CONCURSO DE ADMISSÃO CURSO DE CADERNO DE QUESTÕES 1 a QUESTÃO Sentido de rotação do corpo Um corpo de 4 kg está preso a um fio e descreve um movimento circular solo. Na posição indicada na figu ra, ele sofre movimento que o libera do fio, sendo o impulso nesta direção a) a variação do vetor momento linear entre o instante em que o corpo é liberado do fio e o instante que atinge o solo; b) a coordenada x do ponto onde o corpo atinge o solo. Dados: • raio do movimento circular: 6,4 m • velocidade do corpo preso no fio no ponto mais alto • aceleração da gravidade: 10 m/s 1 CONCURSO DE ADMISSÃO AO CURSO DE FORMAÇÃO E GRADUAÇÃO FÍSICA CADERNO DE QUESTÕES 2012 força solo 30 º x y Sentido de rotação força preso a um fio e descreve um movimento circular em um ra, ele sofre a ação de uma força, no plano do fio, sendo o impulso nesta direção igual a 40 3 kg m/s. Determine: a variação do vetor momento linear entre o instante em que o corpo é liberado do fio e o instante que do ponto onde o corpo atinge o solo. raio do movimento circular: 6,4 m ; velocidade do corpo preso no fio no ponto mais alto : 6 m/s; 10 m/s 2 . GRADUAÇÃO Valor: 1,00 em um plano perpendicular ao ação de uma força, no plano xy , perpendicular ao seu kg m/s. Determine: a variação do vetor momento linear entre o instante em que o corpo é liberado do fio e o instante que 2 2 a QUESTÃO Valor: 1,00 Uma partícula de carga + Q e massa m move-se dentro de um túnel estreito no plano xy , sem atrito, sujeita à força provocada pelo campo elétrico ( E , 0), seguindo a trajetória conforme apresentado na figura acima. Sabe-se que: - a partícula entra no túnel com velocidade ( v , 0) no ponto de coordenadas (0,0); - a trajetória da partícula forçada pelo túnel é um quarto de circunferência de raio R ; - não há influência da força da gravidade. Ao passar por um ponto genérico dentro do túnel, de termine, em função da abscissa x : a) o módulo da velocidade da partícula; b) as componentes v x e v y do vetor velocidade da partícula; c) o módulo da aceleração tangencial da partícula; d) o módulo da reação normal exercida pela parede d o túnel sobre a partícula; e) o raio instantâneo da trajetória da partícula im ediatamente após deixar o túnel. 3 3 a QUESTÃO Valor: 1,00 Uma esfera de gelo de raio R flutua parcialmente imersa em um copo com água, co mo mostra a figura acima. Com a finalidade de iluminar uma bolha de ar , também esférica, localizada no centro da esfera de gelo, utilizou-se um feixe luminoso de seção ret a circular de área m 2 que incide verticalmente na esfera. Considerando que os raios mais externos do feixe refratado tangenciam a bolha conforme a figura, determine a massa específica do gelo. Dados: • Índice de refração do ar: 1,0 • Índice de refração do gelo: 1,3 • Massa específica do ar: 1,0 kg/m 3 • Massa específica da água: 10 3 kg/m 3 • Volume da calota esférica: v = 2 .10 -2 π R 3 4 a QUESTÃO Valor: 1,00 Existe um intervalo mínimo de tempo entre dois sons , conhecido como limiar de fusão, para que estes sejam percebidos pelo ouvido humano como sons separ ados. Um bloco desliza para baixo, a partir do repouso, em um plano inclinado com ressaltos igualm ente espaçados que produzem ruídos. Desprezando o atrito do bloco com o plano inclinado e a força exercida pelos ressaltos sobre o bloco, determine o limiar de fusão τ de uma pessoa que escuta um ruído contínuo após o b loco passar pelo enésimo ressalto. Observação: • Despreze o tempo de propagação do som. Dados: • ângulo do plano inclinado com a horizontal: θ • aceleração da gravidade: g • distância entre os ressaltos: d 4 5 a QUESTÃO Valor: 1,00 A figura acima apresenta uma barra ABC apoiada sem atrito em B . Na extremidade A , um corpo de massa M A é preso por um fio. Na extremidade C existe um corpo com carga elétrica negativa Q e massa desprezível. Abaixo desse corpo se encontram três cargas elétricas positivas, Q 1 , Q 2 e Q 3 , em um mesmo plano horizontal, formando um triângulo is ósceles, onde o lado formado pelas cargas Q 1 e Q 3 é igual ao formado pelas cargas Q 2 e Q 3 . Sabe-se, ainda, que o triângulo formado pelas car gas Q , Q 1 e Q 2 é equilátero de lado igual a 2 3 3 m. Determine a distância EF para que o sistema possa ficar em equilíbrio. Dados: • massa específica linear do segmento AB da barra: 1,0 g/cm; • massa específica linear do segmento B C da barra: 1,5 g/cm; • segmento AB barra: 50 cm; • segmento BC barra: 100 cm; • segmento DE : 60 cm; • M A = 150 g; • Q = Q 1 = Q 2 = 3 1/4 x 10 -6 C; • aceleração da gravidade: 10 m/s 2 ; • constante de Coulomb: 9 x 10 9 N.m 2 /C 2 . Observação: • As cargas Q 1 e Q 2 são fixas e a carga Q 3 , após o seu posicionamento, também permanecerá fix a. 5 6 a QUESTÃO Valor: 1,00 Um industrial deseja lançar no mercado uma máquina térmica que opere entre dois reservatórios térmicos cujas temperaturas são 900 K e 300 K, com rendimento térmico de 40% do máximo teoricamente admissível. Ele adquire os direitos de um engenheiro que depositou uma patente de uma máquina térmica operando em um ciclo termodinâmico composto por quatro processos descritos a seguir: Processo 1 – 2: processo isovolumétrico com aumento de pressão: ( ) ( ) f i i i p V p V , , → . Processo 2 – 3: processo isobárico com aumento de v olume: ( ) ( ) f f f i p V p V , , → . Processo 3 – 4: processo isovolumétrico com redução de pressão: ( ) ( ) i f f f p V p V , , → . Processo 4 – 1: processo isobárico com redução de v olume: ( ) ( ) i i i f p V p V , , → . O engenheiro afirma que o rendimento desejado é obt ido para qualquer valor de 1 > i f p p desde que a razão entre os volumes i f V V seja igual a 2. Porém, testes exaustivos do protót ipo da máquina indicam que o rendimento é inferior ao desejado. Ao ser que stionado sobre o assunto, o engenheiro argumenta que os testes não foram conduzidos de forma correta e mantém sua afirmação original. Supondo que a substância de trabalho que percorre o ciclo 1-2-3-4 -1 seja um gás ideal monoatômico e baseado em uma análise termodinâmica do problema, verifique se o rendimento desejado pode ser atingido. 7 a QUESTÃO Valor: 1,00 Um planeta desloca-se em torno de uma estrela de ma ssa M , em uma órbita elíptica de semi-eixos a e b ( a > b ). Considere a estrela fixa em um dos focos. Determ ine as velocidades mínima e máxima do planeta. Dados: • constante gravitacional: G ; • distância entre os focos: 2 c . 6 8 a QUESTÃO Valor: 1,00 Um aparato óptico é constituído de uma tela de proj eção e uma lente delgada convergente móvel guiada por trilhos e fixada em um dos lados por dua s molas, conforme ilustrado na figura. O aparato encontra-se imerso em um campo magnético uniforme B , ortogonal ao eixo óptico e às duas hastes condutoras de suporte da lente. Ao dispor-se um obj eto luminoso na extremidade do aparato, com as molas relaxadas, verifica-se a formação de uma imag em nítida na tela de projeção de tamanho L 1 . Aplicando-se uma diferença de potencial constante e ntre as extremidades das hastes de suporte da lente através dos trilhos, observa-se a mudança na posição da lente, formando-se na tela de projeção uma nova imagem nítida, de tamanho L 2 , sendo L 2 > L 1 . Determine: a) o tamanho do objeto luminoso; b) a distância entre o objeto luminoso e a lente qu ando os trilhos não estão energizados; c) o valor da ddp que faz formar a nova imagem nítida. Dados: • Intensidade do campo magnético: B • Constante elástica de cada mola: k • Distância focal da lente: f • Comprimento de cada haste condutora: a • Resistência elétrica de cada haste condutora: R Observações: • Desconsidere a resistência elétrica do trilho e da fonte elétrica. • Desconsidere a massa do conjunto móvel da lente e os atritos nos roletes. 7 9 a QUESTÃO Valor: 1,00 ‘ X 1 P = 1 atm A gás ideal k A figura acima representa um sistema, inicialmente em equilíbrio mecânico e termodinâmico, constituído por um recipiente cilíndrico com um gás ideal, um ê mbolo e uma mola. O êmbolo confina o gás dentro do recipiente. Na condição inicial, a mola, conecta da ao êmbolo e ao ponto fixo A , não exerce força sobre o êmbolo. Após 3520 J de calor serem fornecid os ao gás, o sistema atinge um novo estado de equilíbrio mecânico e termodinâmico, ficando o êmbo lo a uma altura de 1,2 m em relação à base do cilindro. Determine a pressão e a temperatura do gá s ideal: a) na condição inicial; b) no novo estado de equilíbrio. Observação: • Considere que não existe atrito entre o cilindro e o êmbolo. Dados: • Massa do gás ideal: 0,01 kg; • Calor específico a volume constante do gás ideal: 1.000 J/kg.K; • Altura inicial do êmbolo em relação à base do cili ndro: X 1 = 1 m; • Área da base do êmbolo: 0,01 m 2 ; • Constante elástica da mola: 4.000 N/m; • Massa do êmbolo: 20 kg; • Aceleração da gravidade: 10 m/s 2 ; e • Pressão atmosférica: 100.000 Pa. 8 10 a QUESTÃO Valor: 1,00 Figura 1a Figura 1b Figura 1c A Figura 1a apresenta um circuito composto por uma fonte de tensão alimentando um elemento desconhecido, denominado CAIXA PRETA , em paralelo com uma resistência de 0,5 Ω . As formas de onda da tensão fornecida pela fonte e da potência s olicitada pelo circuito são apresentadas nas figura s 1b e 1c, respectivamente. Pede-se: a) o esboço dos gráficos das correntes i T ( t ), i 1 ( t ) e i 2 ( t ); b) o esboço do gráfico da potência dissipada no res istor de 0,5 Ω ; c) a energia consumida pelo circuito no intervalo d e tempo entre 0 e 5 s.
Posted on: Tue, 10 Sep 2013 14:47:43 +0000
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