velocidade tambm constante, conforme mostra a figura. Considerando o instante em que a distncia entre o helicptero e o avio for mnima, assinale a alternativa correta.

[ITA - 1 FASE - 2013] No interior de uma caixa de massa M, apoiada num piso horizontal, encontra-se fixada umamola de constante elstica k presa a um corpo de massa m, em equilbrio na vertical. Conforme a figura,este corpo tambm se encontra preso a um fio tracionado, de massa desprezvel, fixado caixa, de modoque resulte uma deformao b da mola. Considere que a mola e o fio se encontram no eixo vertical desimetria da caixa. Aps o rompimento do fio, a caixa vai perder contato com o piso se

(ITA 2012- 2 fase -Questo 1) 100 capsulas com gua, cada uma de massa m = 1,0 g, so disparadas a velocidade de 10,0 m/s perpendicularmente a uma placa vertical com a qual colidem inelasticamente. Sendo as cpsulas enfileiradas com espaamento de 1,0 cm, determine a fora mdia exercida pelas mesmas sobre a placa.

(ITA - 2012- 2fase) O arranjo de polias da figura preso ao teto para erguer uma massa de 24 kg, sendo os fios inextensveis, e desprezveis as massas das polias e dos fios. Desprezando os atritos, determine: a) O valor do mdulo da fora necessrio para equilibrar o sistema. b) O valor do mdulo da fora necessrio para erguer a massa com velocidade constante. c) A fora (ou peso?) que realiza maior trabalho, em mdulo, durante o tempo T em que a massa est sendo erguida com velocidade constante.

(ITA 2012- 2 fase -Questo 3) A figura mostra uma chapa fina de massa M com o formato de um tringulo equiltero, tendo um lado na posio vertical, de comprimento a, e um vrtice articulado numa barra horizontal contida no plano da figura. Em cada um dos outros vrtices encontra-se fixada uma carga eltrica q e, na barra horizontal, a uma distncia do ponto de articulao, encontra-se fixada uma carga Q. Sendo as trs cargas de mesmo sinal e massa desprezvel, determine a magnitude da carga Q para que o sistema permanea em equilbrio.

(ITA 2012- 2 fase -Questo 4) A figura mostra um sistema formado por dois blocos, A e B, cada um com massa m. O bloco A pode deslocar-se sobre a superfcie plana e horizontal onde se encontra. O bloco B est conectado a um fio inextensvel fixado parede, e que passa por uma polia ideal com eixo preso ao bloco A. Um suporte vertical sem atrito mantm o bloco B descendo sempre paralelo a ele, conforme mostra a figura. Sendo o coeficiente de atrito cintico entre o bloco A e a superfcie, g a acelerao da gravidade, e mantido constante, determine a trao no fio aps o sistema ser abandonado do repouso.

(ITA 2012- 2 fase -Questo 5) tomos neutros ultrafrios restritos a um plano sao uma realidade experimental atual em armadilhas magneto-pticas. Imagine que possa existir uma situacao na qual tomos do tipo A e B esto restritos respectivamente aos planos e , perpendiculares entre si, sendo suas massas tais que mA = 2mB. Os tomos A e B colidem elasticamente entre si nao saindo dos respectivos planos, sendo as quantidades de movimento iniciais, as finais,. forma um angulo com o plano horizontal e = 0. Sabendo que houve transferncia de momento entre A e B, qual e a razo das energias cinticas de B e A apos a coliso?

(ITA 2012- 2 fase -Questo 6) Dois capacitores em srie, de capacitncia C1 e C2, respectivamente, esto sujeitos a uma diferena de potencial V . O Capacitor de capacitncia C1 tem carga Q1 e esta relacionado com C2 atravs de C2 = xC1, sendo x um coeficiente de proporcionalidade. Os capacitores carregados so ento desligados da fonte e entre si, sendo a seguir religados com os respectivos terminais de carga de mesmo sinal. Determine o valor de x para que a carga Q2 final do capacitor de capacitncia C2 seja Q1/4.

(ITA 2012- 2 fase -Questo 7) O momento angular uma grandeza importante na Fsica. O seu modulo definido como L = rp sen , em que r o modulo do vetor posio com relao origem de um dado sistema de referncia, p o modulo do vetor quantidade de movimento e o angulo por eles formado. Em particular, no caso de um satlite girando ao redor da Terra, em rbita elptica ou circular, seu momento angular (medido em relacao ao centro da Terra) conservado. Considere, ento, trs satlites de mesma massa com rbitas diferentes entre si, I, II e III, sendo I e III circulares e II elptica e tangencial a I eIII, como mostra a figura. Sendo LI , LII e LIII os respectivos mdulos do momento angular dos satlites em suas rbitas, ordene, de forma crescente,LI , LII e LIII. Justifique com equaes a sua resposta.

(ITA 2012- 2 fase -Questo 8) Uma partcula de massa m est sujeita exclusivamente ao da fora F = F(x).x, que varia de acordo com o grfico da figura, sendo x o versor no sentido positivo de x. Se em t = 0, a partcula se encontra em x = 0 com velocidade v no sentido positivo de x, pedem-se: 1. O perodo do movimento da partcula em funo de F1, F2, L e m. 2. A mxima distncia da partcula origem em funo de F1, F2, L, m e v. 3. Explicar se o movimento descrito pela partcula do tipo harmnico simples.

(ITA 2012- 2 fase -Questo 9) Considere dois fios paralelos, muito longos e finos, dispostos horizontalmente conforme mostra a figura. O fio de cima pesa 0,080 N/m, percorrido por uma corrente I1 = 20 A e se encontra dependurado por dois cabos. O fio de baixo encontra-se preso e percorrido por uma correnteI2 = 40 A, em sentido oposto. Para qual distncia r indicada na figura, a tenso T nos cabos sera nula?