Questões de Física - ITA | Gabarito e resoluções

(ITA - 2020 - 2 FASE) Considere um dispositivo desenvolvido para simular condies de voo em que operar tubos de Pitot para a medio da velocidade de aeronaves. A presso de estagnao d-se na entrada do Pitot, onde se acopla um tubo contendo gua cuja superfcie livre encontra-se a de altura no interior de um recipiente fechado sujeito a um vcuo parcial de Por sua vez, a presso esttica d-se na entrada do corpo do tubo de Pitot, imerso numa cmara fechada contendo mols de gs ideal a T= 27 C que ocupa um volume total de 125 . Sendoa densidade do ar atmosfrico, calcule, em , o valor a ser registrado por um velocmetro de aeronave que se baseia na leitura dos manmetros acoplados ao sistema ilustrado abaixo.

(ITA - 2020 - 1 FASE) A figura ilustra um experimento numa plataforma que, no referencial de um observador externo, se move com velocidade constante de mdulo comparvel ao da velocidade da luz. No instante, a fonte F emite um pulso de luz de comprimento de onda que incide sobre a placa metlica A, sendo por ela absorvido e, em consequncia emitindo eltrons, que so desacelerados pela diferena de potencial . Considerando que os eltrons atingem a placa B a partir do instante t, assinale a alternativa que referencia apenas variaes independente que diminuem o intervalo de tempo medido pelo observador.

(ITA - 2020 - 2 FASE) De uma altura de solto um frasco indeformvel contendo um gs monoatmico formado de partculas com massa de , e de calor especfico a volume constante igual a . Ao atingir o solo, a energia cintica do sistema dissipada na forma de calor no prprio gs. Para uma temperatura inicial do gs de , determine a variao da velocidade quadrtica mdia das partculas do gs devida queda. Se necessrio, use a aproximao binomial, para. Desconsidere a massa do frasco.

(ITA - 2020 - 2 FASE) Um capacitor de placas paralelas est submetido a uma d.d.p. , e um capacitor 2, idntico ao primeiro, a uma d.d.p. . Um eltron em repouso parte do ponto P, atravessa um orifcio no primeiro capacitor e adentra o segundo atravs de outro orifcio, a em relao a placa, conforme indica a figura. Desconsiderando a ao da gravidade, determine a d.d.p. para que o eltron tangencie a placa superior do capacitor .

(ITA - 2020 - 1 FASE) Num ambiente controlado, o perodo de um pndulo medido a uma temperatura . Sendo o coeficiente de dilatao linear do fio do pndulo, e considerando a aproximao binomial para , pode-se dizer que, com aumento de , o perodo do pndulo

(ITA - 2020 - 1 FASE) Uma certa quantidade de gs com temperatura inicial , presso e volume , aquecida por uma corrente eltrica que flui por um fio de platina num intervalo de tempo . Esse procedimento feito duas vezes: primeiro, com volume constante e presso variando de para e, a seguir, com presso constante e volume variando de para . Assinale a alternativa que explicita a relao do gs.

(ITA - 2020 - 2 FASE) Um sinal luminoso propaga-se no interior de uma fibra ptica de comprimento , feita de um material com ndice de refrao igual a 1,50. Considere que a luz no interior da fibra guiada por meio de sucessivas reflexes internas totais. Sendo a velocidade da luz no vcuo igual a , calcule o tempo de propagao do sinal de ponta a ponta a) se a fita estiver envolta de ar; b) se o ncleo da fibra estiver por envolvido por um revestimento feito de material com ndice de refrao de 1,45.

(ITA - 2020 - 1 FASE) Ao redor de um cilindro de massa m, raio a e comprimento , so enroladas simtrica e longitudinalmente espiras. Estas so dispostas paralelamente a um plano inclinado onde se encontra um cilindro, que no desliza devido ao atrito com a superfcie do plano. Considerando a existncia de um campo magntico uniforme e vertical na regio, assinale a intensidade da corrente que deve circular nas espiraspara que o conjunto permanea em repouso na posio indicada pela figura.

(ITA - 2020 - 2 FASE) Raios csmicos interagem com tomos da atmosfera e produzem partculas instveis . Por meio de experimentos, constata-se que decai em uma partcula e em um neutrino , conforme a equao de decaimento . Considerando desprezvel a massa de repouso do neutrino e inicialmente em repouso, determine a velocidade da partcula em termos de e das massas de e de.

(ITA - 2020 - 1 FASE) O som produzido pelo alto-falante (fonte) ilustrado na figura tem frequncia de 10 kHz E chega a um microfone atravs de dois caminhos diferentes. As ondas sonoras viajam simultaneamente pelo tubo esquerdo FXM, de comprimento fixo, e pelo tubo direito FYM, cujo comprimento pode ser alterado movendo-se a seo deslizante (tal qual um trombone). As ondas sonoras que viajam pelos dois caminhos interferem-se em M. Quando a seo deslizante do caminho FYM puxada para fora por 0,025 m, a intensidade sonora detectada pelo microfone passa de um mximo para um mnimo. Assinale o mdulo da velocidade do som no interior do tubo.

(ITA - 2020 - 1 FASE)[Adaptada] Considere o circuito da figura no qual h uma chave eltrica, um reostato linear de comprimento total de 20 em, uma fonte de tenso V = 1,5 V e um capacitor de capacitncia conectado a um ponto intermedirio do reostato, de modo a manter contato eltrico e permitir seu carregamento. A resistncia R entre uma das extremidades do reostato e o ponto de contato eltrico, a uma distncia x, varia segundo o grfico ao lado. Coma chave fechada e no regime estacionrio, a carga no capacitor igual a

(ITA - 2020 - 1 FASE)Trs esferas idnticas de massa m, carga eltrica Q e dimenses desprezveis, so presas a extremidades de fios isolantes e inextensveis de comprimento l. As demais pontas dos fios so fixadas a um ponto P, que sustenta as massas. Na condio de equilbrio do sistema, verifica-se que o ngulo entre um dos fios e a direo vertical , conforme mostra a figura. Sendoa permissividade eltrica do meio, o valor da carga eltrica q dada por

(ITA - 2020 - 1 FASE) Dois raios luminosos paralelos e simtricos em relao ao eixo ptico, interdistantes de 2 mm, devem ser focados em um ponto P no interior de um bloco transparente, a 1 mm de sua superfcie, conforme mostra a figura. Para tal, utiliza-se uma lente delgada convergente com distncia focal de 1 mm. Considerando que o bloco tem ndice de refrao n = , a distncia L entre o vrtice V da lente e a superfcie do bloco deve ser ajustada para

(ITA - 2020 - 1 FASE) Considere um sistema de trs mquinas trmicas M1, M2 e M3 acopladas, tal que o rejeito energtico de uma aproveitado pela seguinte. Sabe-se que a cada ciclo, M1 recebe de calor de uma fonte quente a e rejeita , dos quais so aproveitados por M2 para realizao de trabalho. Por fim, M3 aproveita o rejeito de M2 e descarta em uma fonte fria a . So feitas as seguintes afirmaes: I. inferior a 225 K a temperatura da fonte fria de M1 II. O rendimento do sistema de 55% III. O rendimento do sistema corresponde a 80% do rendimento de uma mquina de Carnot operando entre as mesmas temperaturas. Conclui-se ento que

(ITA - 2019 - 2 FASE) Conforme a figura, um veculo espacial, composto de um motor-foguete de massa m1 e carga til de massa m2, lanado verticalmente de um planeta esfrico e homogneo de massa M e raio R. Aps esgotar o combustvel, o veculo permanece em voo vertical at atingir o repouso a uma distncia r do centro do planeta. Nesse instante um explosivo acionado, separando a carga til do motor-foguete e impulsionando-a verticalmente com velocidade mnima para escapar do campo gravitacional do planeta. Desprezando as foras dissipativas, a variao de massa associada queima do combustvel do foguete e efeitos de rotao do planeta, e sendo G a constante de gravitao universal, determine: (a) o trabalho realizado pelo motor-foguete durante o 1 estgio do seu movimento de subida e (b) a energia mecnica adquirida pelo sistema devido exploso.