01. Uma pedra de 200 Kg repousa num plano horizontal, quando passa a ser tracionada por uma força horizontal de intensidade F. Sendo 0,40 e 0,35, respectivamente, os coeficientes de atrito estático e cinético entre a pedra e o plano e admitindo g = 10 N/Kg, calcule a intensidade da força de atrito e da aceleração do bloco nos seguintes casos:

a) F = 500 N b) F = 800 N c) F = 1700 N

02. O corpo A, de 1,0 Kg, mostrado na figura, está ligado a um balde de 200 g através de um fio. O coeficiente de atrito estático entre o corpo A e a superfície é 0,30. Qual deve ser a máxima quantidade de água a ser colocada no balde para que o sistema ainda permaneça em equilíbrio?

03. Um corpo de massa igual a 20 Kg desloca-se numa superfície completamente polida, com velocidade constante de 72 Km/h. Após certo tempo, ele encontra uma superfície áspera, com coeficiente de atrito cinético, entre o corpo e ela, de 0,40. Supondo ambas as superfícies horizontais, determine a distância, em metros, que o corpo percorre na superfície áspera até parar. (g = 10 m/s²)

04. Uma força de 1 Newton tem a ordem de grandeza do peso de:

a) um homem adulto.b) uma criança recém-nascida.c) um litro de leite.d) uma moeda de um real.e) uma xícara cheia de café.

05. Um corpo de peso P = 25 N está apoiado sobre uma superfície horizontal. Lembrando a terceira lei de Newton, é correto afirmar que:

a) a força de ação do corpo é anulada pela reação da superfície.b) a força de reação da superfície é maior que 25 N.c) a força de reação é a normal e é devida ao contato.d) a força de reação corresponde à força que o corpo exerce na Terra.e) a normal e o peso se equilibram.

06. Dois carrinhos, de 0,1 Kg e 0,05 Kg de massa, são puxados horizontalmente por uma força de 0,6 N. Desprezando os atritos, a força de tração que liga os carrinhos é em newtons:

a) 0,10b) 0,15c) 0,20d) 0,40e) 0,45

07. Um bloco de peso P desliza ao longo de um plano inclinado com atrito desprezível. A aceleração do bloco, em metros por segundo ao quadrado, vale: (Dados: g = 10 m/s², sen θ = 0,6 e cos θ = 0,8.)

a) 2 b) 4 c) 6 d) 8 e) 10

08. Em um concurso hípico, o cavalo pára bruscamente. O cavaleiro é arremessado para frente devido à:

a) conservação da energia cinética.b) ação e reação atuarem em corpos diferentes.c) atração gravitacional da Terra.d) conservação da energia mecânica.e) inércia.

09. Um moto move-se a 72 Km/h, numa estrada horizontal plana. A resultante de todas as forças que agem na moto é zero. Nessas condições, a velocidade da moto:

a) diminuirá de forma constante.b) diminuirá de forma variável.c) aumentará de forma constante.d) aumentará de forma variável.e) continuará a ser 72 Km/h.

10. Num plano inclinado com ângulo θ em relação ao plano do solo, um bloco de massa m desliza com uma aceleração a cuja relação com a aceleração da gravidade, g, é:

a) a = g/ sen θb) a = g cos θc) a = g tg θd) a = g/cos θe) nenhuma das anteriores.

11. Uma esfera metálica com massa de 0,1 Kg, presa à extremidade de um fio leve e inextensível de 1,0 m de comprimento, é abandonada de certa altura e passa pelo ponto mais baixo da trajetória com velocidade de 2,0 m/s, como mostra a figura. Determine, no ponto mais baixo da trajetória: (Dado: g = 10 m/s.s)

a) o valor da força centrípeta sobre a esfera;b) a tração no fio;

12. (UFBA) Um bloco A, de massa 200 g, gira sobre uma mesa horizontal sem atrito. O bloco A está ligado ao bloco B, de massa 1 Kg, por meio de um fio inextensível que passa por um orifício existente na mesa. Sabendo-se que o bloco A descreve um

movimento circular uniforme de velocidade escalar 10 m/s e que o bloco B permanece em repouso, determine o raio B da trajetória, em metros. Considere a aceleração da gravidade g = 10 m/s.s.

13. Qual é a velocidade máxima que um carro pode desenvolver numa curva plana de 100 m de raio, sem derrapar, sabendo-se que o coeficiente de atrito estático entre os pneus e a pista vale 0,625? Considere g = 10 m/s².

14. (Fuvest-SP) Um carro percorre uma pista curva superelevada, com inclinação dada por tg θ = 0,2, de 200 metros de raio. Desprezando-se o atrito, qual a velocidade máxima sem risco de derrapagem?

a) 40 Km/hb) 48 Km/hc) 60 Km/hd) 72 Km/he) 80 Km/h

15. (Esal-MG) Um bloco de massa 1 Kg está encostado em uma mola de constante elástica k = 400 N/m e comprimida de x = 0,1 m, conforme figura. Partindo do repouso em A, o bloco é empurrado pela mola, abandonando-a em B e dirigindo-se para a rampa, cuja altura máxima é h = 0,5 m. Dado: g = 10 m/s²

Determine:a) a energia potencial elástica do bloco em A;b) a velocidade do bloco ao passar pelo ponto B;c) a altura que o bloco atinge na rampa;d) o valor da constante elástica k para que o bloco suba a rampa.

16. Um bloco de 1 Kg é abandonado do topo do plano inclinado que está a 10 metros do solo. A velocidade do bloco no final do plano inclinado é de 8 m/s. Calcule o trabalho da força realizado pela força de atrito sobre ele, ao longo do plano inclinado. Admita g = 10 m/s².

17. Um corpo de massa 2 Kg é abandonado sobre uma mola ideal de constante elástica 50 N/m, como mostra a figura.

Determine:a) a deformação da mola no instante em que a velocidade do corpo é máxima.b) a velocidade máxima do corpo.Considere g = 10 m/s² e despreze as perdas de energia mecânica.

18. Um corpo é abandonado do ponto A e desliza sem atrito sobre as superfícies indicadas, atingindo o ponto B.

O corpo atingirá o ponto B com maior velocidade, no caso:

a) I b) II c) III d) IV e) a velocidade escalar é a mesma no ponto B, em todos os casos.

19. Uma bola é abandonada, do repouso, sobre uma superfície sem atrito como mostra a figura a seguir:

Qual é o gráfico que melhor representa a velocidade v da bola em função do tempo t ?

20. (UCSal-BA) Conforme se representa na figura adiante, um carrinho de massa M é solto, a partir do repouso, sobre um plano inclinado de altura h. No fim da descida, o módulo da velocidade do carrinho é v. Qual será o módulo da velocidade, no final da descida, de um carrinho igual ao que está representado na figura, mas com massa igual ao dobro da massa do carrinho anterior, solto a partir do repouso e da mesma posição?

a) v/2b) vc) 2vd) v²e) 4v

21. Em qual dos seguintes pares podem de grandezas físicas as duas podem ser medidas com a mesma unidade de medida?

a) Trabalho e potência.b) Energia potencial e trabalho.c) Energia cinética e momentum.d) Momentum e potência.e) Momentum e trabalho.

22. (UCSal-BA) Uma força constante, de módulo igual a 15 newtons, foi aplicada a um corpo, de massa igual a 10 Kg, enquanto o corpo percorreu 10 metros a partir do repouso, numa trajetória retilínea e horizontal. Ao final dos 10 metros, a velocidade do corpo era de 5 m/s. Qual foi, aproximadamente, a quantidade de calor dissipada pelo corpo? (Considere que uma caloria é aproximadamente igual a 4,2 joules e que a força aplicada ao corpo é paralela à sua trajetória.)

a) 25 calb) 35 calc) 29 cald) 38 cale) 1050 cal

23. (UESC-BA) A figura a seguir representa um carrinho sendo puxado por uma força F, por uma corda que forma um ângulo α com o chão horizontal.

O trabalho realizado para se deslocar o carrinho, com movimento acelerado, é devido:

a) à componente horizontal da força F.b) à componente vertical da força F.c) a ambas as componentes da força F.d) à reação normal do solo.e) à aceleração da gravidade.

24. No sistema internacional de unidades (SI), a unidade de medida de energia é o joule (J). Em função das unidades fundamentais, o joule é expresso por:

a) Kg . m. s−2

b) Kg . m. s−1

c) Kg . m ². s−2

d) Kg . m ². s−1

e) Kg . m ². s2

25. Uma força F é aplicada a um corpo, sempre na direção e sentido de seu movimento. Observe o gráfico força x posição.

No deslocamento de S1 a S2, o trabalho realizado pela força é dado por:

a) F1(S2 – S1)b) F2.S2/2c) (F2 – F1)(S2 + S1)d) [(F2 + F1) )(S2 - S1)]/2e) [(F2 - F1) )(S2 - S1)]/2

26. Um objeto de massa m é abandonado em queda livre, a partir do repouso, de uma altura ho em relação ao nível do solo. Pode-se afirmar corretamente que:

a) imediatamente antes de tocar o solo, sua energia cinética é nula.b) a energia mecânica do objeto diminui durante a queda.c) ao tocar o solo, sua energia potencial é mgho.

d) após cairho3

, sua energia potencial é 13

mgho .

e) após cair ho3

, sua energia cinética é 13

mgho .

27. (Fuvest-SP) Um esqueitista treina em uma pista cujo perfil está representado na figura abaixo. O trecho horizontal AB está a uma altura h = 2,4 m em relação ao trecho,também horizontal, CD. O esqueitista percorre a pista no sentido de A para D. No trecho AB, ele está com velocidade constante, de módulo v = 4 m/s; em seguida, desce a rampa BC, percorre o trecho CD, o mais baixo da pista, e sobe a outra rampa até atingir uma altura máxima H, em relação a CD. A velocidade do esqueitista no trecho CD e a altura máxima H são, respectivamente, iguais a

a) 5 m/s e 2,4 m.b) 7 m/s e 2,4 m.c) 7 m/s e 3,2 m.d) 8 m/s e 2,4 m.e) 8 m/s e 3,2 m.

28. (Fuvest-SP) Usando um sistema formado por uma corda e uma roldana, um homem levanta uma caixa de massa m, aplicando na corda uma força F que forma um ângulo θcom a direção vertical, como mostra a figura. O trabalho realizado pela resultante das forças que atuam na caixa - peso e força da corda -, quando o centro de massa da caixa é elevado, com velocidade constante v, desde a altura ya até a altura yb, é:

a) nulo.b) F (yb – ya).c) mg (yb – ya).d) F cos (θ) (yb – ya).e) mg (yb – ya) + mv²/2.

29. (Fuvest-SP) Um gavião avista, abaixo dele, um melro e, para apanhá-lo, passa a voar verticalmente, conseguindo agarrá-lo. Imediatamente antes do instante em que o gavião, de massa MG = 300 g, agarra o melro, de massa MM = 100 g, as velocidades do gavião e do melro são, respectivamente, VG = 80 km/h na direção vertical, para baixo, e VM = 24 km/h na direção horizontal, para a direita. Imediatamente após a caça, o vetor velocidade u do gavião, que voa segurando o melro, forma um ângulo α com o plano horizontal tal que tg α é aproximadamente igual a:

a) 20.b) 10.c) 3.d) 0,3.e) 0,1.

30. (Fuvest-SP) Em um ponto fixo do espaço, o campo elétrico de uma radiação eletromagnética tem sempre a mesma direção e oscila no tempo, como mostra o gráfico abaixo, que representa sua projeção E nessa direção fixa; E é positivo ou negativo conforme o sentido do campo.

Consultando a tabela acima, que fornece os valores típicos de freqüência f para diferentes regiões do espectro eletromagnético, e analisando o gráfico de E em função do tempo, é possível classificar essa radiação como

a) infravermelha.b) visível.c) ultravioleta.d) raios-X.e) raios γ.

31. (Unicamp-SP) Em 2009 completaram-se vinte anos da morte de Raul Seixas. Na sua obra o roqueiro cita elementos regionais brasileiros, como na canção “Minha viola”, na qual ele exalta esse instrumento emblemático da cultura regional. A viola caipira possui cinco pares de cordas. Os dois pares mais agudos são afinados na mesma nota e freqüência. Já os pares restantes são afinados na mesma nota, mas com diferença de altura de uma oitava, ou seja, a corda fina do par tem freqüência igual ao dobro da freqüência da corda grossa. As freqüências naturais da onda numa corda de

comprimento l com as extremidades fixas são dadas por fN=N ¿) sendo N o harmônico da onda e v a sua velocidade.

a) Na afinação Cebolão Ré Maior para a viola caipira, a corda mais fina do quinto par é afinada de forma que a freqüência do harmônico fundamental é 1 f 1 fina = 220 Hz. A corda tem comprimento l =0,5 m e densidade linear μ =5×10−3 kg/m. Encontre a tensão

τ aplicada na corda, sabendo que a velocidade da onda é dada por v = √ τμ

b) Suponha que a corda mais fina do quinto par esteja afinada corretamente com f1fina =

220 Hz e que a corda mais grossa esteja ligeiramente desafinada, mais frouxa do que deveria estar. Neste caso, quando as cordas são tocadas simultaneamente, um batimento se origina da sobreposição das ondas sonoras do harmônico fundamental da corda fina de freqüência f1

fina, com o segundo harmônico da corda grossa, de freqüência f2grossa. A

freqüência do batimento é igual à diferença entre essas duas freqüências, ou seja, f bat= f1

fina – f2grossa. Sabendo que a freqüência do batimento é f bat = 4 Hz, qual é a freqüência do

harmônico fundamental da corda grossa, f1grossa?

32. (Fuvest-SP) A figura abaixo mostra o esquema de um instrumento (espectrômetro de massa), constituído de duas partes. Na primeira parte, há um campo elétrico E, paralelo a esta folha de papel, apontando para baixo, e também um campo magnético B1

perpendicular a esta folha, entrando nela. Na segunda, há um campo magnético B2, de mesma direção que B1, mas em sentido oposto. Íons positivos, provenientes de uma fonte, penetram na primeira parte e, devido ao par de fendas F1 e F2 , apenas partículas com velocidade v, na direção perpendicular aos vetores E e B1, atingem a segunda parte do equipamento, onde os íons de massa m e carga q têm uma trajetória circular com raio R.

a) Obtenha a expressão do módulo da velocidade v em função de E e de B1.b) Determine a razão m/q dos íons em função dos parâmetros E, B1, B2 e R.c) Determine, em função de R, o raio R’ da trajetória circular dos íons, quando o campo magnético, na segunda parte do equipamento, dobra de intensidade, mantidas as demais condições.

33. (UFABC-SP) Uma barra metálica AC de massa desprezível está presa ao teto por duas molas ideais isolantes e idênticas de constante elástica K = 36 N/m, inicialmente sem deformação. A barra é mantida na horizontal e está ligada a um gerador de força eletromotriz ε = 120 V com resistência interna desprezível. Uma chave Ch aberta impede a passagem de corrente pelo circuito. Parte da barra está imersa numa região quadrada de lado L = 20 cm, onde atua um campo magnético horizontal uniforme de intensidade B = 0,3 T, perpendicular ao plano da figura e com sentido para dentro dela (Figura 1). Ao fecharmos a chave Ch, uma corrente de intensidade i passa a circular e, devido à ação do campo magnético, surge uma força na barra, causando nessa um deslocamento vertical x (Figura 2). Sabendo que a resistência elétrica total desse circuito vale R = 2 Ω e desconsiderando o campo magnético da Terra, determine x.

34. (UFABC-SP) Na natureza, muitos animais conseguem guiar-se e até mesmo caçar com eficiência, devido à grande sensibilidade que apresentam para a detecção de ondas, tanto eletromagnéticas quanto mecânicas. O escorpião é um desses animais. O movimento de um besouro próximo a ele gera tanto pulsos mecânicos longitudinais quanto transversais na superfície da areia. Com suas oito patas espalhadas em forma de círculo, o escorpião intercepta primeiro os longitudinais, que são mais rápidos, e depois os transversais. A pata que primeiro detectar os pulsos determina a direção onde está o besouro. A seguir, o escorpião avalia o intervalo de tempo entre as duas recepções, e determina a distância d entre ele e o besouro. Considere que os pulsos longitudinais se propaguem com velocidade de 150 m/s, e os transversais com velocidade de 50 m/s. Se o intervalo de tempo entre o recebimento dos primeiros pulsos longitudinais e os primeiros transversais for de 0,006 s, determine a distância d entre o escorpião e o besouro.

35. (UFABC-SP) Do ponto de entrada em uma curva fechada à direita até sua saída, o velocímetro de um carro indica um valor constante de 36 km/h. Considere que:

• a curva é plana, horizontal e circular com centro em C;• o raio da curva que o carro descreve é de 40 m;• a aceleração local da gravidade tem valor g = 10 m/s²

a) Reproduza o desenho apresentado, indicando as direções e sentidos dos vetores velocidade e aceleração, se julgar que existam, quando o carro se encontra no ponto indicado por P.

b) Em seguida, determine o mínimo coeficiente de atrito estático entre os pneus e a pista, supondo que o carro consiga fazer a curva sem derrapar.

36. (UFBA) A maioria dos morcegos possui ecolocalização — um sistema de orientação e localização que os humanos não possuem. Para detectar a presença de presas ou de obstáculos, eles emitem ondas ultrassônicas que, ao atingirem o obstáculo, retornam na forma de eco, percebido por eles. Assim sendo, ao detectarem a direção do eco e o tempo que demora em retornar, os morcegos conseguem localizar eventuais obstáculos ou presas. Um dispositivo inspirado nessa estratégia é a trena sônica, a qual emite uma onda sonora que é refletida por um obstáculo situado a uma distância que se deseja medir. Supondo que uma trena emite uma onda ultrassônica com freqüência igual a 22,0kHz e comprimento de onda igual a 1,5cm, que essa onda é refletida em um obstáculo e que o seu eco é detectado 0,4s após sua emissão, determine a distância do obstáculo, considerando que as propriedades do ar não mudam durante a propagação da onda e, portanto, a velocidade do som permanece constante.

37. (UFBA) A determinação da longitude ao longo de viagens marítimas é feita pela comparação entre a hora local e a hora no porto de origem. Portanto, é necessário que se tenha, no navio, um relógio que seja ajustado antes de zarpar e marque, precisamente, ao longo de toda a viagem, a hora do porto de origem. Os relógios de pêndulo daquela época não serviam a esse propósito, pois o seu funcionamento sofria influência de muitos fatores, inclusive das variações de temperatura, devido à dilatação e à contração da haste do pêndulo. A longitude pôde finalmente ser determinada através de um relógio, no qual o problema das variações de temperatura foi resolvido com a utilização de tiras de comprimentos diferentes feitas de materiais de coeficientes de dilatação diferentes. Com base nesse mesmo princípio físico, considere um conjunto formado por duas barras de comprimento L1=10,0cm e L2=15,0cm fixadas em uma das extremidades, inicialmente submetido à temperatura To. Supondo que o conjunto tenha sua temperatura aumentada para T = To + ΔT, determine a relação entre os coeficientes de dilatação linear, α1 e α2, das barras, para a qual a distância D=5,0cm não se altera com a variação de temperatura.

38. (UFBA) Uma forma de obter-se o coeficiente de viscosidade de líquidos é determinar a força de atrito sofrida por uma esfera, de massa m e raio r, quando desce com velocidade constante de módulo v, dentro do líquido. Considere que somente agem na esfera o empuxo e as forças gravitacional e de resistência do líquido. Sendo conhecidas a densidade volumétrica de massa ρ do líquido e a velocidade com que a esfera se desloca nele, determine o coeficiente de viscosidade η do líquido, sabendo que a força da resistência do líquido FR é igual a 6πrηv.

39. (UFBA) Um estudante deseja medir o campo magnético da Terra no local onde ele mora. Ele sabe que está em uma região do planeta por onde passa a linha do Equador e que, nesse caso, as linhas do campo magnético terrestre são paralelas à superfície da Terra. Assim, ele constrói um solenóide com 300 espiras por unidade de comprimento, dentro do qual coloca uma pequena bússola. O solenóide e a bússola são posicionados em um plano paralelo à superfície da Terra de modo que, quando o interruptor está aberto, a direção da agulha da bússola forma um ângulo de 90º com o eixo do solenóide. Ao fechar o circuito, o amperímetro registra uma corrente de 100,0 mA e observa-se que a deflexão resultante na bússola é igual a 62º. A partir desse resultado, determine o valor do campo magnético da Terra, considerando 𝜇0=1,26.10−6T.m/A, sen62º=0,88, cos62º=0,47 e tg62º=1,87.

40. (UFBA) Uma esfera rígida de massa m1 = 0,5kg, presa por um fio de comprimento L = 45,0cm e massa desprezível, é suspensa em uma posição tal que, como mostra a figura, o fio suporte faz um ângulo de 90º com a direção vertical. Em um dado momento, a esfera é solta, indo se chocar com outra esfera de massa m2 = 0,5kg, posicionada em repouso no solo. Considerando o diâmetro das esferas desprezível e o choque entre elas perfeitamente elástico, determine a velocidade das esferas após o choque, supondo todas as forças dissipativas desprezíveis, o módulo da aceleração da

gravidade local igual a 10 m/s² e o coeficiente de restituição ε = v ' 2−v ' 1v1−v 2

em que v’1 e

v’2 são as velocidades finais das esferas e v1 e v2 as velocidades iniciais.

41. (UFBA) Quando um feixe luminoso passa através de um prisma, ele se decompõe em um espectro de cores que correspondem às luzes de diversos comprimentos de onda que compõem o feixe. Um gás monoatômico rarefeito, contido em uma ampola de vidro, é submetido a uma descarga elétrica e produz uma luz que, ao passar através de um prisma, decompõe-se em um espectro de raias coloridas, cujo padrão é característico do gás. A primeira explicação teórica para esse espectro, com base na teoria atômica, foi dada, em 1913, por Niels Bohr que, partindo do modelo atômico de Rutherford, estabeleceu um conjunto de postulados a partir dos quais era possível explicar, dentre outras coisas, o espectro observado. Esses postulados estabelecem que os elétrons giram ao redor do núcleo, em órbitas circulares estáveis, nas quais eles podem permanecer sem perder energia, que as órbitas são quantizadas, possuindo, cada uma, um valor discreto de energia, e que o elétron, quando é forçado a mudar de uma órbita para outra,

absorve ou libera uma determinada quantidade de energia. Com base nos postulados de Bohr, explique a produção das linhas espectrais observadas.

42. (IME-RJ) Dois vagões estão posicionados sobre um trilho retilíneo, eqüidistantes de um ponto de referência sobre o trilho. No primeiro vagão, existe um tubo sonoro aberto onde se forma uma onda sonora estacionária com 4 nós, cuja distância entre o primeiro e o último nó é 255 cm, enquanto no segundo vagão existe um observador. Inicialmente, apenas o vagão do observador se move e com velocidade constante, distinta da velocidade constante do observador. Sabendo que a freqüência percebida pelo observador na situação inicial é 210 Hz e na situação posterior é 204 Hz, determine:

a) a freqüência do som que o tubo emite;b) a velocidade do vagão do observador, na situação inicial;c) a velocidade do vagão da fonte, na situação final;

43. (IME-RJ) A figura ilustra um plano inclinado com ângulo θ = 30º cuja superfície apresenta atrito. Um bloco de massa m = 1 Kg, carregado eletricamente com carga negativa q = 10−2 C, apresenta velocidade inicial vo = 2 m/s e realiza um movimento retilíneo sobre o eixo x (paralelo ao plano horizontal) a partir do instante t = 0. Além disso, esse bloco se encontra submetido à força constante F = 4,5 N na direção x e a um campo magnético B = 100 T normal à superfície (direção z). Considerando que o gráfico ilustra o trabalho da força resultante R que age sobre o bloco em função da distância percorrida, determine:

a) o tempo gasto e a velocidade do bloco após percorrer 60 m;b) os gráficos das componentes da força de atrito (direção x e y) em função do tempo até o bloco percorrer 60 m;

44. (IME-RJ) Um bloco de 4 Kg e velocidade inicial de 2 m/s percorre 70 cm em uma superfície horizontal rugosa até atingir uma mola de constante elástica 200 N/m. A aceleração da gravidade é 10 m/s² e o bloco comprime 10 cm da mola até que sua velocidade se anule. Admitindo que durante o processo de compressão da mola o bloco desliza sem atrito, o valor do coeficiente de atrito da superfície rugosa é:

a) 0,15b) 0,20

c) 0,25d) 0,30e) 0,35

45. (IME-RJ) Na figura abaixo, o frasco de vidro não condutor térmico e elétrico contém 0,20 Kg de um líquido isolante elétrico que está inicialmente à 20º C. Nesse líquido está mergulhado um resistor R1 de 8 Ω. A chave K está inicialmente na vertical e o capacitor é de 16 𝜇F, está descarregado. Ao colocar a chave no ponto A verifica-se que a energia do capacitor é 0,08 J. Em seguida, comutando a chave para o ponto B e ali permanecendo durante 5 s, a temperatura do líquido subirá para 26º C. Admita que todo o calor gerado pelo resistor R1 seja absorvido pelo líquido e que o calor gerado nos resistores R2 e R3 não atinja o frasco. Nessas condições, é correto afirmar que o calor específico do líquido, em cal.g−10 C−1, é:

a) 0,4 b) 0,6 c) 0,8 d) 0,9 e) 1,0

46. (IME-RJ) A figura ilustra uma mola feita de maneira isolante elétrico, não deformada, toda contida no interior de um tubo de plástico não condutor elétrico, de altura h = 50 cm. Colocando-se sobre a mola um pequeno corpo (raio desprezível) de massa 0,2 Kg e carga positiva de 9 x 10−6 C, a mola passa a ocupar metade da altura do tubo. Determine o valor da carga, em coulombs, que deverá ser fixada na extremidade superior do tubo, de modo que o corpo possa ser posicionado em equilíbrio estático a 5 cm do fundo.

47. (IME-RJ) Um raio de luz monocromática incide em um líquido contido em um tanque, como mostrado na figura. O fundo do tanque é espelhado, refletindo o raio luminoso sobre a parede posterior do tanque exatamente no nível do líquido. O índice de refração do líquido em relação ao até:

48. (ITA-SP) Uma massa m1 com velocidade inicial Vo colide com um sistema massa-mola m2 e constante elástica K, inicialmente em repouso sobre uma superfície sem atrito, conforme ilustra a figura. Determine o máximo comprimento da compressão da mola, considerando desprezível a sua massa.

49. (UFRJ) Um brinquedo muito divertido é o telefone de latas. Ele é feito com duas latas abertas e um barbante que tem suas extremidades presas às bases das latas. Para utilizá-lo, é necessário que uma pessoa fale na “boca” de uma das latas e uma outra pessoa ponha seu ouvido na “boca” da outra lata, mantendo os fios esticados. Como no caso do telefone comum, também existe um comprimento de onda máximo em que o telefone de latas transmite bem a onda sonora. Sabendo que para um certo telefone de latas o comprimento de onda máximo é 50cm e que a velocidade do som no ar é igual a 340m/s, calcule a freqüência mínima das ondas sonoras que são bem transmitidas pelo telefone.

50. (UFRJ) Uma partícula de massa m e carga q positiva, em movimento retilíneo uniforme, penetra em uma região na qual há um campo magnético uniforme, vertical e de módulo B. Ao sair da região, ela retoma um movimento retilíneo uniforme. Todo o movimento se processa em um plano horizontal e a direção do movimento retilíneo final faz um ângulo θ com a direção do movimento retilíneo inicial. A velocidade da

partícula é grande o bastante para desprezarmos a força gravitacional, de modo a considerarmos apenas a força magnética sobre ela.

a) Determine a razão v’ / v entre o módulo v’ da velocidade do movimento retilíneo final e o módulo v da velocidade do movimento retilíneo inicial.

b) Calcule quanto tempo a partícula demora para atravessar a região em que há campo magnético em função de q, m, B e θ.

51. (UFRJ) Um bloco de massa 2,0 kg está sobre a superfície de um plano inclinado, que está em movimento retilíneo para a direita, com aceleração de 2,0 m/s2, também para a direita, como indica a figura a seguir. A inclinação do plano é de 30o em relação à horizontal.

Suponha que o bloco não deslize sobre o plano inclinado e que a aceleração da gravidade seja g = 10 m/s². Usando a aproximação √3 ≈ 1,7, calcule o módulo e indique a direção e o sentido da força de atrito exercida pelo plano inclinado sobre o bloco.

52. (UFRJ) Um portão retangular de massa igual a 50kg tem 2,50m de comprimento, 1,45m de altura e está preso a duas dobradiças A e B. O vértice da dobradiça A dista 0,10m do topo do portão, e o vértice da dobradiça B, 0,10m da base, como indica a figura a seguir.

Suponha que o sistema esteja em repouso, que o peso do portão esteja aplicado em seu centro geométrico e que a aceleração g da gravidade local seja 10m/s².

a) Calcule o módulo da força resultante exercida pelas duas dobradiças sobre o portão. b) Calcule o módulo da componente horizontal da força exercida pela dobradiça A sobre o portão e determine seu sentido.

53. (UFRJ) Um peso A de massa igual a 70 kg é colocado sobre uma superfície lisa sem atrito. Sobre este peso é colocado um peso B de massa igual a 30 kg. Um homem começa a empurrar o peso A horizontalmente com uma força de 100N, conforme indicado na figura abaixo. Considere que o peso B esteja a ponto de deslizar sobre o peso A e admita g=10m/s².

a) Represente as forças que atuam no peso B. b) Determine o coeficiente de atrito estático entre a superfície do peso A e do peso B.

54. (UFABC-SP) A charge mostra Albert Einstein criando sua equação, que apresenta um dos princípios que revolucionou a física.

Pode-se afirmar que essa equação expressa que a

a) matéria pode ser convertida em energia e a energia pode ser convertida em matéria.b) energia pode ser emitida ou absorvida em quantidades de massa denominadas fótons.c) matéria, no vácuo, sempre se desloca à velocidade da luz.d) energia liberada pela massa de um fóton é proporcional à sua freqüência.e) matéria, ao atingir a velocidade da luz, não apresenta alterações físicas.

55. (UFRJ) Um fabricante de carros esportivos construiu um carro que, na arrancada, é capaz de passar de 0 a 108 km/h (30m/s) em 10s, percorrendo uma distância d. A figura abaixo representa o gráfico velocidade-tempo do carro durante a arrancada.

a) Calcule a aceleração escalar média do carro durante a arrancada, em m/s². b) Para percorrer a primeira metade da distância d, nessa arrancada, o carro gastou 5s, mais de 5s ou menos de 5s? Justifique sua resposta.

56. (UFABC-SP) Três ondas, A, B e C, percorrem, num mesmo meio, uma distância de 12 metros em 2 segundos.

O período da onda A, a velocidade da onda B e a amplitude da onda C são, respectivamente,

a) 0,5 s, 6,0 m/s e 1,0 m.b) 0,5 s, 6,0 m/s e 2,0 m.c) 2,0 s, 2,0 m/s e 1,0 m.d) 2,0 s, 2,0 m/s e 2,0 m.e) 4,0 s, 3,0 m/s e 4,0 m.

57. (UFABC-SP) Três esferas condutoras idênticas, A, B e C, inicialmente neutras, são encostadas uma na outra, isoladas da terra por meio de hastes não condutoras, conforme figura.

O diagrama que melhor representa a distribuição das cargas nas esferas A, B e C quando um bastão eletricamente positivo e colocado próximo à esfera C é

58. (UnB-DF) Com o progresso crescente das atividades industriais e com o aumento da população, a economia de energia elétrica tem sido uma preocupação constante. Nas residências, uma economia substancial de energia elétrica seria obtida se o calor gerado pelo refrigerador pudesse ser utilizado no aquecimento da água para o banho. Nessa perspectiva, considere que um dispositivo seja construído para extrair o calor do radiador de um refrigerador e utilizá-lo para aumentar em 10 ºC a temperatura de 150 L de água a ser consumida diariamente em uma residência. Considerando que a densidade da água seja igual a 1 kg/L e que o calor específico da água seja igual a 4.200 J/(kg ºC), calcule, em kWh, a máxima economia de energia elétrica que o referido dispositivo poderá proporcionar no período de 30 dias. Despreze, caso exista, a parte fracionária do valor calculado.

59. (UFAC) Um corpo de massa 50 gramas recebe 300 calorias e sua temperatura sobe de 10 ºC até 30 ºC. Determine o calor específico da substância que o constitui.

60. (UFAC) Um quilograma de glicerina, de calor específico 0,6 cal/g ºC, inicialmente a -30 ºC, recebe 12000 calorias de uma fonte. Determine: a temperatura final da glicerina.61. (UFAC) Qual a quantidade de calor que 50 g de gelo a -20 ºC precisam receber para se transformar em água a 40 ºC? Dado: cgelo = 0,5 cal/g. ºC; cágua = 1 cal/g. ºC; é LF = 80 cal/g.

62. (UFAM) Quanto de calor será necessário para levar 100 g de água a 50 ºC para vapor d' água a 100 ºC? LV = 540 cal/g.

63. (UnB-DF) Considere a figura abaixo, na qual dois objetos de massas m = 10 kg estão presos a fios de comprimento ℓ = 1 m. Considere ainda que esses objetos possuem cargas Q1 = 0,6 𝜇C e Q2 = 2 𝜇C e estão em um local em que a intensidade da aceleração do campo gravitacional g é igual a 10 m/s² e a constante eletrostática k do meio é igual a 9 x 109 N.m²/C². Com base nessas informações, calcule o ângulo θ, representado na figura, para a situação de equilíbrio, sabendo que θ, nessa situação, é muito menor do

que 1 radiano e, por isso, assumindo que sen θ = θ e cos θ = 1. Multiplique o valor obtido por 10.000.

64. (UFLA-MG) Dois corpos 1 e 2 realizam um movimento retilíneo. Verifica-se que a variação de velocidade do corpo 1 (Δv1) é o dobro da variação da velocidade do corpo 2 (Δv2), para o mesmo intervalo de tempo Δt. Com relação à aceleração média dos corpos 1 e 2, é CORRETO afirmar que:

65. (UFLA-MG) Um plano inclinado de um ângulo θ e massa M está inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal sem atrito. Um besouro de massa m que deslocava-se horizontalmente, passa a subir o plano inclinado com velocidade constante v, de forma a deslocar o plano inclinado no sentido oposto com velocidade V (figura abaixo). Calcule o módulo da velocidade V do plano inclinado.

66. (UFLA-MG) Uma plataforma horizontal, posicionada a uma altura h em relação ao solo, contém uma mola de constante elástica k que sofreu uma compressão de uma distância x e encostado a ela uma bola de massa m em repouso, conforme figura abaixo. Disparando-se a mola, a bola é projetada ao longo da plataforma e atinge o solo na posição P. Considerando g a aceleração da gravidade e todo o sistema isento de atrito, calcule a velocidade da bola no exato momento que ela atingir o solo.

67. (UFLA-MG) Dois corpos 1 e 2 estão em movimento uniforme. Considerando que a massa m1 do corpo 1 é metade da massa m2 do corpo 2, e que a velocidade v1 do corpo 1 é quatro vezes maior do que a velocidade v2 do corpo 2, é CORRETO afirmar que a energia cinética do corpo 1 é:

a) quatro vezes maior do que a energia cinética do corpo 2.b) metade da energia cinética do corpo 2.c) oito vezes maior do que a energia cinética do corpo 2.d) o dobro da energia cinética do corpo 2.

68. (UFLA-MG) Um objeto de massa 10 kg se desloca horizontalmente com v0 = 5 m/s, encontra um plano inclinado de um ângulo θ e percorre-o até uma altura de 1 m, quando momentaneamente entra em repouso e volta à base (figura abaixo). Considerando g = 10 m/s², é CORRETO afirmar que a energia dissipada pela força de atrito na subida do plano foi de:

69. (UNEB-BA) A figura representa o diagrama de um ciclo descrito por um sistema cilindro-pistão de uma máquina térmica.

Considerando-se o fluido de trabalho como sendo um gás ideal e sabendo-se que a máquina descreve dois ciclos por segundo, é correto afirmar que a potência desenvolvida por essa máquina é igual, em W, a

a) 2500,0b) 600,0

c) 860,0d) 1200,0e) 100,0

70. (UNEB-BA) Considere uma radiação infravermelha com freqüência de 1,0 x 1013 Hz, que se propaga afastando-se da superfície terrestre, com velocidade de módulo igual a 3,0 x 105km/s. Sabendo-se que, em determinado instante, o campo magnético da radiação tem intensidade igual a 6,0 x 10−5 T, e o sentido de sul para norte, é correto afirmar que, nesse instante, a característica vetorial do campo elétrico dessa radiação pode ser expressa como

a) 3,0 x 10−8V/m, direção vertical, de norte para sul.b) 1,8 x 104 V/m, direção horizontal, de oeste para leste.c) 2,0 x 1013 V/m, direção inclinada, formando ângulo de 45º com a horizontal.d) 2,0 x 1013 V/m, direção inclinada, formando ângulo de 60º com a horizontal.e) 1,8 x 104 V/m, direção inclinada, formando ângulo de 30º com a horizontal.

71. (UFPE) Considerando que as três cargas da figura estão em equilíbrio, determine qual o valor da carga Q1 em unidades de 10−9. Considere Q3 = -3 x 10−9C.

72. (UFPE) Um elétron entra com velocidade v = 10 x 106 m/s entre duas placas paralelas carregadas eletricamente. As placas estão separadas pela distância d = 1,0 cm e foram carregadas pela aplicação de uma diferença de potencial V = 200 volts. Qual é o módulo do campo magnético, B, que permitirá ao elétron passar entre as placas sem ser desviado da trajetória tracejada? Expresse B em unidades de 10−3 tesla.

73. (UFPE) Um bloco de massa 2 kg desliza, a partir do repouso, por uma distância d = 3 m, sob a ação de uma força de módulo F = 10 N (ver figura). No final do percurso, a velocidade do bloco é v = 3 m/s. Calcule o módulo da energia dissipada no percurso, em joules.

74. (UFPE) Uma bolinha de borracha, de massa m = 0,1 kg, é liberada a partir do repouso de uma altura h1 = 3,2 m. Ela colide com o piso e sobe até uma altura h2 = 0,8 m. Considerando que a colisão durou Δt = 0,02 s, calcule o módulo da força média que a bola exerceu no piso durante a colisão, em newtons. Despreze a resistência do ar e a ação da força peso durante a colisão.

75. (UFPE) Um microscópio eletrônico pode ser usado para determinar o tamanho de um vírus que pode variar entre 0,01 μm a 0,3 μm. Isto é possível porque o comprimento de onda de deBroglie, λ, associado aos elétrons, é controlado variando-se a diferença de potencial que permite acelerar o feixe eletrônico. Considerando que os elétrons são acelerados a partir do repouso sujeitos à diferença de potencial V = 12,5 x 10³ volts, determine o valor de λ quando os elétrons atingem a placa coletora onde é colocado o vírus. Expresse a resposta em unidades de 10−12 m. (Dados: Massa do elétron = 9 x 10−31 kg, Carga do elétron = 1,6 x 10−19 C, Constante de Planck = 6,6 x 10−34 J.s.)76. (Unicamp-SP) Para se obter Vm o radar mede a diferença de freqüências Δf, dada

por Δf = f – f0 = ± VmC

f0, sendo f a freqüência da onda refletida pelo carro, f0 = 2,4 ×

1010Hz a frequência da onda emitida pelo radar e c = 3,0×108 m/s a velocidade da onda eletromagnética. O sinal (+ ou -) deve ser escolhido dependendo do sentido do movimento do carro com relação ao radar, sendo que, quando o carro se aproxima, a freqüência da onda refletida é maior que a emitida. Pode-se afirmar que a diferença de freqüência Δf medida pelo radar foi igual a

a) 1600 Hz.b) 80 Hz.c) –80 Hz.d) –1600 Hz.

78. (UFES) Um bloco, de massa M, em repouso na extremidade de uma mesa de altura h, sofre o impacto frontal de um projétil de massa m. A velocidade do projétil, quando atinge o bloco, é horizontal e tem módulo v0. O projétil atravessa o bloco, saindo dele praticamente sem mudar a direção de sua trajetória. Como resultado do impacto, o bloco é lançado da mesa e cai no chão, a uma distância horizontal d da sua posição inicial, conforme mostra a figura a seguir. Desprezando-se os efeitos da resistência do ar, a velocidade do projétil ao deixar o bloco tem módulo:

79. (UERJ) O número do homem-bala apresenta um homem sendo disparado por um canhão. Nesse circo, um macaquinho de 4,0 kg substitui o homem. Ele é disparado, com uma velocidade inicial de 20 m/s por um canhão de 400 kg, montado sobre rodas e não freado, formando um ângulo de 60° com a horizontal, conforme mostra a figura. Determine o módulo da velocidade horizontal de recuo do canhão, imediatamente após o disparo.

80. (UERJ) Na rampa de saída do supermercado, uma pessoa abandona, no instante t = 0, um carrinho de compras de massa 5 kg que adquire uma aceleração constante. Considere cada um dos três primeiros intervalos de tempo do movimento iguais a 1 s. No primeiro e no segundo intervalos de tempo, o carrinho percorre, respectivamente, as distâncias de 0,5 m e 1,5 m. Calcule:

a) o momento linear que o carrinho adquire no instante t = 3 s;b) a distância percorrida pelo carrinho no terceiro intervalo de tempo.

81. (Unifesp-SP) A massa da Terra é aproximadamente oitenta vezes a massa da Lua e a distância entre os centros de massa desses astros é aproximadamente sessenta vezes o raio da Terra. A respeito do sistema Terra-Lua, pode-se afirmar que

a) a Lua gira em torno da Terra com órbita elíptica e em um dos focos dessa órbita está o centro de massa da Terra.b) a Lua gira em torno da Terra com órbita circular e o centro de massa da Terra está no centro dessa órbita.c) a Terra e a Lua giram em torno de um ponto comum, o centro de massa do sistema Terra-Lua, localizado no interior da Terra.d) a Terra e a Lua giram em torno de um ponto comum, o centro de massa do sistema Terra-Lua, localizado no meio da distância entre os centros de massa da Terra e da Lua.e) a Terra e a Lua giram em torno de um ponto comum, o centro de massa do sistema Terra-Lua, localizado no interior da Lua.

82. (Unifesp-SP) Na figura, estão representadas duas pequenas esferas de mesma massa, m = 0,0048 kg, eletrizadas com cargas de mesmo sinal, repelindo-se, no ar. Elas estão penduradas por fios isolantes muito leves, inextensíveis, de mesmo comprimento, ÿ = 0,090 m. Observa-se que, com o tempo, essas esferas se aproximam e os fios tendem a tornar-se verticais.

a) O que causa a aproximação dessas esferas? Durante essa aproximação, os ângulos que os fios formam com a vertical são sempre iguais ou podem tornar-se diferentes um do outro? Justifique.

b) Suponha que, na situação da figura, o ângulo a é tal que sen α = 0,60; cos α = 0,80; tg α = 0,75 e as esferas têm cargas iguais. Qual é, nesse caso, a carga elétrica de cada esfera? (Admitir g = 10 m/s² e k = 9,0 x 109 N.m²/C².)

83. (Unifesp-SP) A figura mostra uma bússola que, além de indicar a direção dos pólos magnéticos da Terra, indica também a inclinação α das linhas de campo no local onde ela está.

Bússolas como essa se inclinam αE em regiões próximas ao equador, αT em regiões próximas aos trópicos e αP em regiões próximas aos círculos polares. Conhecendo a configuração do campo magnético terrestre (veja a figura)

pode-se afirmar que:

a) αP > αT > αE.b) αT > αP > αE.c) αP > αE > αT.d) αT > αE > αP.e) αE > αT > αP.

84. (PUC-SP) Seja F o módulo da força de atração da Terra sobre a Lua e V 0 o módulo da velocidade tangencial da Lua em sua órbita, considerada circular, em torno da Terra. Se a massa da Terra se tornasse três vezes maior, a Lua quatro vezes menor e a distância entre estes dois astros se reduzissem à metade, a força de atração entre a Terra e a Lua passaria a ser:

a) 3/16 Fb) 1,5 Fc) 2/3 Fd) 12 F

85. (UFMG) A figura mostra dois satélites artificiais, A e B, que estão em órbitas circulares de mesmo raio, em torno da Terra. A massa do satélite A é maior do que a do satélite B. Com relação ao módulo das velocidades, VA e VB, e aos períodos de rotação, TA e TB, pode-se afirmar que

a) VA < VB e TA = TB

b) VA < VB e TA > TB

c) VA = VB e TA = TB

d) VA = VB e TA > TB

e) VA > VB e TA > TB

86. (AFA-SP) Duas cargas pontuais positivas, q1 e q2 = 4q1, são fixadas a uma

distância d uma da outra. Uma terceira carga negativa q3 é colocada no ponto P entre

q1 e q2, a uma distância x da carga q1, conforme mostra a figura.

Para que as forças sobre a carga q3 sejam nulas, o valor de x é

a) d2

b) d3

c) d4

d) d6

87. (AFA-SP) Três esferas condutoras de raio R, 3R e 5R e eletrizadas, respectivamente, com quantidade de cargas iguais a –10 μC, –30 μC e +13 μC estão muito afastadas entre si. As esferas são, então, interligadas por fios metálicos de capacitância desprezível até que o sistema atinja completo equilíbrio. Nessa situação, o valor da quantidade de carga, em microcoulombs, da esfera de raio 3R é

a) -9 c) -3 b) 3 d) 9

88. (AFA-SP) Uma gota de óleo de massa m e carga q é solta em uma região de campo elétrico uniforme E, conforme mostra a figura.

Mesmo sob o efeito da gravidade a gota move-se para cima com aceleração g. O módulo do campo elétrico é

89. (AFA-SP) Uma partícula de carga q e massa m é lançada com velocidade v, perpendicularmente ao campo elétrico uniforme produzido por placas paralelas de comprimento a, distanciadas de b entre si. A partícula penetra no campo num ponto eqüidistante das placas e sai tangenciando a borda da placa superior, conforme representado na figura a seguir.

Desprezando a ação gravitacional, a intensidade do campo elétrico é

90. (OBF - 2006) Uma bola de chumbo de massa mB igual a 5 kg é lançada com uma velocidade vB que faz com que ela caia e fique imobilizada dentro de um carrinho, conforme mostrado no desenho. O carrinho tem massa mC igual a 10 kg e se move com velocidade constante vC = 5 m/s. De posse desses dados:

a) calcule o valor da velocidade vB com que a bola colide com o carrinho;b) calcule a velocidade v com que o carrinho se movimentará após ter recebido a bola de chumbo.

91. (OBF-2002) Construídas cada uma para operar sob uma tensão de 120 V e para dissipar uma potência de 60 W, três lâmpadas, cujos filamentos apresentam um comportamento considerado linear (ôhmico), formam o circuito mostrado na figura. Ao se ligarem os terminais A e B a uma fonte de tensão igual a 120 V, verificou-se que a lâmpada L3 estava “queimada” (resistência infinita entre seus terminais). Nessas condições, calcule:a) a intensidade de corrente elétrica i1 na lâmpada L1.b) a potência dissipada pela lâmpada L2.

92. (OBF-2002) Um jovem de massa 100 kg fixado pelos tornozelos a um cabo elástico, solta-se do parapeito de uma ponte (A) para praticar "bungee jump". A superfície do rio encontra-se 70 m abaixo do parapeito da ponte. O cabo elástico tem um comprimento não deformado igual a 40 m e uma constanteelástica igual a 300 N/m.

a) Calcule o maior comprimento atingido pelo cabo elástico.b) Se a máxima aceleração desejada pelos responsáveis pelo brinquedo é igual a 30 m/s² (3g) verifique se este valor é ultrapassado calculando o valor da máxima aceleração a que o jovem fica submetido.

93. (OBF-2002) Um carrinho de mão carregado, com peso total “P”, é mantido em equilíbrio por um trabalhador, conforme mostra a ilustração. Podemos dizer que os módulos da força vertical “F”, exercida pelo trabalhador e a reação normal “N”, exercida pelo solo sobre o carrinho são, respectivamente, dadas pelas expressões:

a) F = N.a/b e N = P.[b /(a+b)] b) F = N.(a.b) e N = P/(b – a).a c) F = N.(a – b) e N = P/a

d) F = N.a/b e N = P/(b – a).ae) F = N.(a.b) e N = P.[a / (a+b)]

94. (OBF-2002) Um corpo em forma de paralelepípedo, de massa 2,0 kg, está apoiado na extremidade de uma tábua. Uma pessoa suspende a tábua até que, quando o ângulo formado entre a tábua e o plano horizontal é de 30º, o corpo entra em movimento uniforme. Para essa situação, determine:

a) a força de atrito, em newtons, a que fica submetido o corpo quando em movimento uniforme;b) a força de reação à compressão que o corpo faz sobre a tábua quando está deslizando.

95. (ITA-SP) Aplica-se instantaneamente uma força a um corpo de massa m = 3,3 kg preso a uma mola, e verifica-se que este passa a oscilar livremente com a freqüência angular w = 10 rad/s. Agora, sobre esse mesmo corpo preso à mola, mas em repouso, faz-se incidir um feixe de luz monocromática de freqüência f = 500 x 1012 Hz, de modo que toda a energia seja absorvida pelo corpo, o que acarreta uma distensão de 1 mm da sua posição de equilíbrio. Determine o número de fótons contido no feixe de luz. Considere a constante de Planck h = 6,6 . 10-34 J s.

96. (UFSC)  Física moderna é o estudo da Física desenvolvido no final do século XIX e início do século XX. Em particular, é o estudo da Mecânica Quântica e da Teoria da Relatividade Restrita. Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S) em relação às contribuições da Física moderna.

(01) Demonstra limitações da Física Newtoniana na escala microscópica.(02) Nega totalmente as aplicações das leis de Newton.(04) Explica o efeito fotoelétrico e o laser.(08) Afirma que as leis da Física são as mesmas em todos os referenciais inerciais.(16) Comprova que a velocidade da luz é diferente para quaisquer observadores em referenciais inerciais.(32) Demonstra que a massa de um corpo independe de sua velocidade.

97. (UFPE) Em uma experiência de efeito fotoelétrico com uma placa metálica, foram determinados os potenciais de corte em função da freqüência da luz incidente, como mostrado no gráfico a seguir. A partir do gráfico, determine o potencial de superfície (também chamado de função trabalho) do metal, em unidades de 10-20 J.

98. O efeito fotoelétrico foi descoberto experimentalmente por Heinrich Hertz em 1887. Em 1905, Albert Einstein propôs uma explicação teórica para esse efeito, a qual foi comprovada experimentalmente por Millikan, em 1914. Essa comprovação experimental deu a Einstein o prêmio Nobel de Física de 1921. Em relação a esse efeito, assinale a alternativa correta.

a) O efeito fotoelétrico ocorre quando um elétron colide com um próton.b) A teoria de Einstein considerou que a luz nesse caso se comporta como uma onda.c) Esse efeito é observado quando fótons atingem uma superfície metálica.d) Esse efeito é utilizado para explicar o funcionamento de fontes de laser.e) Inexistem aplicações tecnológicas desse efeito em nosso cotidiano, pois ele ocorre somente no nível atômico.

99. (UFCE) A energia relativística do fóton é dada por E = Xc, onde c indica a velocidade da luz. Utilizando conhecimentos de física moderna e análise dimensional, assinale a alternativa correta no tocante à dimensão de X. a) Força.b) Massa.c) Velocidade.d) Comprimento.e) Quantidade de movimento.

100. O girotron é um gerador de microondas de alta potência em altas freqüências. Um girotron, com freqüência de 32 GHz, funciona a 225 kW.

a) Qual o comprimento de onda da radiação e a energia do fóton emitida?

b) Quantos fótons por segundo emite o gerador de microondas? Considere que a constante de Planck h = 6,62 × 10-34J.s

101. (UFPE) 2007: ANO HÉLIO-FÍSICO O ano de 2007 foi o Ano Internacional Hélio-Físico e foi dedicado a eventos e estudos sobre o astro-rei. O Sol fica a 150 milhões de km da Terra. Todo o dia o sol perde 380 milhões de toneladas transformadas em energia. Seu poder de atração enfraquece gradativamente e, por isso, a Terra se afasta dele 3 mm ao ano. A temperatura da "superfície" solar é de 5,5 mil graus Celsius. A massa do Sol equivale a 330 mil vezes à da Terra e corresponde a 99% da massa do Sistema Solar. Estima-se que daqui a cerca de 5 bilhões de anos o hidrogênio solar, seu principal combustível, vai se esgotar. O Sol se converterá em outro tipo de estrela, modificando as condições físicas no Sistema Solar.           "GALILEU", São Paulo, abr. 2007, p. 21. [Adaptado]. Com base no texto acima, é INCORRETO afirmar: a) O sol usa a fusão de átomos de hidrogênio para obter outro composto químico: o hélio.b) A energia diária transformada no Sol por causa da sua perda de massa seria suficiente para manter acesas 100 mil lâmpadas de 100 W por no máximo 300 séculos.c) A luz emitida pelo Sol demora cerca de 8 minutos para chegar à Terra.d) Sabendo-se que os pontos de ebulição da água e o ponto de fusão do gelo na escala Réaumur são, respectivamente, 80 °R e 0 °R, a temperatura da "superfície" solar é de 4,4 mil graus Réaumur.

102. (UESC-BA) A figura abaixo representa uma tubulação posicionada horizontalmente em relação ao solo, pela qual escoa água, em regime permanente, através das secções S1 e S2.

Sobre o fato, considere as afirmativas abaixo:

I. A pressão do fluido em S1 é maior que em S2.

II. As vazões da água através das secções S1 e S2, são iguais.

III. Como o regime de escoamento é permanente, as vazões e velocidades da água têm valores iguais em S1 e S2.

IV. A diferença de pressão do líquido, nas duas secções da tubulação, depende somente da velocidade de escoamento na maior secção.

Estão corretas apenas as afirmativas

a) I e II d) I, II e IIIb) II e III e) II, III e IVc) III e IV

103. (UEMG) A figura abaixo representa um segmento de cano horizontal, com diâmetro variável, por onde flui água.

Considerando-se as secções retas A e B, é correto afirmar que

a) a pressão da água é menor em A do que em B.b) a velocidade da água é maior em A do que em B.c) através das duas secções retas A e B, a vazão de água é a mesma.d) a pressão da água é a mesma em A e em B.e) a velocidade de escoamento é a mesma em A e em B.

104. (UEFS-BA) O vôo de um avião depende do acoplamento de vários fatores, dentre os quais se destaca o formato de suas asas, responsáveis por sua sustentação no ar. O projeto das asas é concebido de tal maneira que, em um mesmo intervalo de tempo, uma corrente de ar passando acima da asa tem que percorrer um caminho maior que uma corrente de ar que passa abaixo dela. Desde que a velocidade do avião seja adequada, isso permite que ele se mantenha no ar. Assinale a alternativa que identifica corretamente a razão para que isso aconteça.

a) A velocidade do ar acima da asa é maior do que abaixo da asa, ocasionando uma pressão maior acima da asa.

b) A velocidade do ar acima da asa é menor do que abaixo da asa, ocasionando uma pressão menor acima da asa.c) A velocidade do ar acima da asa é maior do que abaixo da asa, ocasionando uma pressão maior abaixo da asa.d) A densidade do ar acima da asa é menor do que abaixo da asa, ocasionando uma pressão menor abaixo da asa.e) A densidade do ar acima da asa é maior do que abaixo da asa, ocasionando uma pressão maior abaixo da asa.

105. (UCSal-BA) A velocidade de propagação de uma onda em uma corda fixa nas duas extremidades é de 2 m/s. A corda forma uma onda estacionária cujos nós estão espaçados de 1 cm. A freqüência de vibração da corda será de:

a) 200 Hzb) 400 Hzc) 50 Hzd) 100 Hze) 20 Hz

106. (UEL-PR) Em um jogo de sinuca, as bolas estão dispostas como mostrado na figura a seguir. A bola branca é tacada com uma força de 100 N, que age na mesma por 0, 2 s, chocando-se contra a bola 1. Após a colisão, a bola 1 é também colocada em movimento, sendo que o ângulo entre a direção do movimento de ambas e a direção do movimento inicial da bola branca é igual a 45o.

Considerando que:• cada bola tem massa igual a 0, 4 kg;• a colisão é perfeitamente elástica;• não há atrito entre a mesa e as bolas;• cos 45o = 0,7.

Assinale a alternativa que mais se aproxima do módulo do vetor velocidade da bola branca após a colisão.

a) 25 m/sb) 35 m/sc) 55 m/sd) 65 m/se) 75 m/s

107. (UEL-PR) O trovão vem sempre depois do relâmpago. Essa afirmação baseia-se na diferença de velocidade entre a luz e o som. A luz é criada na descarga elétrica, devido às excitações e decaimentos dos átomos e moléculas que compõem a atmosfera. O som é produzido, devido à elevadíssima temperatura do relâmpago que, repentinamente, expande o ar no seu entorno, criando uma frente de pressão. Com base no texto e nos conhecimentos sobre o tema, assinale a alternativa correta.

a) O som do trovão é uma onda cujo movimento é transversal à direção de propagação.b) A luz, hoje em dia, não apresenta fenômeno que permita interpretá-la como sendo de natureza ondulatória.c) De posse de um cronômetro, um observador pode estimar sua distância até o trovão, conhecendo a velocidade da luz.d) Para que o relâmpago aconteça, é necessária a formação de um campo gravitacional que polarize eletricamente nuvens e terra.e) O som dos trovões pode sofrer difração ao encontrar uma edificação elevada.

108. (UFF-RJ) Professores do Instituto de Física da UFF estudam a dinâmica do movimento de placas geológicas que compõem a crosta terrestre, com o objetivo de melhor compreender a física dos terremotos. Um sistema simples que exibe os elementos determinantes desta dinâmica é composto por um bloco apoiado sobre uma mesa horizontal rugosa e puxado por uma mola, como mostrado abaixo. A mola é esticada continuamente por uma força F de módulo crescente, mas o bloco permanece em repouso até que o atrito não seja mais suficiente para impedir seu deslocamento.

Enquanto não houver deslizamento, é correto afirmar que:

a) o módulo da força que o bloco faz sobre a mola é igual ao módulo da força de atrito sobre o bloco;b) o módulo da força de atrito sobre o bloco é maior que o módulo da força que a mola faz sobre o bloco;c) o módulo da força de atrito depende da força normal sobre o bloco, já que a normal é a reação ao peso;d) o módulo da força que a mola faz sobre o bloco é maior que o módulo da força que o bloco faz sobre a mola;e) o módulo da força de atrito sobre o bloco não muda enquanto a mola é esticada.

109. (UFCE) Usando seus conhecimentos sobre ondas longitudinais e transversais, assinale a alternativa correta.

a) Ondas longitudinais são aquelas para as quais as vibrações ocorrem numa direção que é ortogonal à direção de propagação da onda.b) Ondas transversais são aquelas para as quais as oscilações coincidem com a direção da propagação.c) Ondas luminosas e ondas de rádio são exemplos de ondas longitudinais.d) Apenas ondas transversais podem ser polarizadas.e) Apenas ondas longitudinais se propagam no vácuo.

110. (MACKENZIE-SP) Duas cidades, A e B, são interligadas por uma estrada com 50 km de comprimento. Em certo instante, um automóvel parte do repouso, da cidade A rumo à cidade B, com aceleração escalar constante de 1,0m/s², durante 20 s. Após esse

tempo, sua velocidade escalar permanece constante. No instante em que esse automóvel parte da cidade A, um outro automóvel passa pela cidade B, dirigindo-se à cidade A, com velocidade escalar constante de 108 km/h. A distância, relativa à cidade A, medida ao longo da estrada, em que ocorre o encontro desses dois automóveis, é

a) 20,12 kmb) 19,88 kmc) 19,64 kmd) 19,40 kme) 19,16 km111. (MACKENZIE-SP) A figura mostra o instante em que uma esfera de 4 kg é abandonada do repouso, da posição P, e cai sobre a mola ideal de constante elástica 2 x 102 N/m. O maior valor da velocidade atingida por essa esfera, no seu movimento descendente, é

a) 3 m/sb) 4 m/sc) 5 m/sd) 6 m/se) 7 m/s

112. (UEPB) O potencial elétrico de um ponto situado a uma distância d de uma carga puntiforme Q é igual a 800 V. Sabendo que a intensidade do campo nesse ponto é de 400 N/C, calcule a distância d.

a) 2 mb) 3 mc) 4 md) 5 me) 6 m

113. (MACKENZIE-SP) No sistema a seguir, o fio e a polia são considerados ideais e o atrito entre as superfícies em contato é desprezível. Abandonando-se o corpo B a partir do repouso, no ponto M, verifica-se que, após 2 s, ele passa pelo ponto N com velocidade de 8 m/s. Sabendo-se que a massa do corpo A é de 5 kg, a massa do corpo B é

Dados:cos 37o = 0,8sen 37o = 0,6g = 10 m/s2

a) 1 kgb) 2 kgc) 3 kgd) 4 kge) 5 kg

114. (Unesp-SP) A figura é a intersecção de um plano com o centro C de um condutor esférico e com três superfícies equipotenciais ao redor desse condutor.

Uma carga de 1,6 × 10–19 C é levada do ponto M ao ponto N. O trabalho realizado para deslocar essa carga foi de

a) 3,2 x 10-20Jb) 16,0 x 10-19Jc) 8,0 x 10-19Jd) 4,0 x 10-19Je) 3,2 x 10-19J

115. (UEPG) Considere um campo elétrico uniforme, vertical e ascendente, de intensidade 5 x 105 N/C. Nessa região, uma partícula de carga 2 nC e massa 0,5g é lançada verticalmente para cima com velocidade de 16 m/s. Considerando g = 10 m/s², calcule a máxima altura atingida pela partícula.

a) 15 m

b) 16 mc) 18 md) 20 me) 22 m

116. (Unesp-SP) Uma mistura de substâncias radiativas encontra-se confinada em um recipiente de chumbo, com uma pequena abertura por onde pode sair um feixe paralelo de partículas emitidas. Ao saírem, três tipos de partícula, 1, 2 e 3, adentram uma região de campo magnético uniforme B com velocidades perpendiculares às linhas de campo magnético e descrevem trajetórias conforme ilustradas na figura.

Considerando a ação de forças magnéticas sobre cargas elétricas em movimento uniforme, e as trajetórias de cada partícula ilustradas na figura, pode-se concluir com certeza que

a) as partículas 1 e 2, independentemente de suas massas e velocidades, possuem necessariamente cargas com sinais contrários e a partícula 3 é eletricamente neutra (carga zero).b) as partículas 1 e 2, independentemente de suas massas e velocidades, possuem necessariamente cargas com sinais contrários e a partícula 3 tem massa zero. c) as partículas 1 e 2, independentemente de suas massas e velocidades, possuem necessariamente cargas de mesmo sinal e a partícula 3 tem carga e massa zero.d) as partículas 1 e 2 saíram do recipiente com a mesma velocidade.e) as partículas 1 e 2 possuem massas iguais, e a partícula 3 não possui massa.

117. (UERJ) O circuito abaixo é utilizado para derreter 200 g de gelo contido em um recipiente e obter água aquecida.

No momento em que a chave C é ligada, a temperatura do gelo é igual a 0 ºC. Estime o tempo mínimo necessário para que a água no recipiente A atinja a temperatura de 20 0C.

118. (UFPR) No Sistema Internacional (SI), existem sete unidades consideradas como unidades de base ou fundamentais. As unidades para as demais grandezas físicas podem ser obtidas pela combinação adequada dessas unidades de base. Algumas das unidades obtidas dessa maneira recebem nomes geralmente homenageando algum cientista. Na coluna da direita estão as unidades para algumas grandezas físicas, escritas utilizando-se unidades de base. Na coluna da esquerda estão alguns nomes adotados no SI. Numere as unidades da coluna da direita com o seu nome correspondente na coluna da esquerda.

1. pascal ( ) kg.m2/(s3A2)2. ohm ( ) kg/(s2 A)3. joule ( ) kg/(m s2)4. coulomb ( ) As5. tesla ( ) kg m2/s2

Assinale a alternativa que apresenta a numeração correta da coluna da direita, de cima para baixo.

a) 2 – 5 – 1 – 4 – 3.b) 3 – 4 – 1 – 5 – 2.c) 5 – 2 – 4 – 1 – 3.d) 2 – 1 – 5 – 3 – 4.e) 4 – 3 – 1 – 5 – 2.

119. (UFTM-MG) Duas lentes esféricas, uma plano-convexa e outra planocôncava, são justapostas e inseridas no vácuo (índice de refração igual a 1). Os raios de curvatura de ambas as lentes têm o mesmo valor, entretanto, seus índices de refração diferem.

A vergência do conjunto, resultado da adição das vergências individuais de ambas as lentes, em di, pode ser determinada por

a) C = (n1 + n2)/2Rb) C = (n1R/n2

c) C = (n2 - n1)/Rd) C = (n1 + n2)/Re) C = (n1 - n2)/R

120. (UFRN) Suponha que o cozimento de um ovo de 60 gramas demore 12 minutos dentro de uma nave com 10 metros de comprimento quando ela está em estado de repouso na Terra. Consideramos, agora, que a nave se movimente a uma velocidade v que corresponde 80% da velocidade da luz c, ou seja, v = 0,8c.

a) Quais seriam os resultados obtidos por um observador fixo na Terra, que efetuasse as medidas do tempo de cozimento do ovo, do comprimento da nave e da massa do ovo, dispondo apenas de um potente telescópio descontando o tempo de propagação da luz?

b) O comprimento de um corpo em movimento realmente sofre encolhimento?

121. (Unesp) Um dispositivo para medir a carga elétrica de uma gota de óleo é constituído de um capacitor polarizado no interior de um recipiente convenientemente vedado, como ilustrado na figura.

A gota de óleo, com massa m, é abandonada a partir do repouso no interior do capacitor, onde existe um campo elétrico uniforme E. Sob ação da gravidade e do campo elétrico, a gota inicia um movimento de queda com aceleração 0,2 g, onde g é a aceleração da gravidade. O valor absoluto (módulo) da carga pode ser calculado através da expressão.

a) Q = 0,8 mg/E.b) Q = 1,2 E/mg.c) Q = 1,2 m/gE.d) Q = 1,2 mg/E.e) Q = 0,8 E/mg.

122. (ITA-SP) Prótons (sendo a carga = e, a massa = mp), deuterons (sendo a carga = e, a massa md = 2mp) e partículas alfas (sendo a carga = 2e e a massa ma = 4mp) entram em um campo magnético uniforme B⃗perpendicular a suas velocidades, onde se movimentam em órbitas circulares de períodos Tp, Td e Ta, respectivamente. Pode-se afirmar que as razões dos períodos Td=Tp e Ta=Tp são, respectivamente,

a) 1 e 1b) 1 e √2c) √2 e 2d) 2 e √2e) 2 e 2

123. (UFABC-SP) Duas bicicletas desenvolvem movimentos retilíneos e uniformes sobre a mesma trajetória, com suas grandezas em unidades do Sistema Internacional. Suas funções horárias estão representadas matricialmente por

Nessas condições, as duas bicicletas se encontrarão no instante

a) 1sb) 1,4sc) 2sd) 3,5se) 5s

124. (UFABC-SP) Um suporte para vasos é preso a uma parede vertical, como mostra a figura. Ele é fixo na parede por um parafuso colocado no ponto A e fica apenas apoiado na parede no ponto B, na mesma vertical de A. Um vaso de massa total 3 kg é pendurado no ponto C do suporte e o sistema é mantido em equilíbrio.

Sabe-se que o ângulo entre AC e AB é reto e que a massa do suporte é desprezível. Adotando g = 10 m/s2, determine a intensidade da força com que o suporte comprime a parede no ponto B.

125. (ITA-SP) Uma diferença de potencial eletrostático V é estabelecida entre os pontos M e Q da rede cúbica de capacitores idênticos mostrada na figura. A diferença de potencial entre os pontos N e P é

126. (UFABC-SP) Mesmo com as modernas furadeiras existentes, o arco-de-pua ainda é utilizado para fazer furos em madeira. Enquanto o operário apóia seu peito ou uma de suas mãos sobre o disco localizado na extremidade oposta à da broca, auxiliado pelo

manete, localizado no meio da ferramenta, faz girar o conjunto e, conseqüentemente, a broca.

Compare, qualitativamente, as grandezas freqüência, período, velocidade angular e velocidade escalar do movimento do ponto A, localizado na superfície lateral da broca, com o do ponto B, no centro geométrico do manete, justificando cada comparação.

127. (ITA-SP) Uma bobina de 100 espiras, com seção transversal de área de 400 cm² e resistência de 20 Ω, está alinhada com seu plano perpendicular ao campo magnético da Terra, de 7,0 x 104 T na linha do Equador. Quanta carga flui pela bobina enquanto ela é virada de 180º em relação ao campo magnético?

a) 1,4 x 10-4 Cb) 2,8 x 10-4 Cc) 1,4 x 10-2 Cd) 2,8 x 10-2 Ce) 1,4 C

128. (Fuvest-SP) Segundo uma obra de ficção, o Centro Europeu de Pesquisas Nucleares, CERN, teria produzido recentemente vários gramas de antimatéria. Sabe-se que, na reação de antimatéria com igual quantidade de matéria normal, a massa total m é transformada em energia E, de acordo com a equação E = mc², onde c é a velocidade da luz no vácuo.

a) Com base nessas informações, quantos joules de energia seriam produzidos pela reação de 1 g de antimatéria com 1 g de matéria?

b) Supondo que a reação matéria-antimatéria ocorra numa fração de segundo (explosão), a quantas “Little Boy” (bomba atômica nuclear lançada em Hiroshima, em 6 de agosto de 1945) corresponde a energia produzida nas condições do item a)?

c) Se a reação matéria-antimatéria pudesse ser controlada e a energia produzida na situação descrita em a) fosse totalmente convertida em energia elétrica, por quantos meses essa energia poderia suprir as necessidades de uma pequena cidade que utiliza, em média, 9 MW de potência elétrica?

Dados:

1 MW = 106 W,

A explosão da “Little Boy” produziu cerca de 60 x 1012 J de energia (15 quilotons)1 mês ≈ 2,5 x 106 sVelocidade da luz no vácuo, c = 3 x 108 m/s

129. (UFPE) Uma partícula de carga elétrica positiva q desloca-se inicialmente com velocidade constante v⃗ e penetra numa região onde há um campo magnético uniforme B⃗ perpendicular à velocidade, como esquematizado na figura. Qual das trajetórias indicadas melhor representa o comportamento da partícula na região onde há campo magnético?

a) 1b) 2c) 3d) 4e) 5

130. (UFPE) No circuito abaixo, o valor de cada resistência é R = 2,0 W, e a diferença de potencial da bateria é 12 V. Qual o valor da corrente elétrica que passa através da bateria?

a) 1,0 Ab) 2,0 Ac) 3,0 Ad) 4,0 Ae) 5,0 A

131. (UFPE) Um pedaço de isopor de 1 cm3 e massa desprezível é colocado dentro de um recipiente com água. Um fio preso ao fundo do recipiente mantém o pedaço de isopor totalmente imerso na água. Qual a tração no fio?

132. (Unifesp-SP) De posse de uma balança e de um dinamômetro (instrumento para medir forças), um estudante decide investigar a ação da força magnética de um ímã em forma de U sobre uma pequena barra de ferro. Inicialmente, distantes um do outro, o estudante coloca o ímã sobre uma balança e anota a indicação de sua massa. Em seguida, ainda distante do ímã, prende a barra ao dinamômetro e anota a indicação da força medida por ele. Finalmente, monta o sistema de tal forma que a barra de ferro, presa ao dinamômetro, interaja magneticamente com o ímã, ainda sobre a balança, como mostra a figura.

A balança registra, agora, uma massa menor do que a registrada na situação anterior, e o dinamômetro registra uma força equivalente à

a) força peso da barra.b) força magnética entre o ímã e a barra.c) soma da força peso da barra com metade do valor da força magnética entre o ímã e a barra.d) soma da força peso da barra com a força magnética entre o ímã e a barra.e) soma das forças peso da barra e magnética entre o ímã e a barra, menos a força elástica da mola do dinamômetro.

133. (Unifesp-SP) Estima-se que o planeta Urano possua massa 14,4 vezes maior que a da Terra e que sua aceleração gravitacional na linha do equador seja 0,9g, em que g é a aceleração gravitacional na linha do equador da Terra. Sendo RU e RT os raios nas linhas do equador de Urano e da Terra, respectivamente, e desprezando os efeitos da rotação dos planetas, RU/RT éa) 1,25.b) 2,5.c) 4.d) 9.e) 16.

134. (Unifesp-SP) Um fluido A, de massa específica ρA, é colocado em um tubo curvo aberto, onde já existe um fluido B, de massa específica ρB. Os fluidos não se misturam e, quando em equilíbrio, B preenche uma parte de altura h do tubo. Neste caso, o desnível entre as superfícies dos fluidos, que se encontram à pressão atmosférica, é de 0,25 h. A figura ilustra a situação descrita.

Considerando que as interações entre os fluidos e o tubo sejam desprezíveis, pode-se afirmar que a razão ρB /ρA é

a) 0,75.b) 0,80.c) 1,0.d) 1,3.e) 1,5.

135. (Unifesp-SP) A presença de íons na atmosfera é responsável pela existência de um campo elétrico dirigido e apontado para a Terra. Próximo ao solo, longe de concentrações urbanas, num dia claro e limpo, o campo elétrico é uniforme e perpendicular ao solo horizontal e sua intensidade é de 120 V/m. A figura mostra as linhas de campo e dois pontos dessa região, M e N.

O ponto M está a 1,20 m do solo, e N está no solo. A diferença de potencial entre os pontos M e N é

a) 100 V.b) 125 V.c) 125 V.d) 134 V.e) 144 V.

136. (Unifesp-SP) O gráfico mostra as curvas de quantidade de calor absorvido em função da temperatura para dois corpos distintos: um bloco de metal e certa quantidade de líquido.

O bloco de metal, a 115 ºC foi colocado em contato com o líquido, a 10 ºC, em um recipiente ideal e isolado termicamente. Considerando que ocorreu troca de calor somente entre o bloco e o líquido, e que este não se evaporou, o equilíbrio térmico ocorrerá a

a) 70 ºC.b) 60 ºC.c) 55 ºC.d) 50 ºC.e) 40 ºC.

137. (Unifesp-SP) Considere a seguinte “unidade” de medida: a intensidade da força elétrica entre duas cargas q, quando separadas por uma distância d, é F. Suponha em seguida que uma carga q1 = q seja colocada frente a duas outras cargas, q2 = 3q e q3 = 4q, segundo a disposição mostrada na figura.

A intensidade da força elétrica resultante sobre a carga q1, devido às cargas q2 e q3, será

a) 2F.b) 3F.c) 4F.d) 5F.e) 9F.

138. (Unifesp-SP) Na região quadriculada da figura existe um campo magnético uniforme, perpendicular ao plano do reticulado e penetrando no plano da figura. Parte de um circuito rígido também passa por ela, como ilustrado na figura.

A aresta de cada célula quadrada do quadrilátero tem comprimento u, e pelo fio passa uma corrente elétrica de intensidade i. Analisando a força magnética que age sobre cada elemento de comprimento u do fio do circuito, coincidente com a aresta das células quadradas, a intensidade da força magnética resultante sobre a parte do circuito exposta ao campo é

a) nula.b) iBu/2.c) iBu.d) 3iBu.e) 13iBu.

139. (Unifesp-SP) Uma pequena esfera A, com massa de 90 g, encontra-se em repouso e em contato com a mola comprimida de um dispositivo lançador, sobre uma mesa plana e horizontal. Quando o gatilho é acionado, a mola se descomprime e a esfera é atirada horizontalmente, com velocidade de 2,0 m/s, em direção frontal a uma outra esfera B, com massa de 180 g, em repouso sobre a mesma mesa. No momento da colisão, as esferas se conectam e passam a se deslocar juntas. O gráfico mostra a intensidade da força elástica da mola em função de sua elongação.

Considerando que as esferas não adquirem movimento de rotação, que houve conservação da quantidade de movimento na colisão e que não há atrito entre as esferas e a mesa, calcule:

a) a energia cinética da composição de esferas AB após a colisão.b) quanto a mola estava comprimida no instante em que o gatilho do dispositivo lançador é acionado.

140. (Unifesp-SP) Uma pessoa com massa de 80 kg, suspensa por um cabo de massa e volume desprezíveis, atado a um dinamômetro, é colocada em um tanque com água de tal forma que fique ereta, na posição vertical e completamente imersa. Considerando que a massa específica da água é de 103 kg/m3, que a pressão atmosférica local é de 1,0 × 105 N/m2 e a aceleração da gravidade g = 10 m/s2 e que a água e a pessoa estão em repouso em relação ao tanque, calcule:

a) a pressão externa nos pés dessa pessoa, que se encontram 2,0 m abaixo do nível da água.b) o volume da pessoa, se o peso aparente registrado pelo dinamômetro é de 40 N.

141. (Unifesp-SP) Em um enfeite de Natal alimentado com tensão de 110 V, há 5 lâmpadas idênticas ligadas em paralelo, todas acesas, e os fios de ligação apresentam resistência elétrica de 1,0 Ω. O circuito elétrico correspondente a esta situação está esquematizado na figura, na qual as lâmpadas estão representadas pela sua resistência equivalente Re.

Considerando que o amperímetro ideal registra uma corrente de 2,2 A, calcule:

a) o valor da resistência elétrica de cada lâmpada.b) a energia dissipada em 30 dias pelos fios de ligação, em Wh, se as lâmpadas ficarem acesas por 5 horas diárias.

142. (UFPR) A revolução na Astronomia teve início no século 16, quando o astrônomo polonês Nicolau Copérnico “tirou” a Terra do centro do Universo e a fez girar, assim como os demais planetas, ao redor do Sol. Mas foi o alemão Johannes Kepler, assistente do astrônomo dinamarquês Tycho Brahe, quem descobriu as leis que regem os movimentos dos planetas ao redor do Sol, que são: a lei das órbitas, a lei das áreas e a lei dos períodos. Enuncie e deduza corretamente as três leis de Kepler e explique qual a principal conseqüência da segunda lei no movimento dos planetas.

143. (Unifesp-SP) 0,50 kg de uma substância a temperatura T0 = 40 ºC, na fase líquida, é colocado no interior de um refrigerador, até que a sua temperatura atinja T1 = –10 ºC. A quantidade de calor transferida em função da temperatura é apresentada no gráfico da figura.

A parte do gráfico correspondente ao intervalo de –10 ºC a 2,0 ºC foi ampliada e inserida na figura, à direita do gráfico completo. Calcule:

a) o calor latente específico de solidificação.b) o calor específico na fase sólida.

144. (Unifesp-SP) Um estudante faz o estudo experimental de um movimento harmônico simples (MHS) com um cronômetro e um pêndulo simples como o da figura, adotando o referencial nela representado.

Ele desloca o pêndulo para a posição +A e o abandona quando cronometra o instante t = 0. Na vigésima passagem do pêndulo por essa posição, o cronômetro marca t = 30 s.

a) Determine o período (T) e a freqüência (f) do movimento desse pêndulo.b) Esboce o gráfico x (posição) versus t (tempo) desse movimento, dos instantes t = 0 a t = 3,0 s; considere desprezível a influência de forças resistivas.

145. (Unifesp-SP) A figura representa um pêndulo balístico usado em laboratórios didáticos.

A esfera disparada pelo lançador se encaixa em uma cavidade do bloco preso à haste − em conseqüência ambos sobem até ficarem presos por atrito em uma pequena rampa, o que permite medir o desnível vertical h do centro de massa do pêndulo (conjunto bloco-esfera) em relação ao seu nível inicial. Um aluno trabalha com um equipamento como esse, em que a massa da esfera é mE = 10 g, a massa do bloco é mB = 190 g e a massa da haste pode ser considerada desprezível. Em um ensaio experimental, o centro de massa do conjunto bloco-esfera sobe h = 10 cm.

a) Qual a energia potencial gravitacional adquirida pelo conjunto bloco-esfera em relação ao nível inicial?b) Qual a velocidade da esfera ao atingir o bloco? Suponha que a energia mecânica do conjunto bloco-esfera se conserve durante o seu movimento e adoteg = 10 m/s2.

146. (Unifesp-SP) A figura representa um banco óptico didático: coloca-se uma lente no suporte e varia-se a sua posição até que se forme no anteparo uma imagem nítida da fonte (em geral uma seta luminosa vertical). As abscissas do anteparo, da lente e do objeto são medidas na escala, que tem uma origem única.

a) Represente graficamente no caderno de respostas (sem valores numéricos) a situação correspondente ao esquema da figura, em que apareçam: o objeto (seta luminosa da fonte); a lente e seus dois focos; a imagem e pelo menos dois raios de luz que emergem do objeto, atravessem a lente e formem a imagem no anteparo.

b) Nessa condição, determine a distância focal da lente, sendo dadas as posições dos seguintes componentes, medidas na escala do banco óptico: anteparo, na abscissa 15 cm; suporte da lente, na abscissa 35 cm; fonte, na abscissa 95 cm.

148. (Unifesp-SP) A montagem experimental representada na figura se destina ao estudo de um circuito elétrico simples.

a) Usando símbolos convencionais para cada componente, represente esquematicamente esse circuito no caderno de respostas.

b) Sabendo que R1 = 100 Ω e R2 = 200 Ω e que no suporte de pilhas são colocadas duas pilhas em série, de força eletromotriz 1,5 V cada, determine as leituras no amperímetro e no voltímetro quando a chave é fechada. (Admita que as resistências internas das pilhas, dos fios de ligação e dos medidores não interferem nessas leituras.)

149. (Unifesp-SP) A figura mostra uma espira retangular imersa em um campo magnético uniforme, elemento básico de um motor elétrico de corrente contínua.

O plano da espira é paralelo ao vetor campo magnético. A extremidade da espira junto ao ponto D está ligada ao pólo positivo da bateria e a extremidade B ao pólo negativo; a corrente percorre o circuito no sentido de D para B. São dados:

– intensidade da corrente que percorre a espira: i = 0,80 A;– resistência do fio no trecho DCAB: R = 2,5 Ω;– módulo do vetor campo magnético: B = 0,50 T;– comprimento dos lados da espira: AB = CD = 0,050 m.

Determine:

a) a diferença de potencial entre os pontos D e B.b) o módulo da força magnética que atua em um dos lados,AB ou CD.

150. (Unifesp-SP) A figura representa uma configuração de ondas estacionárias produzida num laboratório didático com uma fonte oscilante.

a) Sendo d = 12 cm a distância entre dois nós sucessivos, qual o comprimento de onda da onda que se propaga no fio?

b) O conjunto P de cargas que traciona o fio tem massa m = 180 g. Sabe-se que a densidade linear do fio é μ = 5,0 × 10–4 kg/m. Determine a freqüência de oscilação da fonte.

Dados: velocidade de propagação de uma onda numa corda v = √ Fμ

; aceleração da

gravidade g = 10 m/s².

151. (Unifesp-SP) A figura representa uma bateria, de força eletromotriz E e resistência interna r = 5,0 Ω, ligada a um solenóide de 200 espiras. Sabe-se que o amperímetro marca 200 mA e o voltímetro marca 8,0 V, ambos supostos ideais.

a) Qual o valor da força eletromotriz da bateria?

b) Qual a intensidade do campo magnético gerado no ponto P, localizado no meio do interior vazio do solenóide?

Dados:

μ0 = 4π x 10–7 T . m/A;

B = μ0 NL

i (módulo do campo magnético no interior de um solenóide)

152. (Unifesp-SP) Um pedaço de fio de comprimento L e massa m pode deslizar sobre duas hastes rígidas e lisas, de comprimento D cada uma e fixas em um plano inclinado de um ângulo θ, como é ilustrado na figura.

As hastes estão conectadas a uma bateria e o pedaço de fio fecha o circuito. As hastes e o fio estão submetidos a um campo magnético uniforme B vertical, apontado para cima. Representando a aceleração da gravidade por g,

a) determine o valor da corrente i para que o fio fique em equilíbrio sobre o plano inclinado.b) Considere que o pedaço de fio esteja em equilíbrio no ponto mais baixo do plano inclinado. Se a corrente for duplicada, o fio será acelerado e deixará o plano no seu ponto mais alto. Determine a energia cinética do fio nesse ponto.

153. (Unicamp-SP) O Efeito Hall consiste no acúmulo de cargas dos lados de um fio condutor de corrente quando esse fio está sujeito a um campo magnético perpendicular à corrente. Pode-se ver na figura (i) uma fita metálica imersa num campo magnético B⃗, perpendicular ao plano da fita, saindo do papel. Uma corrente elétrica atravessa a fita, como resultado do movimento dos elétrons que têm velocidade v⃗, de baixo para cima até entrar na região de campo magnético. Na presença do campo magnético, os elétrons sofrem a ação da força magnética, F⃗B, deslocando-se para um dos lados da fita. O acúmulo de cargas com sinais opostos nos lados da fita dá origem a um campo elétrico no plano da fita, perpendicular à corrente. Esse campo produz uma força elétrica F⃗E, contrária à força magnética, e os elétrons param de ser desviados quando os módulos dessas forças se igualam, conforme ilustra a figura (ii). Considere que o módulo do campo elétrico nessa situação é E = 1,0×10−4 V/m.

a) A fita tem largura L = 2,0 cm. Qual é a diferença de potencial medida pelo voltímetro V na situação da figura (ii)?

b) Os módulos da força magnética e da força elétrica da figura (ii) são dados pelas expressões FB = qvB e FE= qE , respectivamente, q sendo a carga elementar. Qual é a velocidade dos elétrons? O módulo do campo magnético é B = 0, 2 T.

154. (Unicamp-SP) O fato de os núcleos atômicos serem formados por prótons e nêutrons suscita a questão da coesão nuclear, uma vez que os prótons, que têm carga positiva q =1,6×10−19 C, se repelem através da força eletrostática. Em 1935, H. Yukawa

propôs uma teoria para a força nuclear forte, que age a curtas distâncias e mantém os núcleos coesos.

a) Considere que o módulo da força nuclear forte entre dois prótons FN é igual a vinte vezes o módulo da força eletrostática entre eles FE, ou seja, FN = 20FE. O módulo da

força eletrostática entre dois prótons separados por uma distância d é dado por FE = kq ²d ²

, onde K = 9,0×109 Nm2/C2. Obtenha o módulo da força nuclear forte FN entre os dois prótons, quando separados por uma distância d =1,6×10-15 m , que é uma distância típica entre prótons no núcleo.

b) As forças nucleares são muito maiores que as forças que aceleram as partículas em grandes aceleradores como o LHC. Num primeiro estágio de acelerador, partículas carregadas deslocam-se sob a ação de um campo elétrico aplicado na direção do movimento. Sabendo que um campo elétrico de módulo E = 2,0×106 N/C age sobre um próton num acelerador, calcule a força eletrostática que atua no próton.

155. (Unicamp-SP) A Física de Partículas nasceu com a descoberta do elétron, em 1897. Em seguida foram descobertos o próton, o nêutron e várias outras partículas, dentre elas o píon, em 1947, com a participação do brasileiro César Lattes.

a) Num experimento similar ao que levou à descoberta do nêutron, em 1932, um nêutron de massa m desconhecida e velocidade v0 = 4×107 m/s colide frontalmente com um átomo de nitrogênio de massa M = 14 u (unidade de massa atômica) que se encontra em repouso. Após a colisão, o nêutron retorna com velocidade v´ e o átomo de nitrogênio adquire uma velocidade V = 5×106 m/s . Em conseqüência da conservação da energia cinética, a velocidade de afastamento das partículas é igual à velocidade de aproximação. Qual é a massa m, em unidades de massa atômica, encontrada para o nêutron no experimento?

b) O Grande Colisor de Hádrons (Large Hadron Collider-LHC) é um acelerador de partículas que tem, entre outros propósitos, o de detectar uma partícula, prevista teoricamente, chamada bóson de Higgs. Para esse fim, um próton com energia de E = 7×1012 eV colide frontalmente com outro próton de mesma energia produzindo muitas partículas. O comprimento de onda ( λ ) de uma partícula fornece o tamanho típico que pode ser observado quando a partícula interage com outra. No caso dos prótons do LHC, E = hc / λ , onde h = 4×10−15eV.s , e c = 3×108m/s . Qual é o comprimento de onda dos prótons do LHC?

156. (Unicamp-SP) A evolução da sociedade tem aumentado a demanda por energia limpa e renovável. Tipicamente, uma roda d’água de moinho produz cerca de 40 kWh (ou 1,4×108 J ) diários. Por outro lado, usinas nucleares fornecem em torno de 20% da eletricidade do mundo e funcionam através de processos controlados de fissão nuclear em cadeia.

a) Um sitiante pretende instalar em sua propriedade uma roda d’água e a ela acoplar um gerador elétrico. A partir do fluxo de água disponível e do tipo de roda d’água, ele avalia que a velocidade linear de um ponto da borda externa da roda deve ser v = 2,4 m/s. Além disso, para que o gerador funcione adequadamente, a freqüência de rotação da roda d’água deve ser igual a 0,20 Hz. Qual é o raio da roda d’água a ser instalada? Use π = 3.b) Numa usina nuclear, a diferença de massa Δm entre os reagentes e os produtos da reação de fissão é convertida em energia, segundo a equação de Einstein E = Δmc2, onde c = 3×108 m/s. Uma das reações de fissão que podem ocorrer em uma usina

nuclear é expressa de forma aproximada por (1000 g de U235) + (4 g de nêutrons) → (612 g de Ba144) + (378 g de Kr89) + (13 g de nêutrons) + energia. Calcule a quantidade de energia liberada na reação de fissão descrita acima.

157. (UFSCar-SP) A figura representa uma configuração de ondas estacionárias numa corda.

A extremidade A está presa a um oscilador que vibra com pequena amplitude. A extremidade B é fixa e a tração na corda é constante. Na situação da figura, onde aparecem três ventres (V) e quatro nós (N), a freqüência do oscilador é Aumentando-se gradativamente a freqüência do oscilador, observa-se que essa configuração se desfaz até aparecer, seguida, uma nova configuração de ondas estacionárias, formada por

a) quatro nós e quatro ventres, quando a freqüência atingir 400 Hz.b) quatro nós e cinco ventres, quando a freqüência atingir 440 Hz.c) cinco nós e quatro ventres, quando a freqüência atingir 480 Hz.d) cinco nós e cinco ventres, quando a freqüência atingir 540 Hz.e) seis nós e oito ventres, quando a freqüência atingir 720 Hz.

158. (UFSCar-SP) Isolados um do outro, um fio retilíneo e muito longo foi deitado sobre uma espira circular plana de raio R, conforme o esquema.

Dados: R = 0,02 mμ0 = 4.π x 10–7 T.m.A–1

π = 3 (valor aproximado, para facilitar seus cálculos)i1 = 4 Ai2 = 8 ASupondo que no ponto C apenas atuem os campos magnéticos gerados pelas duas correntes elétricas indicadas,

a) represente em um desenho a direção e o sentido dos vetores campo magnético B⃗E e B⃗F, gerados pela espira e pelo fio, tendo como referencia o plano da folha e o esquema.

b) determine a intensidade do campo magnético resultante, supondo que na região não haja nenhuma outra manifestação magnética.

159. (UFV-MG) Duas pequenas esferas condutoras de mesma massa m e mesma carga q estão penduradas em fios não-condutores de comprimento ℓ, como mostra a figura. Suponha que o ângulo θ é tão pequeno que a aproximação tg θ ≈ sen θ pode ser usada.

a) Mostre que a distância de equilíbrio entre as duas esferas é dada por

x = ( q²ℓ/ 2πεomg )1/3.

b) Se ℓ = 120 cm, m = 10g e x = 5,0 cm, qual é o valor de |q|?

c) Explique o que acontece com as esferas se uma delas for descarregada (ligando, por exemplo, momentaneamente a esfera a terra).

d) Determine a nova distância x de equilíbrio entre as duas esferas, usando os valores dados de ℓ, m e o valor calculado de |q|.

160. (UFPR) Uma experiência interessante, que permite determinar a velocidade v⃗ com em que partículas elementares se movem, consiste em utilizar um campo magnético B⃗ em combinação com um campo elétrico E⃗. Uma partícula elementar com carga Q negativa move-se com velocidade v⃗ paralelamente ao plano do papel (referencial inercial) e entra em uma região onde há um campo magnético B⃗ uniforme, constante e orientado para dentro do plano do papel, como mostra a figura. Ao se deslocar na região do campo magnético, a partícula fica sujeita a uma força magnética F⃗M.

a) Obtenha uma expressão literal para o módulo de F⃗M e represente na figura o vetor F⃗M

para a posição indicada da partícula.

b) Dispõe-se de um sistema que pode gerar um campo elétrico E⃗ uniforme, constante e paralelo ao plano do papel, que produz uma força elétrica F⃗E sobre a partícula. Represente na figura o vetor E⃗ necessário para que a partícula de carga Q mova-se em movimento retilíneo uniforme. Em seguida, obtenha uma expressão literal para o módulo da velocidade v⃗ da partícula quando ela executa esse movimento, em função das grandezas apresentadas no enunciado.

161. (UFPR) Uma das maneiras de gerar correntes elétricas é transformar energia mecânica em energia elétrica através de um gerador elétrico. Em uma situação simplificada, dispõe-se de ímãs para produzir o campo magnético e de uma bobina formada por 10 espiras circulares com 10 cm de diâmetro montados conforme a figura a seguir. A bobina está presa a um eixo que passa pelo seu diâmetro e gira com velocidade constante de 2 rotações por segundo. A bobina possui dois terminais que permitem o aproveitamento da energia elétrica gerada. Num dado instante, as linhas do campo magnético atravessam perpendicularmente o plano das espiras e o fluxo magnético é máximo; após a bobina girar 90° em torno do seu eixo, esse fluxo é zero. Considere que na região da bobina o campo magnético é uniforme, com módulo igual a 0,01 T e orientado conforme indicado na figura. Determine a força eletromotriz média induzida na bobina ao girar 90° a partir da situação de máximo fluxo.

162. (UFPR) A figura ao lado é a representação esquemática de um sistema óptico formado por duas lentes convergentes, separadas por 50 cm. As distâncias focais das lentes 1 e 2 são, respectivamente, 10 cm e 15 cm. Utiliza-se um lápis com 4 cm de comprimento como objeto, o qual é posicionado a 15 cm da lente 1. Com base nesses dados:

a) Determine a posição da imagem formada pelo sistema de lentes.

b) Determine o tamanho da imagem formada pelo sistema. Ela é direita ou invertida, em relação ao objeto? Justifique sua resposta.

c) Empregando a representação de raios, faça um desenho em escala, mostrando a localização e o tamanho da imagem formada pelo sistema. Utilize a escala 10 para 1, ou seja, cada 10 cm no sistema real correspondem a 1 cm no seu desenho. (Cada quadrícula tem 0,5 cm de lado.).

163. (UFPR) Um aparelho destinado a medir cargas e massas de partículas, utilizado em análises físicas, possui uma região onde estão presentes: um campo elétrico uniforme e, perpendicularmente a ele, um campo de indução magnética também uniforme. Quando um elétron é injetado nessa região (ver figura abaixo) com determinada velocidade ao longo de uma direção perpendicular a ambos os campos, observa-se que ele segue um movimento retilíneo uniforme. Considerando que o módulo do campo elétrico seja de 700 V/m e o módulo da indução magnética seja igual a 0,50 T, determine o módulo da velocidade do elétron.

164. (UFPR) Duas esferas com cargas Q estão fixas e separadas por uma distância X. Acima delas é colocada uma terceira esfera de massa m e carga q, de modo que, no equilíbrio, elas ficam dispostas conforme mostrado na figura abaixo. As duas esferas inferiores possuem cargas iguais a 4,0 x 10-8 C cada uma, enquanto que a esfera superior possui carga igual a 2,5 x 10-6 C e massa igual a 1,08 g. Sabendo que o ângulo θ é igual a 60°, calcule a distância X entre as esferas inferiores para essa configuração das três cargas.

165. (UFPR) A figura abaixo ilustra um jogador de basquete no momento em que ele faz um arremesso bem sucedido. A bola, ao ser arremessada, está a uma distância horizontal de 6,0 m da cesta e a uma altura de 2,0 m em relação ao piso. Ela sai das mãos do jogador com uma velocidade de módulo 6 2 m/s fazendo um ângulo de 45° com a horizontal. A cesta está fixada a uma altura de 3,0 m em relação ao piso. Desprezando a resistência do ar, determine:

a) a altura máxima atingida pela bola em relação ao piso.b) o intervalo de tempo entre o instante em que a bola sai da mão do jogador e o instante em que ela atinge a cesta.

166. (UFPR) A figura abaixo mostra uma máquina de Atwood formada por dois baldes idênticos e uma polia. Um cabo inextensível acoplado ao teto sustenta o eixo de uma polia, a qual pode girar sem atrito com o eixo. Os dois baldes encontram-se ligados um ao outro por meio de uma corda inextensível que não desliza sobre a polia. Os baldes, a polia, a corda e o cabo têm massas desprezíveis. Considere que tenhamos 10 kg de areia para distribuir entre os dois baldes e despreze a resistência do ar.

a) Supondo que a areia tenha sido dividida entre os baldes em porções de massas m1 e m2 e usando g para o módulo da aceleração da gravidade local, deduza as fórmulas para a aceleração dos baldes e para a tração na corda.

b) Mostre que o módulo da força exercida pelo cabo sobre o teto é dado por F = (4m1m2/m1 + m2)g

c) Em qual das seguintes situações a força exercida pelo cabo sobre o teto é menor: 5 kg de areia em cada balde (situação 1) ou 4 kg num deles e 6 kg no outro (situação 2)? Justifique sua resposta utilizando o resultado do item anterior.

167. (UFPR) A figura abaixo representa uma possível montagem utilizada para determinar experimentalmente o coeficiente de atrito cinético entre uma mesa horizontal e um bloco de massa M/2. Uma esfera de massa M desce uma distância vertical h = 0,9 m partindo do repouso e colide elasticamente, no ponto mais baixo da trajetória, com o bloco que está inicialmente em repouso. O bloco então se desloca horizontal por uma

distância d = 2,0 m sobre a mesa até parar. Determine o coeficiente de atrito cinético μc

entre a mesa e o bloco.

168. (UFSC) Com base nos tópicos de Física Moderna, assinale a (s) proposição (ões) CORRETA(S).

(01) Corpo negro ideal é todo corpo capaz de absorver toda a radiação que nele incide. Quando um corpo negro é aquecido, ele é uma fonte ideal de radiação térmica. (02) O efeito fotoelétrico só ocorre se a freqüência da luz incidente sobre o metal for superior a um valor mínimo fmin e a emissão de cargas elétricas deste material independe da intensidade da radiação incidente. (04) A Teoria da Relatividade Especial, proposta por Einstein, está baseada em dois postulados, sendo que um deles é enunciado da seguinte forma: “As leis da Física são as mesmas em todos os referenciais inerciais. Ou seja, não existe nenhum sistema de referência inercial preferencial”. (08) A apresentação do trabalho do físico Maxwell sobre a quantização da energia é considerada hoje como o marco oficial da fundação da Física Moderna. (16) A Teoria da Relatividade Restrita tem como conseqüência a contração espacial e a dilatação temporal. (32) O fenômeno da radiação do corpo negro é explicado pela Física Clássica e pela Moderna como sendo uma distribuição contínua de energia de um sistema. (64) O comportamento dualístico de uma onda-partícula é descrito e aceito pela Física Clássica, sendo mais aprofundado e explicado pela Física Quântica.

169. (UFSC) Pedrinho, em uma aula de Física, apresenta um trabalho sobre ótica para o seu professor e colegas de classe. Para tal, ele montou um aparato, conforme a figura abaixo.

Baseado nos princípios da ótica e no aparato da figura, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

(01) I é uma fonte de luz primária do tipo incandescente; II é uma lente côncavo-convexa que, quando colocada em um meio adequado, pode se tornar divergente; III é um prisma de reflexão total; IV é um espelho plano e V é um espelho côncavo. (02) I está no foco da lente II; III é um prisma cujo índice de refração é maior que 1,0; em IV ocorre a reflexão especular e em V os raios incidentes são paralelos ao eixo principal do espelho côncavo. (04) Para que ocorra a reflexão total em III, o índice de refração do prisma deve ser maior que o do meio em que está imerso e a luz deve ir do meio mais refringente para o menos refringente. (08) As leis da reflexão são aplicadas somente em III e IV. 16. As leis da refração são aplicadas somente em II e III. (32) No aparato em questão, podemos afirmar que tanto a freqüência como a velocidade da luz variam de acordo com o índice de refração do meio no qual o raio está se propagando. (64) Ao afastar o espelho V da fonte de luz, na direção horizontal, a imagem conjugada por ele será real, invertida e menor.

170. (Unicamp-SP) A importância e a obrigatoriedade do uso do cinto de segurança nos bancos dianteiros e traseiros dos veículos têm sido bastante divulgadas pelos meios de comunicação. No entanto, existem registros de acidentes em que os sobreviventes foram apenas os passageiros da frente, que estavam utilizando o cinto de segurança.

a) Considere um carro com velocidade v = 72 km/h que, ao colidir com um obstáculo, é freado com desaceleração constante até parar completamente após Δt = 0,1 s. Calcule o módulo da força que o cinto de segurança exerce sobre um passageiro com massa m = 70 kg durante a colisão para mantê-lo preso no banco até a parada completa do veículo.

b) Um passageiro sem o cinto de segurança pode sofrer um impacto equivalente ao causado por uma queda de um edifício de vários andares. Considere que, para uma colisão como a descrita acima, a energia mecânica associada ao impacto vale E = 12 kJ. Calcule a altura de queda de uma pessoa de massa m = 60 kg, inicialmente em repouso, que tem essa mesma quantidade de energia em forma de energia cinética no momento da colisão com o solo.

171. (Unicamp-SP) Em 2011 comemoram-se os 100 anos da descoberta da supercondutividade. Fios supercondutores, que têm resistência elétrica nula, são empregados na construção de bobinas para a obtenção de campos magnéticos intensos. Esses campos dependem das características da bobina e da corrente que circula por ela.

a) O módulo do campo magnético B no interior de uma bobina pode ser calculado pela expressão B = μoni, na qual i é a corrente que circula na bobina, n é o número de espiras por unidade de comprimento e μo = 1,3 x 10-6 T.m/A. Calcule B no interior de uma bobina de 25000 espiras, com um comprimento L = 0,65 m, pela qual circula uma corrente elétrica i de intensidade 80 A.

b) Os supercondutores também apresentam potencial de aplicação em levitação magnética. Considere um ímã de massa m = 200 g em repouso sobre um material que se torna supercondutor para temperaturas menores que uma determinada temperatura crítica TC. Quando o material é resfriado até uma temperatura T < TC, surge sobre o ímã uma força magnética F⃗m. Suponha que F⃗m tem a mesma direção e sentido oposto ao da força peso P⃗ do ímã, e que, inicialmente, o ímã sobre com uma aceleração constante de

módulo a = 0,5 m/s², por uma distância d = 2,0 mm, como ilustrado na figura abaixo. Calcule o trabalho realizado pela força magnética F⃗m ao longo do deslocamento d do ímã.

172. (Unicamp-SP) O grafeno é um material formado por uma única camada de átomos agrupados na forma de hexágono, como uma colméia. Ele é um excelente condutor de eletricidade e de calor e é tão resistente quando o diamante. Os pesquisadores Geim e Novoselov receberam o prêmio Nobel de física de 2010 por seus estudos com o grafeno.

a) A quantidade de calor por unidade de tempo Φ que flui através de um material de área A e espessura d que separa dois reservatórios com temperaturas distintas T1 e T2, é dada por Φ = kA( T2 – T1)/d, onde k é a condutividade térmica do material. Considere que, em um experimento, uma folha de grafeno de A = 2,8 μm² e d = 1,4 x 10-10 m separa dois microrreservatórios térmicos mantidos a temperaturas ligeiramente distintas T1 = 300 K e T2 = 302 K. Usando o gráfico abaixo, que mostra a condutividade térmica k do grafeno em função da temperatura, obtenha o fluxo de calor Φ que passa pela folha de nessas condições.

b) A resistividade elétrica do grafeno à temperatura ambiente, ρ = 1,0 x 10-8 Ωm, é menor do que a dos outros condutores metálicos, como a prata e o cobre. Suponha que dois eletrodos são ligados por uma folha de grafeno de comprimento L = 1,4 μm e área de secção transversal A = 70 nm², e que uma corrente i = 40 μA percorre o plano dessa folha. Qual é a diferença de potencial entre os eletrodos?

173. (UFV-MG) Uma partícula de massa M e carga elétrica q > 0 move-se em linha reta com velocidade no plano da página, de módulo V. A partícula penetra por um orifício A em uma região onde existe um campo elétrico uniforme de módulo E paralelo ao plano da página (figura ao lado). Deseja-se que a partícula continue a se mover em linha reta até sair pelo orifício S. Para isso, um campo magnético uniforme de módulo B deve ser aplicado na região onde existe o campo elétrico. Considere que sobre a partícula só atuem as forças: elétrica e magnética.

a) Escreva qual deve ser a direção e o sentido do campo magnético.b) Em termos de E e de V, calcule qual deve ser o módulo do campo magnético.

174. (UFV-MG) Considere uma região onde ha um campo magnético uniforme B⃗ penetrando perpendicularmente ao plano da pagina, conforme mostra a figura ao lado. Um elétron (e-) é então lançado para dentro dessa região, com velocidade inicial paralela ao plano da pagina. Das curvas mostradas na figura ao lado, aquela que representa CORRETAMENTE a trajetória desse elétron e:

a) Nb) Qc) Pd) M

175. (UFV-MG) Um bloco de massa 2,0 kg sobe a rampa ilustrada na figura abaixo, comprimindo uma mola de constante elástica k = 200 N/m, até parar em B.

Sabe-se que a velocidade do bloco em A era 8,0 m/s e que não houve quaisquer efeitos dissipativos no trecho entre os pontos A e B. Considerando-se a aceleração da gravidade local igual a 10 m/s2, pode-se afirmar que a compressão máxima da mola terá sido:

a) 0,60 mb) 0,65 mc) 0,50 md) 0,80 me) 0,85 m

176. Num acelerador de partículas, elétrons lançados com velocidade v = 2,9. 108 m/s percorrem um tubo de 3,2 km de comprimento. Qual é o comprimento desse tubo para os elétrons?

177. Um recipiente contém 1 kg de água à temperatura de 3 °C. Se ela for aquecida até atingir a temperatura de 93°C, qual será sua nova massa? Dados: cH2O = 1cal/g °C, c = 3 x108 m/s, 1 cal ≈ 4 joules.

178. (UFRN) A Teoria da Relatividade Especial ou Restrita prediz que existem situações nas quais dois eventos que acontecem em instantes diferentes, para um observador em um dado referencial, podem acontecer no mesmo instante, para outro observador que está em outro referencial. Ou seja, a noção de simultaneidade é relativa e não absoluta. A relatividade da simultaneidade é conseqüência do fato que:

 a) a Teoria da Relatividade Especial só é válida para velocidades pequenas em comparação coma velocidade da luz.b) a velocidade de propagação da luz no vácuo depende do sistema de referência inercial em relação ao qual é medida.c) a Teoria da Relatividade Especial não é válida para sistemas de referência inerciaisd) a velocidade de propagação da luz no vácuo não depende do sistema de referência inercial em relação ao qual ela é medida.

179. (UFRN) Nos dias atuais, há um sistema de navegação de alta precisão que depende de satélites artificiais em órbita em torno da Terra. Para que não haja erros significativos nas posições fornecidas por esses satélites, é necessário corrigir relativisticamente o intervalo de tempo medido pelo relógio a bordo de cada um desses satélites. A Teoria da Relatividade Especial prevê que, se não for feito esse tipo de correção, um relógio a bordo não marcará o mesmo intervalo de tempo que outro relógio em repouso na superfície da Terra, mesmo sabendo-se que ambos os relógios estão sempre em perfeitas condições de funcionamento e foram sincronizados antes do o satélite se lançado. Se não for feita a correção relativística para o tempo medido pelo relógio de bordo:

 a) ele se adiantará em relação as relógio em Terra enquanto ele for acelerado em relação à Terra.b) ele ficará cada vez mais adiantado em relação ao relógio em Terra.c) ele atrasará em relação ao relógio em Terra durante metade de sua órbita e se adiantará durante a metade da outra órbita.d) ele ficará cada vez mais atrasado em relação ao relógio em Terra.

180. (UFRN) Sendo a velocidade de propagação da luz igual a 3 x 108 m/s, a ordem de grandeza da energia de repouso de 1 g de matéria, em J é:

a) 108

b) 109

c) 1013

d) 1014

e)1015

181. Qual é a energia total de um próton de massa m = 1,67 x 10-27 kg que se desloca com velocidade 0,6c? E a energia cinética?

182. (UFV-MG) Dois observadores, um A, na Terra, e outro B, num foguete, cuja velocidade é 2 x 108 m/s em relação à Terra, acertam seus relógios a 1:00 h quando o foguete parte da Terra. Quando o relógio indica 1:30 h, o observador vê o relógio de B por meio de um telescópio. Que leitura ele faz? Considere a Terra estacionária no espaço e a possibilidade de o foguete ter aquela velocidade. Dado: a velocidade da luz no vácuo 3 x 108 m/s.

183. (UFSM-RS) Um foguete parte da Terra com velocidade v = 0,8c, em relação à Terra, transportando um astronauta. Em relação ao foguete, a viagem dura 3 anos. Quanto tempo durou a viagem do astronauta?

184. (Unimat-MT) Com o advento da Teoria da Relatividade de Einstein, alguns conceitos básicos da física newtoniana, entre eles, o espaço e o tempo, tiveram de ser revistos. Qual a diferença substancial desses conceitos para as duas teorias?

185. (UEL–PR) A teoria da Relatividade Restrita, proposta por Albert Einstein (1879 – 1955) em 1905, é revolucionária porque mudou as idéias sobre o espaço e o tempo, mas em perfeito acordo com os resultados experimentais. Ela é aplicada, entretanto, somente a referenciais inerciais. Em 1915, Einstein propôs a Teoria Geral da Relatividade, válida não só para referenciais inerciais, mas também para referenciais não-inerciais. Sobre os referenciais inerciais, considere as seguintes afirmativas:

 I. São referenciais que se movem, uns em relação aos outros, com velocidade constante. II. São referenciais que se movem, uns em relação aos outros, com velocidade variável. III. Observadores em referenciais inerciais diferentes medem a mesma aceleração para o movimento de uma partícula. Assinale a alternativa correta:

a) Apenas a afirmativa I é verdadeira.b) Apenas a afirmativas II é verdadeira.c) As afirmativas I e II são verdadeiras.d) As afirmativas II e III são verdadeiras.e) As afirmativas I e III são verdadeiras.

186. (Cefet-SP) Cargas elétricas podem sofrer ação tanto de campos elétricos quanto de campos magnéticos, porém no segundo caso é necessário que essas cargas estejam em movimento. Considere a seguinte situação: um elétron, cuja carga tem módulo e = 1,6 x 10-19 C, é lançado horizontalmente da esquerda para a direita, paralelamente ao plano da página, com velocidade v = 5 x 102 m/s, penetrando em uma região onde existe um campo elétrico de intensidade E = 1,5 x 106 V/m, cujo sentido é vertical, apontando para baixo, e um campo magnético horizontal B = 3 x 103 T, com sentido de afastamento do observador. A figura a seguir representa a situação descrita.

Nessas circunstâncias, o elétron

a) será desviado para fora da página.b) será desviado para dentro da página.c) será desviado para cima da página.d) será desviado para baixo da página.e) não sofrerá desvio.

187. (Cefet-SP) Pode-se dizer que a Física Moderna teve seu ponto de partida com Max Planck admitindo a quantização de energia dos osciladores harmônicos na cavidade de um corpo negro, para explicar o espectro da radiação emitida, embora as raias de emissão dos elementos já fosse uma pista. Posteriormente, uma grande contribuição foi dada por Schroedinger e Heisenberg, entre outros tantos contribuíram para a solidificação da Mecânica Quântica. Uma surpreendente descoberta foi a de que fótons transportam quantidade de movimento. Considere um fóton de freqüência 11,2 x 1014

Hz, a constante de Planck igual a 6,63 x 10-34 J.s e a velocidade da luz igual a 3 x 108

m/s. A quantidade de movimento transportada por esse fóton é

a) 2,47 x 10-27 kg.m/s.b) 5,06 x 10-16 kg.m/s.c) 1,77 x 10-12 kg.m/s.d) 2,22 x 10-17 kg.m/s.e) 3,12 x 10-19 kg.m/s.

188. (UFRRJ-RJ) Uma gota de óleo com massa de 0,02 g, carregada positivamente com 1,0 x 10-20 C, sobe verticalmente com aceleração de 5 m/s2 no vácuo, onde existe um campo elétrico uniforme. Calcule o valor do campo elétrico na região em que a gota se desloca e a resultante das forças que age sobre a gota, considerando g = 10 m/s2.

189. (Cefet-SP) Um sistema constituído por uma mola ideal e uma massa de 50 g foi montado ao lado de uma régua milimetrada. A situação I da figura mostra a mola NÃO distendida. O sistema é, então, levado até a posição indicada na situação II, permanecendo em repouso nessa posição. A constante elástica da mola, em N/m vale:

190. (UFRRJ-RJ) Atualmente sabemos que o átomo é composto por várias partículas e que as propriedades magnéticas são características físicas de certos materiais. Suponha que uma partícula de massa m = 4 mg e carga elétrica q = 4 mC penetre num campo magnético uniforme B, de valor igual a 2,0 x 10-2 T, com uma velocidade de 54 km/h, conforme indicado na figura.

Considerando que a partícula não abandona a região onde existe o campo:

a) Determine a forma da trajetória descrita pela partícula. Justifique sua resposta.

b) Calcule o valor do raio R da trajetória descrita pela partícula.

191. (UNIRIO-RJ) O funcionamento dos fornos de microondas ocorre em função da emissão de ondas eletromagnéticas. A freqüência destas ondas é igual à freqüência natural de oscilação das moléculas de água. Considerando que os alimentos têm mais água do que os recipientes que os contêm, é possível esquentar os alimentos sem que os recipientes sofram a mesma variação de temperatura. O fenômeno que possibilita o aquecimento dos alimentos é a:

a) reflexãob) ressonânciac) interferênciad) difraçãoe) refração

192. (UEFS-BA)

Um bloco com massa de 500,0g desloca-se sobre um plano horizontal de atrito desprezível. No ponto A, mostrado na figura, o bloco comprime uma mola de constante elástica 140N/m, que se encontra sobre uma superfície rugosa com coeficiente de atrito igual a 0,6. Considerando-se a aceleração da gravidade com módulo de 10,0m/s2 e sabendo-se que a compressão máxima da mola é de 10,0cm, a quantidade de movimento do bloco, no instante que atingiu a mola, em kg.m/s, era igual a

a) 0,5b) 0,7c) 1,0d) 1,5e) 2,0

193. (UEFS-BA)

No circuito elétrico esquematizado na figura, o amperímetro indica uma corrente elétrica de intensidade 1,0A. Desprezando-se a resistência elétrica dos fios de ligação e as variações das resistências com a temperatura, a potência dissipada no resistor de 10Ω, em watts, é igual a

a) 1,6b) 2,2c) 3,6d) 4,5e) 5,2

 

194. (UEFS-BA) Um espelho esférico conjuga, de um objeto real, de 6,0cm de altura, uma imagem direta com 8,0cm de altura, sendo ambos perpendiculares ao eixo principal. Considerando o objeto a 20,0cm do espelho, é correto afirmar que

a) o raio de curvatura do espelho é igual a 60,0cm.b) o espelho esférico é convexo.c) o aumento linear transversal é igual a 8,0cm.d) a imagem obtida é real e a 40,0cm do espelho.e) a distância focal do espelho é igual a 80,0cm.

 195. (UEFS-BA) Na Mecânica, consideram-se como Grandezas Fundamentais a Massa (M), o Tempo (T) e o Comprimento (L). Dessa forma, qualquer Grandeza Física, de natureza Mecânica, pode ser expressa em função de M, T e L. A equação dimensional da grandeza S, definida pela igualdade S = aceleração x tempo x impulso x comprimento, é dada por

a) M−1L2T2

b) ML3T−2

c) ML2T−1

d) M2L3T2

e) ML2T−2

196. (UEFS-BA) Com base nas leis da Termodinâmica, é correto afirmar:

a) A variação da energia interna do gás, em uma transformação isocórica de uma dada massa de gás ideal, é sempre igual à quantidade de calor trocada.b) A energia interna de um gás ideal é função exclusiva de sua pressão.c) A energia interna de um gás ideal sobre o qual é realizado um trabalho de 80,0J, durante uma compressão adiabática, é nula.d) O calor específico a volume constante é sempre maior que o calor específico à pressão constante em qualquer gás.e) A variação da energia interna de um gás ideal submetido a uma transformação isotérmica é sempre positiva

197. (UEFS-BA)

O diagrama mostra a variação de temperatura de certa massa de uma substância em função do calor transferido. Sabendo-se que o calor de fusão dessa substância é 50 cal/g e que, a 0 oC, ela se encontra no estado sólido, é correto afirmar:

a) A substância absorveu 1500 cal para sofrer fusão total.b) A temperatura de ebulição da substância é menor que 40 oC.c) A massa da substância é igual a 40 g.d) O calor de vaporização dessa substância é 60 cal/ge) A uma temperatura de 25 oC, a substância encontra-se no estado sólido.

198. (UEFS-BA) Um bloco é jogado sobre uma mesa de altura H, em relação ao solo. Esse bloco abandona a mesa com uma velocidade vo. Com relação ao movimento do bloco, após abandonar a mesa, é correto afirmar:

a) Atinge o solo após um intervalo de tempo igual a t = √ H2 g

b) Percorre, na horizontal, uma distância D = vo√ 2 Hg

.

c) Realiza uma trajetória hiperbólica.d) Apresenta um movimento retilíneo uniformemente variado.e) Mantém, durante a queda, uma velocidade uniforme na direção vertical e igual a vo.

199. (UEFS-BA) Quatro esferas condutoras iguais têm, respectivamente, cargas elétricas Y, Q, Q/2 e 2Q. Colocando-se todas em contato e, depois, separando-as, cada uma ficou com uma carga elétrica igual a 5Q/4. Sabendo-se que as esferas trocaram cargas elétricas apenas entre si, é correto afirmar que a carga elétrica Y, da primeira carga elétrica, era igual a

a) Q/2b) Qc) 3Q/2d) 2Qe) 5Q/2

200. (UEFS-BA) Desde tempos remotos, têm-se observado na natureza a existência de alguns corpos que espontaneamente atraem pedaços de ferro, conhecidos como ímãs naturais. Com base nos conhecimentos sobre o Magnetismo, é correto afirmar:

a) As linhas de indução de um campo magnético uniforme são curvas fechadas.b) Os pontos da superfície terrestre que possuem inclinação magnética nula pertencem a ma linha denominada Equador Magnético.c) A tendência da agulha de uma bússola é ficar paralela às linhas de indução do campo elétrico da Terra.d) Quando uma partícula eletricamente carregada e em movimento sofre a ação de uma força devida a um campo magnético, essa força depende da massa da partícula.e) Toda carga elétrica em repouso gera no espaço que a envolve um campo magnético divergente.

201. (UEFS-BA) Considere-se um fio reto e longo e dois pontos P e Q, tais que a distância de P ao fio é o triplo da distância de Q ao fio. Sabendo-se que, quando uma corrente de intensidade i atravessa o fio gera, em P, um campo de indução magnética de intensidade B, é correto afirmar que, se uma corrente de intensidade 3i atravessa o mesmo fio, gerará, no ponto Q, um campo de indução de intensidade igual aa) 5Bb) 6Bc) 7Bd) 8Be) 9B

202. (UFSC) No urbanismo e na arquitetura, a questão da acessiblidade tem recebido grande atenção nas últimas décadas, preocupação que pode ser verificada pela elaboração de normas para regulamentar a acessibilidade.

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), por meio da norma NBR 9050 elaborada no Comitê Brasileiro de Acessibilidade, define:

- Acessibilidade: Possibilidade e condição de alcance, percepção e entendimento para a utilização com segurança e autonomia de edificações, espaço, mobiliário, equipamento urbano e elementos.

- Rampa: Inclinação da superfície de piso, longitudinal ao sentido de caminhamento. Consideram-se rampas aquelas com declividade igual ou superior a 5%.

A figura apresenta uma rampa com 5% de inclinação, sobre a qual se encontra uma pessoa em pé e parada. Para facilitar a visualização, o desenho não está apresentado em escala.

A inclinação das rampas deve ser calculada segundo a seguinte equação:

i = h x 100c

, na qual: ¿ {i é a inclinação, em porcentagem; ¿ {h é a altura do desnível; ¿ ¿¿¿

Considerando as informações acima apresentadas:

a) Desenhe e identifique as forças que atuam sobre a pessoa.

b) Identifique o tipo de atrito que existe entre a pessoa e a rampa para que ela possa caminhar com segurança sobre a mesma.

c) Determine o coeficiente de atrito mínimo para que a pessoa não deslize ao caminhar nesta rampa. Mostre explicitamente o raciocínio matemático utilizado, que deve ser fundamentado em princípios físicos.

203. (UFSC) Em um trecho do livro O guarda-roupa alemão, lê-se:

“Ethel: o rosto ali no espelho. A forma octogonal da transparência furando escombros. O tom escuro do jacarandá: o passaporte.

Começava a delinear-se a figura da bisavó. Ela gostava de olhar-se dentro do octógono de cristal. Uma moldura transparente. Tinha um aspecto místico. Os olhos. Os lábios. O cabelo. Aquele dourado na face. Os dois semicírculos negros, como sinais além do mar misterioso e inquieto”.

a) Defina um octógono regular.

b) Determine, apresentando os cálculos, a medida do ângulo central do octógono regular.

c) Determine, apresentando os cálculos, a soma das medidas dos ângulos internos do octógono regular.

d) A figura abaixo mostra a bisavó Ethel olhando no espelho plano a imagem da Comadre Herna, em pé atrás dela. Determine, apresentando os cálculos, a que distância horizontal (em metros) dos olhos da bisavó Ethel fica a imagem da Comadre Herna.

 204. (UFSC) A figura representa um espectrômetro de massa, dispositivo usado para a determinação da massa de íons. Na fonte F, são produzidos íons, praticamente em repouso. Os íons são acelerados por uma diferença de potencial VAB, adquirindo uma

velocidade v⃗ , sendo lançados em uma região onde existe um campo magnético

uniforme B⃗ . Cada íon descreve uma trajetória semicircular, atingindo uma chapa fotográfica em um ponto que fica registrado, podendo ser determinado o raio R da trajetória.

Considerando a situação descrita, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S):

(01) A carga dos íons, cujas trajetórias são representadas na figura, é positiva.(02) Mesmo que o íon não apresente carga elétrica, sofrerá a ação do campo magnético

que atuará com uma força de direção perpendicular à sua velocidade v⃗ .(04) O raio da trajetória depende da massa do íon, e é exatamente por isso que é possível distinguir íons de mesma carga elétrica e massas diferentes.(08) A carga dos íons, cujas trajetórias são representadas na figura, tanto pode ser positiva como negativa.(16) A energia cinética Ec que o íon adquire, ao ser acelerado pela diferença de potencial elétrico VAB, é igual ao trabalho realizado sobre ele e pode ser expressa por Ec

= qVAB, onde q é a carga do íon.

205. (UFSC) A figura representa dois pulsos de onda, inicial-mente separados por 6,0 cm, propagando-se em um meio com velocidades iguais a 2,0 cm/s, em sentidos opostos.

Considerando a situação descrita, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S):

(01) Quando os pulsos se encontrarem, haverá interferência de um sobre o outro e não mais haverá propagação dos mesmos.(02) Decorridos 2,0 segundos, haverá sobreposição dos pulsos e a amplitude será máxima nesse instante e igual a 2,0 cm.(04) Decorridos 2,0 segundos, haverá sobreposição dos pulsos e a amplitude será nula nesse instante.(08) Decorridos 8,0 segundos, os pulsos continuarão com a mesma velocidade e forma de onda, independentemente um do outro.(16) Inicialmente as amplitudes dos pulsos são idênticas e iguais a 2,0 cm.

206. (UFSC) Um satélite artificial, de massa m, descreve uma órbita circular de raio R

em torno da Terra, com velocidade orbital v⃗ de valor constante, conforme representado esquematicamente na figura. (Desprezam-se interações da Terra e do satélite com outros corpos.)

Considerando a Terra como referencial na situação descrita, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S):

(01) O satélite sofre a ação da força gravitacional exercida pela Terra, de módulo igual a

FG=GMm

R2, onde G é a constante de gravitação universal e M é a massa da Terra.

(02) Para um observador na Terra, o satélite não possui aceleração.

(04) A força exercida pelo satélite sobre a Terra tem intensidade menor do que aquela que a Terra exerce sobre o satélite; tanto assim que é o satélite que orbita em torno da Terra e não o contrário.(08) A aceleração resultante sobre o satélite tem a mesma direção e sentido da força gravitacional que atua sobre ele.

(16) A aceleração resultante sobre o satélite independe da sua massa e é igual a G

M

R2,

onde G é a constante de gravitação universal e M é a massa da Terra.(32) A força centrípeta sobre o satélite é igual à força gravitacional que a Terra exerce sobre ele.

207. (UFRN) Uma das aplicações do efeito fotoelétrico é o visor noturno, aparelho de visão sensível à radiação infravermelha, ilustrado na figura abaixo. Um aparelho desse tipo foi utilizado por membros das forças especiais norte-americanas para observar supostos integrantes da rede al-Qaeda. Nesse tipo de equipamento, a radiação infravermelha atinge suas lentes e é direcionada para uma placa de vidro revestida de material de baixa função de trabalho (W). Os elétrons arrancados desse material são “transformados”, eletronicamente, em imagens. A teoria de Einstein para o efeito fotoelétrico estabelece que:

EC = hf - Wsendo:

EC a energia cinética máxima de um fotoelétron;h = 6,6 x 10-34 J.s a constante de Planck; f a freqüência da radiação incidente.

Considere que um visor noturno recebe radiação de freqüência f = 2,4 × 1014 Hz e que os elétrons mais rápidos ejetados do material têm energia cinética EC = 0,90 eV. Sabe-se que a carga do elétron é q = 1,6 x 10-19 C e 1 eV = 1,6 x 10-19 J.

Baseando-se nessas informações, calcule:

a) a função de trabalho (W) do material utilizado para revestir a placa de vidro desse visor noturno, em eV;

b) o potencial de corte (V0) desse material para a freqüência (f) da radiação incidente.

208. (UFMA) Um solenóide tem comprimento ℓ=15 cm e compõe-se de 200 espiras, cada uma com área de 0,05 m2. O solenóide esta situado no vácuo (μo=4π x 10-7 Tm/A). Se a intensidade da corrente no solenóide decresce de 10A para 6A em 0,5s, qual e a forca eletromotriz (f.e.m.) media autoinduzida na bobina, neste intervalo de tempo?

209. (UFMA) Um elétron inicialmente em repouso é acelerado sob uma ddp de 400 kV.Determine:

a) O acréscimo de massa.b) A energia total do elétron.c) A velocidade que ele adquire.

Dados: a carga do elétron é q = 1,6 x 10-19 C e a massa de repouso do elétron é mo= 9,11 x 10-31 kg.

210. (UFRN) O refrigerador é um dos utensílios eletrodomésticos mais presentes na vida moderna. Desde sua invenção, hábitos de consumo vêm se modificando, em grande parte, devido a sua capacidade de armazenar alimentos por longos períodos. Sendo uma máquina térmica, um refrigerador opera em ciclos. Na figura abaixo, está ilustrado, num diagrama T-S, o ciclo (dcbad) realizado por um refrigerador de Carnot. Imagine um refrigerador operando nesse ciclo, com temperatura interna T2 = -3 °C(270K) num ambiente à temperatura T1 = 27 °C(300K).

Diagrama T-S para um refrigerador de Carnot operando entre as temperaturas T1 e T2.

Admita que, em cada ciclo, uma quantidade de energia (calor) Q2 = 270 J é retirada do interior desse refrigerador. Para esse ciclo, considere:

a variação de entropia ( S ) dada por S = Q/T, sendo Q a energia (calor) e T a temperatura;o coeficiente de performance (e) é dado por e Q 2/W , sendo W o trabalho fornecido para que o refrigerador funcione.

Com base no exposto, atenda às solicitações abaixo.

a) Determine a variação de entropia em um ciclo.

b) Calcule a quantidade de energia (calor) Q1 liberada para o ambiente em cada ciclo.

c) Obtenha o coeficiente de performance (e) desse refrigerador.

211. (UFPB) Um íon positivo de massa m e carga q move-se num campo magnético uniforme, de valor B = 0,6 T. Ele executa movimento circular uniforme, numa circunferência de raio R = 1,5 cm e com uma freqüência f = 5,0 10 6 Hz . Considerando = 3, determine

a) a velocidade escalar do íon. b) a razão q / m do íon.

212. (UFRN) A 2ª lei de Kepler (lei das áreas) para o movimento planetário é conseqüência de uma lei muito mais geral, a lei de conservação do momento angular L⃗. Nos exemplos abaixo (1 e 2), são mostrados dois movimentos distintos em que se pode constatar que o segmento de reta traçado de uma certa origem até o objeto, vetor posição r⃗, varre áreas iguais em tempos iguais (lei das áreas).

EXEMPLO 1 – Movimento retilíneo uniforme de uma partícula de massa m e velocidade v. A1 e A2 representam as áreas varridas num mesmo intervalo de tempo Δt.

EXEMPLO 2 – Movimento orbital de um planeta de massa mp em torno do Sol. A3 e A4

representam as áreas varridas num mesmo intervalo de tempo Δt.

Sabe-se que:

L = r p senθ, sendo p o módulo do vetor momento linear e è o ângulo entre os vetores r⃗ e p⃗. Com base no acima exposto, responda às solicitações que seguem.

a) Mostre, no exemplo 1, que A1/ Δt = A2/Δt = a sendo a uma constante. Expresse essa constante em função de L e m.

b) Determine, no exemplo 2, o momento da força de interação gravitacional existentenesse sistema, em relação ao Sol.

c) Obtenha, no exemplo 2, a razão vp/va entre as velocidades do planeta nos pontos de periélio e afélio, em função pr e ar, representados na figura.

213. (UFRN) O aparelho auditivo humano é um detector biológico de som, sensível a uma determinada faixa de freqüências. O som é uma onda de pressão e, para o ouvido humano cumprir o seu papel, ele deve ser capaz de diferenciar tanto a freqüência quanto a intensidade (potência por unidade de área) dessa onda. A intensidade (I) do som depende da amplitude (P) de pressão, da densidade (ρ) do meio de propagação e da velocidade (v) do som no meio. Na escala decibel, o nível sonoro (β), medido em decibéis, é definido comparando-se a intensidade medida com uma intensidade padrão

de referência (I0). Essa intensidade corresponde, aproximadamente, à menor intensidade percebida pelo ouvido humano. De uma forma resumida, pode-se dizer que:

Face ao acima exposto, considere duas ondas sonoras com amplitudes de pressão P1 e P2 sendo percebidas por um observador que se encontra em repouso em relação às fontes sonoras.

Baseando-se nesses dados, atenda às solicitações seguintes.

a) Verifique, por meio de uma análise dimensional, que a expressão para a intensidade da onda sonora é dimensionalmente correta.

c) Determine uma expressão analítica para a diferença de nível sonoro, β2 – β1, percebida pelo observador acima citado, em termos das amplitudes de pressão P1 e P2.

214. (UFRN) O Sr. Phortunato instalou, em sua farmácia de manipulação, um dispositivo conhecido como “olho elétrico”, que, acionado quando alguém passa pela porta de entrada, o avisa da chegada de seus clientes. Na figura abaixo, esse dispositivo está representado esquematicamente.

Observe que a luz proveniente de uma lâmpada passa através de aberturas na lateral do portal e incide numa placa metálica colocada ao lado do mesmo. Essa placa, ao ser iluminada, libera elétrons da sua superfície. O fluxo desses elétrons através do fio constitui a corrente elétrica que passará na bobina, fazendo-a atuar sobre o braço metálico, o que evita o acionamento da campainha. Quando alguém entra na farmácia, o feixe de luz é bloqueado, e com isso a corrente elétrica no circuito da bobina é interrompida. Dessa forma, a mola, que está distendida e se encontra presa no braço metálico, puxa este e o faz tocar no interruptor do alarme, fechando o circuito do alarme e acionando a campainha. Quando a pessoa acaba de passar pela porta, a luz volta a incidir sobre a placa metálica, a corrente volta a fluir no circuito da bobina e a bobina

atrai o braço do alarme, abrindo o circuito do alarme e desativando a campainha. Levando em consideração o que está descrito acima,

a) explicite todas as formas de energia envolvidas no processo, desde o instante em que a pessoa interrompe o feixe de luz no portal até o instante em que a campainha toca;

b) identifique e descreva uma das partes do sistema “olho elétrico” que seja devidamente explicada apenas à luz da Física Moderna;

c) faça um diagrama esquematizando o braço metálico (de peso desprezível) e represente todas as forças que nele atuam e as intensidades relativas dessas forças, para o caso de estar fluindo corrente na bobina. Suponha que a ação magnética da bobina sobre esse braço esteja restrita ao ponto P da figura e que a distância OM corresponda a um terço da distância OP.

215. (UFRN) O dia estava lindo. O sol deixou Tatiana extasiada e curiosa para entender o processo de geração de tanta energia. Foi, então, buscar nos livros e na internet uma explicação para isso. Seu rosto estampou grande admiração ao compreender que o sol e as demais estrelas faziam a “alquimia” de transformar elementos leves em outros mais pesados, através do processo de fusão nuclear (como, por exemplo, a conversão de hidrogênio em hélio). Ela pôde perceber que em tal façanha muita energia é liberada. Na verdade, vem daí a energia que faz uma estrela brilhar! A liberação dessa energia se deve à transformação de massa de repouso em energia, conforme é dado pela equação de Einstein, E=mc2 (onde m é a massa que é convertida em energia; E é a energia associada a essa massa; c, a velocidade da luz no vácuo). Tatiana, entusiasmada, resolveu avaliar quanta energia seria liberada numa estrela, numa única reação de fusão de três partículas alfa (na verdade, núcleos de hélio: 2He4), para formar um núcleo de carbono, 6C12. Seus cálculos foram feitos baseados nas seguintes considerações: a massa de repouso de cada partícula alfa é igual a 3.728,3 MeV/c² e a massa de repouso do núcleo de carbono é igual a 11.177,7 MeV/c² onde elétron-volt (eV) é a unidade de energia e o prefixo M, de mega, corresponde a 106. As massas estão expressas respeitando-se os algarismos significativos provenientes dos experimentos que as avaliaram. Esquematicamente, Tatiana representou o processo da seguinte forma:

2He4+2He4 + 2He4 → 6C12 + EL,

onde EL representa a energia liberada. A partir dos dados acima,

a) verifique se o processo de fusão analisado por Tatiana contraria a lei de conservação da carga. Justifique sua resposta.

b) calcule, em MeV, o valor da energia EL encontrado por Tatiana, usando como unidade de massa apenas MeV/c². Dê a resposta respeitando os algarismos significativos.

c) calcule o trabalho realizado com a energia EL (obtida na resposta do item b) num processo de expansão isotérmica de uma porção de gás da estrela. (Considere que o gás seja ideal e leve em conta a primeira lei da termodinâmica, segundo a qual: ΔU=Q – W, onde ΔU é a variação da energia interna do gás, Q é a quantidade de calor trocado e W é o trabalho realizado.)

216. (UFRN) No quintal de sua casa, Dona Carolina estendeu uma roupa para secar ao sol. Num cabide pendurado por seu filho numa mola (figura ²-a), ela colocou a roupa (figura I-b). O tempo de secagem da roupa, devido à ação do sol, foi mais do que suficiente para enxugá-la. O processo de secagem está registrado na figura II, a qual

mostra a variação temporal de deformação da mola à medida que a roupa foi secando. O instante zero corresponde àquele mostrado na figura I-b, no qual a mola parou de oscilar, estando no máximo de sua distensão, e a ação do sol na secagem da roupa foi iniciada.

Considere as seguintes hipóteses:

o sol foi a única fonte responsável pela evaporação da água que estava na roupa esse processo de secagem se deu de modo uniforme a aceleração da gravidade local constante é g = 10 m/s2

a mola é ideal, com constante elástica k = 50 N/m cada grama de água necessitou de 500 cal para evaporar

Sabendo que a força elástica da mola tem módulo dado por Fel= kx (onde x é o valor dadeformação sofrida pela mola, mostrado na figura-II), calcule:

a) a massa da água que evaporou da roupa;b) a velocidade média com que o cabide subiu à medida que a roupa foi secando;c) a potência média de radiação solar, em cal/h, absorvida na secagem da roupa.

217. (UFRN) Em abril de 2007, foi anunciada a descoberta de um planeta extra-solar distante cerca de 20 anos-luz da Terra. Por ter características semelhantes às do nosso planeta, ele já vem despertando o interesse de missões espaciais tripuladas, dedicadas à procura de vida extraterrestre. Imagine que, com a missão de realizar pesquisas sobre a possibilidade de existência de vida naquele planeta, um astronauta seja enviado numa espaçonave com velocidade v = 0,8c (c é a velocidade da luz no vácuo). Suponha que o astronauta, de 30 anos de idade, deixe na Terra um irmão gêmeo e que ambos irão medir o tempo da viagem.

Dados:

Δt = Δt’, sendo Δt o intervalo de tempo medido no referencial da Terra e Δt’ o intervalo de tempo medido no referencial da espaçonave.Considere que o fator de Lorentz é γ = 10/6 e que são desprezíveis os tempos de aceleração e desaceleração da espaçonave, durante as jornadas de ida e de volta, e o tempo de permanência do astronauta naquele planeta.

A partir da situação descrita, responda:

a) Qual dos gêmeos medirá o maior tempo da viagem de ida e volta? Justifique sua resposta com base na teoria da relatividade especial.b) Se, para o gêmeo que ficou na Terra, o tempo que seu irmão levou para ir ao outro planeta e de lá voltar foi de 50 anos, que idade terá cada um dos irmãos quando o gêmeo astronauta retornar à Terra?

218. (UFMA) Dois fios condutores, longos e retilíneos, estão dispostos perpendicularmente à folha de papel e têm intensidades e sentidos de correntes indicados na figura abaixo. Sabendo-se que o meio é o vácuo, determine a intensidade do campo magnético no ponto P.

Dado: mo = 4π x 10-7 Tm/A

219. (UFMA) Um corpo, inicialmente em repouso no ponto A, desliza sobre um plano inclinado sem atrito cuja altura é h. Sendo g a aceleração da gravidade, mostre que o

tempo gasto pelo corpo ao percorrer o plano inclinado é t = sec Ø√ 2 hg

.

220. (Mackenzie-SP) No sistema abaixo, o atrito é desprezível, o fio e a polia são ideais e a mola M, de massa desprezível, tem constante elástica 200 N/m. Quando o corpo B é seguro, a fim de se manter o conjunto em equilíbrio, a mola esta deformada de ____________ e, depois do corpo B ter sido abandonado, a deformação da mola será de ___________.

As medidas que preenchem correta e respectivamente as lacunas, na ordem de leitura, são:

a) 2,5 cm e 3,0 cm. b) 5,0 cm e 5,0 cm.c) 5,0 cm e 6,0 cm. d) 10,0 cm e 10,0 cm.e) 10,0 cm e 12,0 cm.

221. (Mackenzie-SP) Uma pequena esfera E1 de massa 100 g, é abandonada do repouso no ponto A de um trilho altamente polido, deslizando até se chocar frontalmente com uma esfera E2, de massa 300 g, inicialmente em repouso no ponto B. O choque ocorre com coeficiente de restituição 1. Após o choque:

a) a esfera E1 retorna pelo trilho e atingirá a altura máxima de 20,00 cm em relação a parte horizontal, enquanto a esfera E2 se deslocará no sentido de B para C, com velocidade de 2,0 m/s.

b) a esfera E1 retorna pelo trilho e atingirá a altura máxima de 40,00 cm em relação à parte horizontal, enquanto a esfera E2 se deslocará no sentido de B para C, com velocidade de 2,0 m/s.

c) ambas as esferas se deslocarão sobre o trilho no sentido de B para C, cada qual com velocidade de 2,0 m/s.

d) as esferas E1 e E2 se deslocarão sobre o trilho no sentido de B para C, com velocidades respectivamente iguais a 1,0 m/s e 3,0 m/s.

e) a esfera E1 permanecerá parada em B e a esfera E2 se deslocará sobre o trilho no sentido de B para C, com, velocidade de 4,0 m/s.

222. (Mackenzie-SP) O gráfico adiante nos permite acompanhar o comprimento de uma haste metálica em função de sua temperatura. O coeficiente de dilatação linear do material que constitui essa haste vale:

a) 2 x 10–5 °C–1 b) 4 x 10–5 °C–1

c) 5 x 10–5 °C–1 d) 6 x 10–5 °C–1

e) 7 x 10–5 °C–1

223. (Mackenzie-SP) Um corpo apoiado sobre uma superfície horizontal lisa e preso a uma mola ideal, comprimida de 20 cm, é abandonado como mostra a figura. Esse corpo realiza um m.h.s. de freqüência 5 Hz, sendo “O” o seu ponto de equilíbrio. A velocidade (v) adquirida pelo corpo, no SI, varia com o tempo (t) obedecendo à função:

a) v = –2π sen (10π t + π)b) v = + 2π cos (10π t + π)c) v = –π sen (10π t + π/2)d) v = +π cos(10π t + π/2)e) v = –2π sen (10π t + 2π/3)

224. (Mackenzie-SP) Durante o século XX, o desenvolvimento da Física no campo nuclear foi notório, e a descoberta de partículas elementares acabou sendo uma das responsáveis por esse fato. Foram construídos diversos aceleradores de partículas para pesquisa e com eles muitas teorias foram não só comprovadas, como também aprimoradas. Considere duas dessas partículas: um próton, que pode ser identificado como sendo o núcleo do átomo de Hidrogênio (1H1), e uma partícula alfa, que pode ser identificada como sendo o núcleo do átomo de Hélio (2He4). Quando, no vácuo, um próton e uma partícula alta se dirigem um contra o outro, no instante em que a distância entre eles é d, a força de interação eletrostática tem intensidade:

a) F = k0 2 ed ²

b) F = k0 2 e ²d ²

c) F = k0 e ²d ²

d) F = k0 4 e ²d ²

e) F = k0 4 ed ²

225. (UFPB) Um canhão eletrônico de um tubo de imagem de televisor consiste, basicamente, de duas placas metálicas paralelas separadas por uma distância d e mantidas a uma diferença de potencial V. Elétrons liberados, em repouso, nas proximidades de uma das placas, são acelerados pelo campo elétrico uniforme existente entre elas, atingindo a posição da outra placa com uma energia cinética K. Sendo d = 2 cm, a carga do elétron q = – 1,6 10 – 19C e K = 3,2 10 – 15J , determine

a) a diferença de potencial V entre as placas. b) o módulo do campo elétrico entre as placas.

226. (UFPB) As cargas elétricas puntiformes positivas QA = 410 – 6 C e QB = 910 –

6 C estão fixas e separadas por uma distância de d = 1 m . Uma terceira carga puntiforme QC é colocada num ponto onde permanece em equilíbrio, sob ação exclusiva das forças elétricas.

a) Reproduza, no caderno de respostas, a figura ao lado, incluindo a posição da terceira carga QC . b) Determine a distância da carga QC à carga QA .

227. (UFBA) Investigando a estrutura do núcleo atômico, Rutherford conseguiu, pela primeira vez, transformar artificialmente um elemento químico em outro, fazendo um feixe de partículas alfa passar através de uma camada de nitrogênio gasoso. A transformação ocorrida, de nitrogênio em oxigênio, está representada, de maneira sintética, na figura a seguir.

Com base nessas informações, na análise da figura e nos conhecimentos sobre física nuclear, é correto afirmar:(01) A estabilidade de núcleos atômicos se mantém pela ação de forças de natureza eletromagnética.(02) A partícula alfa é formada por dois núcleons.(04) O nitrogênio libera um próton mediante reação nuclear espontânea.(08) O oxigênio obtido é resultante de um processo de transmutação.(16) A conservação do número de massa ocorre em reações nucleares.(32) A carga elétrica total, antes da reação, é igual à carga elétrica total após a reação.

228. (UFBA) O campo elétrico criado por um dipolo elétrico tem intensidade 4,5 x 108

N/C no ponto médio da reta que une as cargas. Sabendo-se que a constante eletrostática do meio é 9,0 x 109 Nm2/C2, a distância entre as cargas é igual a 20 cm e o módulo de cada uma das cargas que constituem o dipolo é X x 10-5C, determine o valor de X.

229. (UFBA) Na figura abaixo, um pêndulo simples, de massa m e comprimento l, é abandonado, a partir do repouso, no ponto A. Considere o módulo da aceleração da gravidade local igual a g e despreze a ação de forças dissipativas.

Com base nessas informações e na análise da figura:

a) Faça um esboço do diagrama vetorial das forças que agem na massa pendular,identificando cada uma delas, quando a massa passa pelo ponto B da trajetória.

b) Determine, em função de g, o módulo da aceleração centrípeta da massa pendular, quando ela passa pelo ponto C da trajetória.

c) Determine, em relação ao plano de referência e em função de m, l, g e a, a energiapotencial gravitacional da massa pendular no ponto D da trajetória.

230. (UFBA) Um cilindro, munido de um êmbolo móvel, contém um gás ideal que ocupa um volume de 3L, à temperatura T1. O gás é aquecido, lentamente, até a temperatura T2, quando passa a ocupar um volume de 3,5L. Durante o processo, a superfície externa do êmbolo, cuja área vale 0,5 m2, está sob a ação de pressão atmosférica constante e igual a 105 N/m2.

Nessas condições, pode-se afirmar:(01) O processo é isobárico.(02) A força exercida pelo gás sobre o êmbolo vale 2 x 105 N.(04) A energia interna do gás permanece constante durante o processo.(08) O gás realiza trabalho de 50J sobre a vizinhança.(16) A velocidade média das moléculas do gás é a mesma no início e no fim do processo.(32) O volume do gás, durante o processo, aumenta linearmente com a temperatura.

231. (UFBA)

Considerando-se a figura, os dados apresentados na tabela e a constante de gravitação universal igual a 6,67 x 10-11 unidades do SI, é correto afirmar:

(01) A massa da Terra é cerca de 18 vezes maior que a massa de Mercúrio.(02) O movimento dos planetas em torno do Sol obedece à trajetória que todos os corpos tendem a seguir por inércia.(04) A constante de gravitação universal, expressa em unidades do sistema internacional, é igual a 6,67 x 10-11 N m2 kg-2.(08) O período de revolução da Terra é maior que o de Vênus.(16) A aceleração da gravidade, na superfície de Mercúrio, é nula.(32) O ponto de equilíbrio de um objeto situado entre a Terra e a Lua, sob a ação exclusiva de forças gravitacionais desses corpos, localiza-se mais próximo da Lua.

232. (UFBA) A figura abaixo mostra, esquematicamente, as frentes de ondas planas, geradas em uma cuba de ondas, em que duas regiões, nas quais a água tem profundidades diferentes, são separadas pela superfície imaginária S. As ondas são geradas na região 1, com freqüência de 4 Hz, e se deslocam em direção à região 2. Os

valores medidos, no experimento, para as distâncias entre duas cristas consecutivas nas regiões 1 e 2 valem, respectivamente, 1,25 cm e 2,00 cm.

Com base nessas informações e na análise da figura, pode-se afirmar:

(01) O experimento ilustra o fenômeno da difração de ondas.(02) A freqüência da onda na região 2 vale 4 Hz.(04) Os comprimentos de onda, nas regiões 1 e 2, valem, respectivamente, 2,30 cm e 4,00 cm.(08) A velocidade da onda, na região 2, é maior do que na região 1.(16) Seria correto esperar-se que o comprimento de onda fosse menor nas duas regiões, caso a onda gerada tivesse freqüência maior do que 4 Hz.

233. (UFBA) O dispositivo representado na figura abaixo é constituído por uma espira retangular rígida, de área A, que fica imersa no campo magnético B, produzido pelo ímã. Considere a polia maior girando no sentido indicado, com velocidade angular constante w.

Com base nessas informações e na análise da figura, pode-se concluir:

(01) O eixo acoplado à polia menor se movimenta com freqüência f = w /2π.(02) A espira realiza, num intervalo de tempo Δt, um número de voltas n = w Δt/2π.(04) A espira é atravessada por um fluxo magnético Φ = |B⃗| A cosθ, em que q é o ângulo entre a direção de B⃗ e a normal ao plano da espira.(08) A espira é percorrida por uma corrente induzida no sentido horário, ao passar pela posição indicada.(16) Os fios de ligação são percorridos por uma corrente alternada, que mantém a lâmpada acesa.(32) O dispositivo funciona como um motor elétrico, convertendo energia elétrica em energia cinética.

234. (UFF-RJ) Uma prensa hidráulica, sendo utilizada como elevador de um carro de peso P, encontra-se em equilíbrio, conforme a figura. As secções retas dos pistões são indicadas por S1 e S2, tendo-se S2 = 4S1.

A força exercida sobre o fluido é F⃗1 e a força exercida pelo fluido é F⃗2.

A situação descrita obedece:

a) ao Princípio de Arquimedes e, pelas leis de Newton, conclui-se que |F⃗1| = |F⃗2| = |P⃗|;b) ao Princípio de Pascal e, pelas leis de ação e reação e de conservação da energia mecânica, conclui-se que |F⃗2| = 4|F⃗1| = |P⃗|;c) ao Princípio de Pascal e, pela lei da conservação da energia, conclui-se que | F⃗2| = 1/4|F⃗1| ≠ |P⃗|;d) apenas às leis de Newton e |F⃗1| = |F⃗2| = |P⃗|;e) apenas à lei de conservação de energia.

235. (UFF-RJ) figura representa um avião em movimento, visto de cima, deslocando-se com uma velocidade v⃗ de módulo 3,0 x 102 m/s, para leste, sobre a linha do equador, no campo magnético terrestre ¿T). Sabe-se que a intensidade aproximada de B⃗T. é 5,5 x 10–5

T, e que sua direção é norte.

Devido ao atrito com o ar, o avião adquire uma carga elétrica de 2,0 x 10–6 C. Considere-o como uma carga puntiforme e assinale a opção que melhor descreve a força magnética que atua no avião.

a) 3,0 x 10–9 N; ao longo do avião, da frente para trásb) 3,9 x 10–13 N; ao longo do avião, de trás para a frentec) 11 N; de cima para baixo do aviãod) 11 N; de baixo para cima do aviãoe) 3,3 x 10–8 N; de baixo para cima do avião

236. (UFF-RJ) A figura representa duas placas metálicas paralelas de largura L = 1,0 x 10–2 m, entre as quais é criado um campo elétrico uniforme, vertical, perpendicular às

placas, dirigido para baixo e de módulo E = 1,0 x 104

Vm . Um elétron incide no ponto

O, com velocidade horizontal v = 1,0 x 107 m/s, percorrendo a região entre as placas. Após emergir desta região, o elétron atingirá uma tela vertical situada à distância de 0,40 m das placas.

Dados:

massa do elétron = 9,1 x 10–31 kgcarga do elétron = 1,6 x 10–19 C

Considerando desprezível o campo elétrico na região externa às placas e a ação gravitacional, calcule:

a) o módulo da força elétrica que atua no elétron entre as placas, representando, na figura a seguir, sua direção e sentido;

b) o tempo que o elétron leva para emergir da região entre as placas;

c) o deslocamento vertical que o elétron sofre ao percorrer sua trajetória na região entre as placas;

d) as componentes (horizontal e vertical) da velocidade do elétron, no instante em que ele emerge da região entre as placas;

e) o deslocamento vertical que o elétron sofre no seu percurso desde o ponto O até atingir a tela.

237. (UFF-RJ) A figura ilustra a secção reta de um recipiente isolante térmico cilíndrico cujo volume é regulado por um pistão que pode deslizar sem atrito. O pistão está preso à mola de constante elástica k = 1,0 x 104 N/m, que se encontra relaxada quando o pistão está encostado no fundo do recipiente. Certa quantidade de um gás ideal é colocada no recipiente e, em equilíbrio térmico à temperatura T = 27 oC, a mola comprime-se de x = 0,50 m.

Dado:

constante universal dos gases (R ) = 8,31 J/mol K

a) Calcule o número de mols do gás no recipiente.

b) O gás é aquecido, durante 10 minutos, por meio de um resistor com R = 20 , ligado a uma fonte de tensão de 6,0 V. Calcule a quantidade de calor fornecida ao gás.

Durante o aquecimento, o gás se expande quase estaticamente e, ao final, no equilíbrio térmico, o pistão encontra-se em uma nova posição onde a mola está comprimida de x1 = 0,55 m. Tendo em vista esta nova situação, calcule:

c) a temperatura do gás;d) o trabalho mecânico realizado pelo gás na expansão de x para x1;e) a variação da energia interna do gás na expansão, considerando desprezível a capacidade térmica do sistema (recipiente e seus componentes).

238. (UFF-RJ) Um toboágua de 4,0 m de altura é colocado à beira de uma piscina com sua extremidade mais baixa a 1,25 m acima do nível da água. Uma criança, de massa 50 kg, escorrega do topo do toboágua a partir do repouso, conforme indicado na figura. v=0

Considerando g = 10 m/s2 e sabendo que a criança deixa o toboágua com uma velocidade horizontal V, e cai na água a 1,5 m da vertical que passa pela extremidade mais baixa do toboágua, determine:

a) a velocidade horizontal V com que a criança deixa o toboágua;b) a perda de energia mecânica da criança durante a descida no toboágua.

239. (UFF-RJ) Uma força constante F puxa um bloco de peso P e atua segundo uma direção que forma com a horizontal um ângulo . Este bloco se desloca ao longo de uma superfície horizontal, percorrendo uma distância x, conforme indicado na figura.

A força normal exercida pela superfície sobre o bloco e o trabalho realizado por esta força ao longo da distância x valem, respectivamente:

a) P ; P xb) P ; zeroc) P - Fsen ; zero

d) P + Fsen; (P + Fsen) xe) P - Fsen; (P - Fsen) x

240. (UFPB) A figura ao lado representa uma onda se propagando em uma corda tensa, com freqüência de 20 Hz. A velocidade de propagação desta onda é

a) 30 m/s b) 25m/s c) 20 m/s d) 15m/s e) 10 m/s241. (UFF-RJ) Um objeto luminoso O é colocado em frente a uma lente delgada convergente de 1,0 m de distância focal, perpendicularmente a seu eixo principal, antes do ponto F. Coloca-se um espelho plano a uma distância de 2,5 cm da lente, como na figura, de modo a interceptar os raios luminosos refratados pela mesma. Os pontos F e F’ representam os focos da lente.

a) Calcule a distância entre o objeto O e a lente, sabendo que a imagem final do sistema é duas vezes maior que o objeto.b) Construa graficamente a imagem final do sistema.c) Caracterize a natureza do objeto e da imagem da lente e faça o mesmo para o espelho.d) Calcule a distância entre a imagem final do sistema e o espelho plano.

242. (UFF-RJ) A figura mostra um corpo de massa 1,0 kg encostado em uma mola de constante elástica k = 2,0 kN/m, comprimida de 50 cm. A mola é liberada. O corpo percorre a pista, sem atrito, até abandoná-la no ponto B. Despreze a resistência do ar.

Calcule:

a) o módulo da velocidade com que o corpo chegará ao ponto Ab) o módulo da velocidade do corpo no ponto B

c) a altura máxima (hmáx) atingida pelo corpod) o tempo gasto pelo corpo para ir do ponto B ao ponto C

243. (UFPB) A figura ao lado representa um bloco preso a uma mola que oscila ao longo do eixo X, executando um movimento harmônico simples de amplitude A . Sendo x = 0 a posição de equilíbrio, onde a energia potencial é nula, a energia cinética será igual ao dobro da energia potencial, quando a elongação for

a) x = ± A/2b) x = ± A/3c) x = ± A/√2 d) x = ± A/√3e) x = ± A/4

244. (Unicamp-SP) Em uma máquina fotográfica de foco fixo, a imagem de um ponto no infinito é formada antes do filme, conforme ilustra o esquema. No filme, esse ponto está ligeiramente desfocado e sua imagem tem 0,03 mm de diâmetro. Mesmo assim, as cópias ampliadas ainda são nítidas para o olho humano. A abertura para a entrada de luz é de 3,5 mm de diâmetro e a distância focal da lente é de 35 mm.

a) Calcule a distância d do filme à lente.b) A que distância da lente um objeto precisa estar para que sua imagem fique exatamente focalizada no filme?

245. (Unicamp-SP) A corrente elétrica contínua em uma dada linha de transmissão é de 4000 A. Um escoteiro perdido, andando perto da linha de transmissão, tenta se orientar utilizando uma bússola. O campo magnético terrestre é de BT = 5,0 x 10–5 T perto da superfície da Terra. A permeabilidade magnética é μ0 = 4π x 10–7 T m/A.

a) Se a corrente está sendo transmitida no sentido leste para oeste (ver figura abaixo), qual é o sentido do campo magnético gerado pela corrente perto do chão? Justifique sua resposta.b) A que distância do fio o campo gerado pela corrente terá o módulo igual ao do campo magnético terrestre?

246. (Cefet-SP) Na figura a seguir, temos duas placas planas e paralelas, eletrizadas com cargas de sinais contrários, entre as quais existe uma diferença de potencial de 100 V.

+

-

20cmM N

Com relação a essa situação, são feitas as afirmativas a seguir:

I) O trabalho realizado pelas forças elétricas para deslocar uma carga positiva do ponto M até o ponto N, distantes 40 cm, é igual a 4.000 J.II) A intensidade do vetor campo elétrico entre as placas é de 500 V/m.III) Um próton, deslocando-se horizontalmente com velocidade constante, ao penetrar entre as placas passa a descrever uma trajetória parabólica, dirigindo-se para a placa negativamente carregada.

Assinale:

a) Se todas as afirmativas estiverem corretas.b) Se todas as afirmativas estiverem incorretas.c) Se apenas as afirmativas I e II estiverem corretas.d) Se apenas as afirmativas I e III estiverem corretas.e) Se apenas as afirmativas II e III estiverem corretas.

247. (Cefet-SP) Uma pessoa puxa, com velocidade constante, uma caixa de peso P sobre uma superfície horizontal, como indica a figura a seguir. Sabendo-se que o coeficiente de atrito cinemático entre a caixa e a superfície é igual a μ c, o módulo da força F exercida pela pessoa pode ser calculada pela expressão:

a) F=μ( P+μ . senθ )

b) F= P . senθ

μ+ P . cosθ

c) F=P( μ

cosθ+μ . sen θ)

d) F=sen θ+μcosθ

P

e) F=P( μ .cos θ – sen θ )

248. (Cefet-SP) Duas esferas A e B, de massas mA = 4 kg e mB = 5 kg, colidem de forma perfeitamente elástica, como indica a figura a seguir. Suas velocidades, em módulo, antes do choque são respectivamente iguais a 8 m/s e 6 m/s (despreze os atritos).

Com base nessa situação são feitas as afirmativas a seguir:I) O módulo da quantidade de movimento do sistema constituído pelas duas esferas imediatamente após o choque é igual a 2 N.s.II) Por causa de sua massa menor, o impulso exercido pela esfera A sobre a esfera B, durante a colisão, é menor que o impulso exercido por B sobre A.III) Durante a colisão a energia mecânica que é perdida dissipa-se na forma de calor.

Podemos afirmar que:a) apenas a afirmativa I é correta.b) apenas a afirmativa II é correta.c) apenas a afirmativa III é correta.d) todas são corretas.e) todas são incorretas.

249. (Cefet-SP) Lei de Newton da gravitação universal diz: “Dois pontos materiais atraem-se com forças cujas intensidades são proporcionais às suas massas e inversamente proporcionais ao quadrado da distância entre eles.”

A intensidade dessa força gravitacional é dada por F = G.M .m

d ², onde “G” é

denominada constante da gravitação universal.

Analise as afirmativas:

I) Se a distância entre duas massas for reduzida à metade, a força gravitacional entre elas fica duas vezes maior.II) O gráfico da força gravitacional em função da distância entre as massas é um arco de parábola.III) A fórmula dimensional da constante G é dada por L3 M–1 T4.

Sobre elas, podemos assegurar que:

a) somente a afirmativa I está correta.b) somente as afirmativas I e II estão corretas.c) somente as afirmativas II e III estão corretas.d) todas as afirmativas estão corretas.e) todas as afirmativas estão incorretas.

250. (Cefet-SP) Um pára-quedista de massa 70 kg salta num local onde g = 10 m/s2, e após certo tempo atinge uma velocidade constante igual a 5 m/s. Supondo que o módulo da força de resistência do ar “F” é diretamente proporcional ao quadrado da velocidade “v” de queda do pára-quedista, pode-se afirmar que a expressão desta força é dada por:

a) F = 700 v2 c) F = 350 v2 e) F = 140 v2

b) F = 28 v2 d) F = 5 v2

251. (Cefet-SP) Duas caixas acústicas dispostas ao ar livre são conectadas a um mesmo amplificador para emitirem um mesmo tom contínuo. Um observador percorre um caminho ao longo da reta KN. Ele observa que a intensidade sonora varia conforme a sua posição de modo que, em M, ela é intensa; entre M e N, ela fica reduzida e volta a ficar intensa em N. Como ele sabe que as ondas sonoras no ar movem-se a 340 m/s, pode-se afirmar que o som que está sendo emitido tem uma freqüência, em Hz, próxima de:

a) 75.b) 150.c) 350.d) 700.e) 1400.

252. (Cefet-SP) A figura a seguir, retrata o exato momento da cobrança de um pênalti, no qual o batedor imprime à bola uma velocidade de 90 km/h. A vantagem para o batedor é massacrante e, assim, a Física deixa poucas possibilidades de desculpas para quem perde pênaltis. De novo, ela demonstra outra verdade que todo o jogador sabe: “Pênalti perdido é falha do cobrador.” Para que o goleiro defenda a cobrança, é necessário que ele chegue à bola em:

a) 1,28 segundos.b) 0,24 segundos.c) 0,90 segundos.d) 0,46 segundos. e) 0,08 segundos.

253. (Cefet-SP) Um recipiente cilíndrico contém certa massa de gás hidrogênio sob pressão de 2,0 x 107 Pa. O volume interno do cilindro é 3,0 x 10–2 m3 e a temperatura é de 27 oC. Sendo a massa molar do hidrogênio 2 g, a massa desse gás contido no cilindro é, em kg, igual a: (A constante de Clapeyron é R = 8,3 J/mol.K)

a) 0,48.b) 1,23.c) 2,31.d) 4,83.e) 5,33.

254. (Cefet-SP) Sobre um satélite artificial colocado em órbita em torno da Terra, considere as seguintes afirmações:

I) A força resultante sobre o satélite é nula.II) A força gravitacional atua sobre o satélite como força centrípeta.III) O satélite não exerce sobre a Terra nenhuma força gravitacional.IV) O satélite acabará caindo quando sua velocidade for diminuindo gradativamente.

Podemos concluir que somente está(ão) correta(s):

a) I.b) II.c) I e II.d) I e III.e) II e IV.

255. (Cefet-SP) Um oscilador harmônico simples, preso a uma corda, produz uma onda que se propaga com velocidade de 360 cm/s. Um ponto genérico da corda (meio material) se desloca para cima e para baixo, periodicamente, com uma freqüência de 30

Hz, enquanto a perturbação se propaga horizontalmente. Nestas condições, podemos afirmar que o comprimento de onda será, em centímetros, igual a:

a) 10800.b) 10,8.c) 0,08.d) 12.e) 8.

256. (Cefet-SP) Uma bola de futebol de massa igual a 1,5 kg vem em direção ao gol com velocidade igual a 72 km/h. O goleiro defende rebatendo a bola com um chute na direção de onde ela veio com velocidade igual a 108 km/h. Se a bola ficou em contato com o pé do goleiro durante um décimo de segundo, assinale a alternativa que indica a força exercida na bola pelo pé do goleiro.

a) 900 N.b) 750 N.c) 600 N.d) 450 N.e) 300 N.

257. (Cefet-SP) Um bloco de massa 5 kg repousa sobre um plano inclinado de altura 3 m e comprimento horizontal 4 m. Considerando o coeficiente de atrito estático igual a 0,8 e a aceleração da gravidade local igual a 10 m/s2, assinale a alternativa correta.

a) A intensidade da força de atrito existente entre o bloco e o plano inclinado é igual a 32 N.b) A força resultante exercida sobre o bloco pelo plano inclinado tem intensidade igual a 40 N.c) A força resultante exercida sobre o bloco pelo plano inclinado é vertical e dirigida para cima.d) As forças peso e normal formam um par ação- reação.e) A intensidade da força de atrito existente entre o bloco e o plano inclinado pode ser determinada pela expressão Fat = μeN.

258. (Cefet-SP) Um canhão lança projéteis com velocidade 50 m/s segundo um ângulo a com a horizontal, tal que sen a =0,8 e cos a =0,6. Desprezando a altura do canhão e a resistência do ar e supondo 10 m/s2 a aceleração da gravidade local, assinale a alternativa correta.

a) Os projéteis atingem a altura máxima 8 s após terem sido lançados.b) A altura máxima atingida pelos projéteis é igual a 160 m.c) Os projéteis atingem o solo a uma distância igual a 120 m do ponto de lançamento.d) O raio de curvatura da trajetória parabólica no ponto de altura máxima é 90 m.e) A componente horizontal da velocidade dos projéteis ao atingirem o solo é 40 m/s.

259. (Cefet-SP) Um menino está parado dentro de um ônibus em movimento com velocidade constante. Em certo instante, o menino deixa cair uma bolinha. Considerando tal situação, analise as afirmações abaixo:

I) Para um observador dentro do ônibus, a trajetória da bolinha é retilínea.

II) Para um observador fora do ônibus, a trajetória da bolinha é retilínea.III) Para um observador fora do ônibus, a trajetória da bolina é parabólica.IV) A velocidade da bolinha, depois de solta, é a mesma para o observador fora ou dentro do ônibus.

260. (Cefet-SP) Uma partícula com carga Q é fixada num certo ponto, e uma carga de prova q é colocada próxima a essa partícula. Considerando tal situação é correto afirmarque:

a) dobrando a distância entre as cargas, o módulo da força reduz-se a quatro.b) o sentido da força elétrica que se estabelece não depende dos sinais das cargas.c) diminuindo a distância entre as cargas pela metade, o módulo da força elétrica não se altera.d) o campo elétrico devido à carga Q não varia coma distância a essa carga.e) o módulo (intensidade) da força que se estabelece depende dos sinais das cargas.

261. (Cefet-SP) A lupa é um instrumento utilizado para que se obtenha um aumento na imagem de um objeto colocado entre o centro óptico da lente e a sua distância focal. Suponha, então, que se pretenda obter um aumento de duas vezes e meia na imagem de um objeto colocado a 5 cm do centro óptico de uma lupa. A distância em que se formará a imagem deste objeto em relação ao centro da lente será de:

a) 2 cm.b) 12,5 cm.c) 7,5 cm.d) 5 cm.e) 2,5 cm.

262. (Cefet-SP) Um homem puxa um caixote de massa 11 kg, aplicando-lhe uma força F de intensidade 70 N, segundo um ângulo a com a horizontal, tal que sen α = 0,6 e cos α = 0,8. O coeficiente de atrito cinético entre o caixote e a superfície horizontal áspera é igual a 0,5. Supondo g = 10m/s2 e considerando o movimento entre os instantes t = 1s e t = 3s, assinale a alternativa correta.

a) A variação da energia cinética do caixote é igual a 176 J.b) O trabalho realizado pela força de atrito sobre o caixote é igual a – 440 J.c) O trabalho realizado pela força peso sobre o caixote é igual a 880 J.d) O trabalho realizado pela força normal sobre o caixote é igual a 544 J.e) O trabalho realizado pela força F sobre o caixote é igual a 560 J.

263. (Cefet-SP) O período do Movimento Harmônico Simples (MHS) de um sistema massa-mola:

a) depende da massa do ponto material em movimento.b) depende da amplitude de oscilação.c) independe da massa do ponto material.d) independe da constante elástica.e) independe da freqüência de oscilação.

264. (Cefet-SP) Uma corda vibrante de certo instrumento musical vibra com freqüência fundamental de 440 Hz. Se o comprimento da corda, que é de 60 cm, for reduzido à metade, a nova freqüência do som fundamental emitido, em Hz, será igual a:

a) 220.

b) 360.c) 880.d) 1100.e) 1320.

265. (Cefet-SP) Um dinamômetro é construído com uma mola de constante elástica igual a 100 N/m. Ao se pendurar um objeto metálico, a mola se distende 30 cm em relação à sua posição de equilíbrio e ao se mergulhar o objeto em água, a mola se contrai 10 cm em relação à posição que estava. Supondo g = 10 m/s2, a massa específica da água igual a 1 g/cm3 e desprezando a massa específica do ar, assinale a alternativa correta.

a) O objeto possui massa igual a 30 kg.b) O volume do objeto é igual a 100 cm3.c) O empuxo exercido sobre o objeto é igual a 20 N.d) O peso aparente do objeto é igual a 10 N.e) A densidade do objeto é igual a 3 g/cm3.

266. (Cefet-SP) Um pedreiro está trabalhando na cobertura de um edifício. Por descuido, o martelo de massa 0,3 kg escapa de sua mão e cai verticalmente para baixo. Sabendo- se que a velocidade do martelo imediatamente antes de tocar o solo é de 30 m/s num tempo de queda igual a 2 s, qual é a velocidade inicial com que o martelo abandonou a mão do pedreiro e qual a altura do edifício? (Considerar g = 10m/s2)

a) v0 = 5 m/s e h = 30 mb) v0 = 10 m/s e h = 30 mc) v0 = 20 m/s e h = 40 md) v0 = 10 m/s e h = 40 me) v0 = 10 m/s e h = 20 m

267. (Cefet-SP) No esquema da figura a seguir, o bloco A tem massa igual ao dobro da massa do bloco B e a roldana apresenta massa e atrito desprezíveis. Se o sistema permanece em repouso, o coeficiente de atrito entre o bloco A e a superfície horizontal tem um valor mínimo igual a:

a) 0,25.b) 0,50.c) 1,00.d) 1,50.e) 2,00.

268. (Cefet-SP) A Lei da Gravitação Universal, de Isaac Newton, afirma que dois corpos quaisquer se atraem com uma força proporcional ao produto entre as suas massas

e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles. Se a distância entre o Sol e o pequeno Plutão fosse a metade, a força de atração entre esses dois corpos seria

a) quatro vezes maior.b) quatro vezes menor.c) duas vezes maior.d) duas vezes menor.e) a mesma.

269. (UFRGS) Ao resolver um problema de Física, um estudante encontra sua resposta expressa nas seguintes unidades: kg.m2/s3. Estas unidades representam

a) força.b) energia.c) potênciad) pressão.e) quantidade de movimento.

270. (UFRGS) Assinale a alternativa que preenche corretamente a lacuna do parágrafo abaixo. O ano de 1900 pode ser considerado o marco inicial de uma revolução ocorrida na Física do século XX. Naquele ano, Max Planck apresentou um artigo à Sociedade Alemã de Física, introduzindo a idéia da ______________ da energia, da qual Einstein se valeu para, em 1905, desenvolver sua teoria sobre o efeito fotoelétrico.

a) conservaçãob) quantizaçãoc) transformaçãod) conversãoe) propagação

271. (UFRGS) Os raios X são produzidos em tubos de vácuo, nos quais elétrons são submetidos a uma rápida desaceleração ao colidir contra um alvo metálico. Os raios X consistem em um feixe de

a) elétrons.b) fótons.c) prótons.d) nêutrons.e) pósitrons.

272. (UFRGS) Assinale a alternativa que preenche corretamente a lacuna do parágrafo abaixo. O Sol é a grande fonte de energia para toda a vida na Terra. Durante muito tempo, a origem da energia irradiada pelo Sol foi um mistério para a humanidade. Hoje, as modernas teorias de evolução das estrelas nos dizem que a energia irradiada pelo Sol provém de processos de ______________ que ocorrem no seu interior, envolvendo núcleos de elementos leves.

a) espalhamentob) fusão nuclearc) fissão nucleard) fotossíntesee) combustão

273. (UFJF-MG) A figura ao lado mostra um sistema composto por dois blocos de massas idênticas mA = mB = 3,0 kg e uma mola de constante elástica k = 4,0 N / m. O bloco A está preso a um fio de massa desprezível e suspenso de uma altura h = 0,8 m em relação à superfície S, onde está posicionado o bloco B. Sabendo que a distância entre o bloco B e a mola é d = 3,0 m e que a colisão entre os blocos A e B é elástica, faça o que se pede nos itens seguintes.

a) Usando a lei de conservação da quantidade de movimento (momento linear), calcule a velocidade do bloco B imediatamente após a colisão do bloco A.

b) Calcule o deslocamento máximo sofrido pela mola se o atrito entre o bloco B e o solo for desprezível.

c) Calcule a distância deslocada pelo bloco B em direção à mola, se o atrito cinético entre o bloco B e o solo for igual a c m = 0,4. Nesse caso, a mola será comprimida pelo bloco B? Justifique.274. (UFRJ) Um método possível para medir a aceleração da gravidade g consiste em lançar uma bolinha para cima num tubo onde se fez vácuo e medir com precisão os instantes t1 e t2 de passagem (na subida e na descida, respectivamente) por uma altura z conhecida, a partir do instante do lançamento. Mostre que:

275. (UFRJ) Considere o capacitor plano de placas horizontais A e B da figura. Entre essas placas colocamos uma partícula X de peso P = 2,0 x 10 -9 N, eletrizada, que permanece em repouso, sob a ação da gravidade e da força elétrica.

Determine, nessas condições, a intensidade da força elétrica, a intensidade do campo elétrico e a carga elétrica da partícula X.

276. (UERJ-RJ) Três cargas puntiformes, uma positiva (q+), uma negativa (q-) e uma neutra (q0) foram injetadas com velocidades iguais, perpendicularmente a um campo

elétrico uniforme criado por duas placas paralelas eletrizadas positiva e negativamente através de uma bateria, descrevendo as trajetórias esquematizadas na figura abaixo:

As trajetórias A, B e C estão associadas, respectivamente, a quais cargas? Além disso, qual é o sentido do campo elétrico existente entre as placas 1 e 2?

277. Duas partículas A e B movem-se numa mesma reta: a primeira, de massa 6,0 kg, com velocidade 5,0 m/s e a segunda, de 4,0 kg, com velocidade de 10 m/s. Os sentidos de suas velocidades são contrários de forma a se encontrarem. Determine as velocidades das partículas apos o choque.

278. Uma bola de tênis e lançada perpendicularmente contra uma parede e volta com velocidade de mesmo módulo, 12 m/s. Sabendo que a bola possui massa m = 0,20 kg, determine a variação da quantidade de movimento sofrida por ela.

279. O bloco da figura desloca-se horizontalmente. Sejam F1 e F2 duas forcas entre as diversas forcas que agem no bloco. Sendo F1 = F2 = 10 N, calcule os trabalhos que F1 e F2 realizam num deslocamento de modulo d = 4,0 m.

280. Um corpo C, representado na figura, desloca-se no sentido da forca F1 de intensidade 2,0 N. Ha ainda atuando sobre o corpo a forca F2 de 1,0 N. Durante um deslocamento de modulo 2,0 m, calcule os trabalhos realizados pelas forcas F1 e F2.

281. (UFRJ) A figura abaixo representa duas superfícies equipotenciais em uma região afastada de suas extremidades. O campo elétrico presente entre elas é 4,5 x 10 -4 N/C. Quanto vale a diferença de potencial elétrico entre os pontos A e B sabendo-se que a distância d entre eles é 30 cm?

282. (Unicamp – SP) Um condutor homogêneo de resistência R = 8,0 Ω tem a forma de uma circunferência. Uma corrente i = 4,0 A chega por um fio retilíneo ao ponto A e sai pelo ponto B por outro fio retilíneo perpendicular, conforme a figura. As resistências dos fios retilíneos podem ser consideradas desprezíveis.

a) calcule a intensidade das correntes nos dois arcos de circunferência compreendidos entre A e B.

b) calcule o valor da intensidade do campo magnético B no centro O da circunferência.

283. (UFU-MG) Com o crescimento das cidades, a quantidade de carros trafegando nas ruas tende a aumentar. Assim, os condutores de veículos precisam estar cada vez mais preparados para lidar com situações adversas no trânsito. Os conceitos de cinemática e dinâmica são bastante úteis para melhorar o trânsito e evitar acidentes. Considere dois automóveis, A e B, de massas mA = 500 kg e mB = 2.000 kg, respectivamente. Desconsiderando a resistência do ar, responda:

a) O motorista do carro B, ao longo do seu trajeto de casa para o trabalho, percorre uma rotatória fazendo com que o carro descreva um movimento circular e uniforme de raio 6

m. O coeficiente de atrito estático entre os pneus do carro e o asfalto vale 0,6. Com que velocidade escalar máxima o carro deve se deslocar ao longo do círculo para não derrapar?

b) Os carros A e B estão andando em ruas transversais. O motorista do carro A se distrai com o celular e acaba avançando o sinal vermelho. Com isso, os dois carros sofrem uma colisão no ponto O, indicado na figura ao lado. Após a colisão, os carros prosseguem unidos, deslocando-se ao longo do trajeto OP. Um radar aferiu a velocidade de 30 km/h para o carro B imediatamente antes da colisão. O motorista do carro A afirma à polícia que sua velocidade antes do impacto era de 80 km/h, portanto estava dentro do limite permitido naquela pista. Verifique essa afirmação, calculando a velocidade do carro A antes do impacto.

284. (UFRJ) Um próton é lançado com velocidade constante V numa região onde existe apenas um campo magnético uniforme B, conforme a figura abaixo:

A velocidade v⃗ e o campo magnético B⃗ têm mesma direção e mesmo sentido. Sendo v = 1,0 x 105 m/s e B = 5,0 x 10-2 T, podemos afirmar que o módulo da força magnética atuando no próton é:

a) 8 x 10-16 N.b) zero.c) 18 x 10-16 N.d) 16 x 10-16 N.e) 12 x 10-16 N.

285. (ITA-SP) Uma barra metálica de comprimento L = 50,0 cm faz contato com um circuito, fechando-o. A área do circuito é perpendicular ao campo de indução magnética uniforme B. A resistência do circuito é R = 3,00 Ω, sendo de 3,75 x 10–3 N a intensidade

da força constante aplicada à barra, para mantê-la em movimento uniforme com velocidade v = 2,00 m/s. Nessas condições, o módulo de B é:

a) 0,300 T b) 0,225 T c) 0,200 T d) 0,150 T e) 0,100 T

286. (Unicamp-SP) Uma barra de material condutor de massa igual a 30 g e comprimento 10 cm, suspensa por dois fios rígidos também de material condutor e de massas desprezíveis, é colocada no interior de um campo magnético, formando o chamado balanço magnético, representado na figura abaixo.

Ao circular uma corrente i pelo balanço, este se inclina, formando um ângulo q com a vertical (como indicado na vista de lado). O ângulo θ depende da intensidade da corrente i. Para i = 2 A, temos que θ = 45º.

a) Faça o diagrama das forças que agem sobre a barra. b) Calcule a intensidade da força magnética que atua sobre a barra. c) Calcule a intensidade da indução magnética B.

287. (UnB-DF) A figura abaixo mostra o esquema de um espectrômetro de massas idealizadas por Dempster. Esse aparelho foi muito utilizado para medir a massa de íons. Na fonte F, são produzidos íons de massa M e carga +q, que são inseridos em uma região onde existe um campo elétrico uniforme E⃗, sendo, então, acelerados devido a uma diferença de potencial U, adquirindo uma velocidade dada pela expressão v = [(2qU)/M]1/2. Em seguida, os íons penetram em uma região onde existe um campo magnético uniforme B⃗, de direção perpendicular ao plano desta folha de papel e sentido para fora dela, descrevendo uma trajetória semicircular de raio r, cujo plano é

perpendicular ao campo B⃗, conforme ilustra a figura. Sabendo que o módulo da força magnética que atua sobre os íons é dado pela expressão Fm = qvB e considerando U = 5,0 x 10³ V, B = 0,5 T, r = 0,1 m e q = 1,6 x 10-19 C, calcule, em unidades de massa atômica (u.m.a), a massa M de um desses íons. Para isso, considere 1 u.m.a. = 1,6 x 10-

27 Kg e despreze a parte fracionária de seu resultado, caso exista.

288. Uma bola de futebol de 500g de massa está inicialmente parada. Um jogador dá um chute na bola, a qual adquire uma velocidade de 30m/s. O tempo de contato entre o pé do jogador e a bola é de 0,2s. Calcule a quantidade de movimento adquirida pela bola devido ao chute e a força, em newtons, aplicada pelo pé do jogador.

289. Um projétil de m = 200g é disparado com uma velocidade constante de 30 m/s. O projétil colide com uma esfera de m = 100g, ficando preso a ela. Sabendo-se que a esfera estava inicialmente em repouso e que não há resistência do ar, determine:

a) a velocidade do conjunto logo após a colisãob) a altura máxima atingida pelo conjunto

290. (UFU-MG) A barra leve AB da figura fica em equilíbrio quando, pela espira quadrada de lado a = 10 cm e de peso desprezível, se faz circular uma corrente elétrica. Metade da espira está dentro de um campo magnético uniforme de intensidade B = 2T e perpendicular ao plano da mesma, como na figura. A polia fixa e o fio são ideais, m = 10g e g = 10m/s2.

Pede-se:

a) A intensidade e o sentido da corrente na espira.b) A força que a barra exerce no apoio C.c) O fluxo do campo magnético através da espira.

291.

292. (UFU-MG) Um fio metálico rígido de massa m = 0,05 kg, pode deslizar sem atrito sobre dois trilhos colocados sobre uma mesa e separados por uma distância d = 0,40m. Na região da mesa, há um campo magnético uniforme, vertical para cima, de intensidade B = 2T. G é um gerador que mantém uma corrente constante i, g = 10m/s2, a polia e o fio são ideais. Se o bloco de massa M = 0,2kg é abandonado e desce de uma altura de 0,8m em 1s, pede-se:

a) a aceleração do fio metálico;b) o valor da corrente i;c) a força magnética (módulo) sobre o fio metálico.

293. (UFU-MG) Duas cargas pontuais, Q e q, separadas por uma distância d e situadas no vácuo, se repelem. A tabela, abaixo, mostra o valor da força elétrica em função do inverso do quadrado da distância entre as cargas.

Dados: Q = 1,0 x 10-4C e ko = 9,0 x 109 N.m2/C2.

A) Determine a carga q.B) Supondo Q (fixa) e q abandonada, a partir do repouso, na posição d = 0,01 m, determine sua energia cinética, ao passar pela posição d = 0,02 m.

294.

295. (UFU-MG) No laboratório didático de Mecânica do Departamento de Ciências Físicas da UFU, um estudante de física preparou um arranjo experimental (figura a, abaixo) em que um corpo C de massa MC = 1 kg era pendurado por um fio. Continuamente, o estudante ia acrescentando massa ao corpo C, até atingir a massa MC

= 4 kg, obtendo, assim, o gráfico (figura b, abaixo) da força exercida pelo corpo A sobre o corpo B, em função da aceleração que o sistema (A + B + C) adquire. O fio é

inextensível e tem massa desprezível. Adote g = 10 m/s2 e suponha que A e B deslizam, sem atrito, sobre o plano horizontal. Fixando a massa do corpo C em 4 kg, calcule

a) a tração no fio;b) as massas de A e B;c) a potência média adquirida pelo sistema (A + B + C) após ter percorrido 40 cm, supondo que o mesmo tenha sido abandonado a partir do repouso.

296. (UFU-MG) O bloco A de massa 3,0 kg está a 16 m acima do solo, impedido de descer em virtude do anteparo. O bloco B, sobre o solo, tem massa 2,0 kg. Desprezam-se quaisquer atritos e os pesos dos fios e da polia. Retirando-se o anteparo e admitindo-se g = 10 m/s2, pedem-se:

a) O tempo necessário para A atingir o solo.b) A altura máxima que B atinge acima do solo.c) O trabalho total da força de tração que o fio exerce sobre os blocos A e B, desde o momento em que o anteparo é retirado até A tocar o solo.

297. (UFU-MG) Um cilindro com um êmbolo móvel contém 10 gramas de um gás (figura 1). Abaixo mostramos os gráficos da força (F) que comprime o gás em função

da posição (Y) (figura 2) e da energia interna (U) do gás em função da temperatura (T) (figura 3). Considere o êmbolo descendo com velocidade constante.

Calcule:

a) o trabalho realizado pela força (F) para deslocar o êmbolo da posição (a) para a posição (b);b) o calor específico do gás.

298. (UFU-MG) Considere a radiação solar como uma onda eletromagnética que chega à superfície da Terra com intensidade 1,0 kW/m2 e que uma placa de um aquecedor solar consegue converter em energia térmica 50% da energia da radiação solar que alcança sua superfície. Calcule o tempo que uma placa de 1 m2 deve ficar exposta ao sol para elevar a temperatura de 100 kg de água de 25 oC para 50 oC. Despreze o efeito da inclinação do sol em relação à placa do aquecedor. O calor específico da água é de 4,2 J/g oC.

299. (UFU-MG) O tanque de ondas, mostrado na figura abaixo, possui três regiões com profundidades distintas. Para obter informação sobre as propriedades físicas do tanque, um pesquisador fez uma onda propagar-se na superfície do líquido, obtendo os seguintes dados: f1, λ1, v1, f2, λ2, v2, f3, θ1, θ2, e θ3 = θ1, em que f, λ, e v representam, respectivamente, freqüência, comprimento de onda e velocidade.

a) Sabendo-se que o ângulo de incidência θ1 é igual ao ângulo refratado no meio 3, qual é a relação entre o comprimento de onda do meio 1 e do meio 3?b) Encontre a expressão para velocidade no meio 2 em função θ1, θ2, λ1 e f1.c) O que podemos afirmar sobre a profundidade das três regiões? Justifique.

300. (UFU-MG) A figura abaixo mostra duas regiões separadas por uma linha AB: uma, à esquerda, onde há apenas um campo elétrico uniforme E⃗; outra à direita, onde atua somente um campo magnético uniforme B⃗. Um próton, de massa m e carga q, está inicialmente em repouso dentro do campo elétrico a uma distância d da linha AB.

a) Desenhe a trajetória do próton dentro das duas regiões.b) Construa um gráfico do módulo da sua velocidade em função do tempo, com o maior número possível de informações, considerando apenas uma passagem completa pelas regiões.c) Faça o mesmo do item B, supondo que o próton esteja inicialmente em repouso na região à direita de AB.

301. (UFU-MG) Uma bola, de massa M1 = 1 kg, movimenta-se sobre uma superfície horizontal, sem atrito, com uma velocidade inicial de 2 m/s, indo de encontro à outra bola, de massa M2 = 4 kg, inicialmente em repouso, conforme a ilustração abaixo.

Um choque não elástico ocorre entre as bolas, de tal forma que a bola de massa M1 fica em repouso após o choque e a bola de massa M2 adquire movimento conforme sentido indicado na figura abaixo. O intervalo de tempo do choque é de 0,01 s.

Com base nas informações dadas, determine:

a) a velocidade da massa M2 após o choque.b) a intensidade da força média que atuou na massa M1 durante o choque.c) a energia dissipada durante o choque.

302. (UFU-MG) O potencial elétrico produzido por uma esfera condutora de raio R, carregada com uma carga elétrica Q, em um ponto r ( r ≥ R ) é dado por

em que K = 9 x 109 N.m2/C2.Considere duas esferas condutoras, A e B, montadas sobre suportes isolantes e com seus centros separados, inicialmente, por uma distância de 20 m, como na figura abaixo.

A esfera A possui raio RA = 0,3 m e está carregada, inicialmente, com uma carga elétrica negativa igual a -1,0 x 10-8 C e a esfera B possui raio RB = 0,1 m e está carregada, inicialmente, com uma carga elétrica positiva igual a +3,0 x 10 -8 C. Considere que as distribuições de carga permanecem esfericamente simétricas. Determine:a) o potencial elétrico no ponto P, situado à meia distância entre os centros das esferas, isto é, a 10 m de cada centro, nas condições iniciais do problema.b) a carga elétrica que ficará armazenada em cada esfera se elas se tocarem.

303. (UFU-MG) Um objeto de massa 0,9 Kg é arremessado horizontalmente, com velocidade inicial v0 = 8 m/s em direção a uma elevação de altura H. Do outro lado da elevação, a uma altura h = 1,2 m do solo, encontra-se uma mola de constante elástica k = 100 N/m. Desprezando-se todos os efeitos de atrito, calcule

a) a altura H máxima para que o objeto consiga atingir o topo da elevação.b) a máxima compressão da mola, se o objeto partir do repouso, da altura H, para o lado da mola, atingindo-a.

304. (UFU-MG) Um mol de gás ideal monoatômico está inicialmente no estado I, com um volume de 18 litros e à temperatura de 270 K, como mostra o diagrama V x T abaixo.

Esse gás é então expandido até o estado II, com 20 litros e temperatura 300 K. Dado: R = 0,08 atm.litro/mol.K

Calcule:

a) o trabalho realizado pelo gás no processo de expansão.b) a variação da energia interna do gás.c) a capacidade térmica do gás a pressão constante, CP.

305.

306. (UFU-MG) Uma fábrica foi acusada de emitir altas quantidades de um determinado gás ionizado. A fábrica afirmava que o gás expelido no ar não era ionizado. Um físico analisou a trajetória desse gás ao entrar em uma região de campo magnético B, perpendicularmente a esse campo. O campo magnético possui intensidade 10−3 T (saindo perpendicularmente da folha de papel, como ilustrado na figura abaixo). O

físico verificou que as moléculas do gás descreviam uma trajetória circular de raio 2 cm, conforme figura apresentada.

Com base nestas informações, responda:

a) as moléculas do gás emitido pela fábrica eram neutras, positivamente carregadas ou negativamente carregadas? Justifique sua resposta utilizando o conceito de força magnética.

b) sabendo-se que cada molécula do gás, ao entrar na região de campo magnético, possui velocidade v de módulo 100 m/s, qual é a massa da molécula do gás expelido, supondo que a molécula seja duplamente ionizada (carga do elétron: −1,6 x 10–19 C)?

307. (UFU-MG) O circuito abaixo pode ser utilizado como um aquecedor de líquidos. Isto pode ser feito variando a resistência R do circuito.

Sendo a diferença de potencial utilizada no circuito de 100 V e as duas resistências r de 2,5 W, determine:a) a resistência equivalente do circuito, em função de R.b) o valor da resistência R para que após 10 segundos a energia total dissipada nos resistores deste circuito seja de 105 J.308. (UFU-MG) Sendo a diferença de potencial utilizada no circuito de 100 V e as duas resistências r de 2,5 W, determine:

A aceleração da gravidade é de 10 m/s2, sen 30º = 0,50 e cos 30º = 0,87. Desprezando o peso da corda, bem como os efeitos de atrito, determine o vetor aceleração do bloco de massa M1.

309. (EFOMM) Observe a figura a seguir.

O esquema acima representa o circuito elétrico de uma lanterna com duas pilhas idênticas ligadas em série e uma lâmpada L com resistência R = 10 Ω. Com o circuito aberto, a ddp entre os pontos A e B é de 3,0 V. Quando o circuito é fechado a ddp entre os pontos A e B cai para 2,5 V. A resistência interna de cada pilha e a corrente elétrica do circuito fechado são, respectivamente, iguais a

a) 0,5 Ω e 0,5 Ab) 1,0 Ω e 0,25 Ac) 1,0 Ω e 1,0 Ad) 1,5 Ω e 0,25 Ae) 1,5 Ω e 1,0 A

310. (EFOMM) Observe a figura a seguir.

Uma partícula de carga negativa q e massa m penetra com velocidade v⃗ pelo orifício X em uma região de campo magnético uniforme B⃗, e desta região sai pelo orifício Y, conforme indica a figura acima. Observe que a velocidade da partícula é perpendicular

às linhas de campo magnético. Desprezando os efeitos gravitacionais e considerando (q/m) = l,2 x 1011 C/kg, B = l,0 x 10-2T e v = 6,0 x 106m/s, a distância D entre os orifícios X e Y é igual a quantos milímetros?

a) 3, 0b) 4, 0c) 5, 0d) 6, 0e) 7, 0

311. (EFOMM) Observe a figura a seguir.

Dois blocos deslizam sobre uma superfície horizontal com atrito desprezível. Inicialmente, o bloco de massa ml = l,0 kg tem velocidade v1 = 4,0 m/s e o bloco de massa m2 = 2,0 kg tem velocidade v2 = l,0 m/s, conforme indica a figura acima. Após um curto intervalo de tempo, os dois blocos colidirão, dissipando a máxima energia mecânica possível, que é, em joules,

a) 29/3b) 25/3c) 21/3d) 17/3e) 14/3

312. (EFOMM) Observe a figura a seguir.

Uma pequena esfera está presa à extremidade de um fio flexível e isolante, cuja outra extremidade está fixa no ponto O, conforme indica a figura acima. Essa esfera de massa m = 3,0 x 10-6 kg e carga elétrica q = 1,2 x 10-6 C, está em equilíbrio estático no interior de um campo elétrico uniforme E⃗. A ddp, em volts, entre os pontos A e B, que estão separados a uma distância d = 0,20m, é

Dado: tg 60º = 1,7 ; g = 10 m/s²

a) 7,5 b) 8,5 c) 9,5 d) 10,5 e) 11,5

313. (UFPE) O pêndulo da figura está em equilíbrio sob ação do campo gravitacional vertical e de um campo elétrico horizontal de amplitude E = 2,0 kV/m. A esfera do

pêndulo tem massa m = 3,0 kg e carga elétrica q = 2,0 x 10–2 C. O fio tem massa desprezível. Qual o valor da tensão no fio, em newtons?

314. (UFPE) Determine a corrente no resistor de 60 Ω do circuito abaixo, em ampères.

315. (UFPE) Uma partícula, de massa 1,0 x 10-10 kg e carga 2,0 x 10-2 C, penetra em

uma região de campo magnético uniforme, de intensidade 1,0 x 10-3 T, com velocidade

de 3,4 x 104 m/s perpendicular ao campo magnético. Calcule o raio da trajetória da carga, em cm.

316. (UFPE) A figura mostra uma montanha russa. O carro parte do repouso no ponto A e desloca-se com atrito desprezível no trilho. Por segurança, é necessário que haja uma força normal exercida pelos trilhos sobre o carro em todos os pontos da trajetória. Qual o menor raio de curvatura, em metros, que o trilho deve ter no ponto B para satisfazer o requisito de segurança?

317. (UFPE) Um pequeno corpo A, de massa mA = M, inicia seu movimento a partir

do repouso, de uma altura H, e desliza em uma pista sem atrito como indicado na figura. Na parte horizontal da pista, ele colide com outro pequeno corpo B, de massa mB = 6M,

que se encontra em repouso no ponto P. Se a colisão é completamente inelástica, os dois corpos aderem um ao outro e se elevam até uma altura h. Qual é a razão H/h ? Despreze a resistência do ar.

318. (UFPE) Duas cargas puntiformes no vácuo, de mesmo valor Q = 125 μC e de sinais opostos, geram campos elétricos no ponto P (vide figura). Qual o módulo do

campo elétrico resultante, em P, em unidades de 107 N/C?

319. (UFPE) Um fio MN, de 40 cm de comprimento e massa igual a 30 g, está suspenso horizontalmente por uma mola ideal de constante elástica k = 10 N/m. O

conjunto encontra-se em uma região de campo magnético uniforme B = 0,1 Wb/m2, como indicado na figura. Quando a corrente no fio for 10 A, dirigida de N para M, atuará sobre o fio uma força magnética dirigida verticalmente para baixo. Determine a elongação total, devido à força magnética e à força gravitacional, sofrida pela mola, em cm.

320. (UFPE) Um bloco de massa 1,5 kg é solto, a partir do repouso, do topo de um plano inclinado de 5,0 m de altura, conforme a figura. O tempo gasto pelo bloco para descer até a base do plano é igual a 2,0 s. Qual o comprimento do plano inclinado, em metros? Despreze o atrito entre o bloco e o plano.

321. (UFPE) Um bloco cai, a partir do repouso, de uma altura h = 0,9 m acima da

extremidade livre de uma mola de constante elástica k = 4,2 x 103 N/m, como mostra a figura. Se a deformação máxima da mola é x = 0,1 m, qual o peso do bloco, em newtons. Despreze a resistência do ar e a massa da mola.

322. (UFPE) O fluxo magnético através do anel da figura é 37 x 10 -3 Wb. Quando a corrente que produz este fluxo é interrompida, o fluxo cai a zero no intervalo de tempo de 1,0 ms. Determine a intensidade da força eletromotriz média induzida no anel, em volts.

323. (UFPE) A figura mostra um seguimento de um condutor na forma de um L de comprimento 7 cm, por onde circula uma corrente elétrica de 100 A. O condutor em L está numa região do espaço onde existe um campo magnético de módulo 5 T, perpendicular à página e entrando na mesma (ver figura). Calcule o módulo da força resultante que atua no condutor em L, em newtons.

324. (UFPE) A figura representa a força aplicada na vertical, sobre uma chave de boca, por um motorista de caminhão tentando desatarraxar uma das porcas que fixa uma roda. O ponto de aplicação da força dista 15 cm do centro da porca e o módulo da força máxima aplicada é F = 400 N. Nesta situação, suponha que o motorista está próximo de conseguir desatarraxar a porca. Em seguida, o motorista acopla uma extensão à chave de boca, de forma que o novo ponto de aplicação da força dista 75 cm do centro da porca. Calcule o novo valor do módulo da força, F´, em newtons, necessário para que o motorista novamente esteja próximo de desatarraxar a porca.

325. (UFPE) Uma barra de cobre, de densidade linear d = 4,8 x 10-2 kg/m, repousa sobre dois trilhos fixos horizontais separados por uma distância L (veja figura). O sistema se encontra em uma região de campo magnético uniforme B, perpendicular ao plano da figura. O coeficiente de atrito estático entre os trilhos e a barra de cobre é μ e = 0,5. Se uma corrente i = 30 A é transportada de um trilho ao outro, através da barra, qual é o maior valor do campo magnético para que a barra ainda permaneça em repouso sobre os trilhos? Expresse a sua resposta em gauss (1 gauss = 10-4 T).

326. (UFPE) A figura mostra dois auto-falantes separados por 2,0 m, emitindo uma nota musical de freqüência f = 1,0 kHz. Considerando que a velocidade do som é v = 340 m/s, determine a distância Y, em centímetros, correspondente ao primeiro mínimo de interferência sobre um anteparo colocado à distância D = 10 m?

327. (UFPE) Um elétron está descrevendo uma órbita circular ao redor de um próton. Qual o módulo da razão |Ep/Ec| entre a energia potencial, EP, e a energia cinética, EC, deste elétron?

328. (UFPE) O césio metálico tem uma função trabalho (potencial de superfície) de 1,8 eV. Qual a energia cinética máxima dos elétrons, em eV, que escapam da superfície do metal quando ele é iluminado com luz ultravioleta de comprimento de onda igual a 327 nm? Considere 1 eV = 1,6 x 10-19 J.

329. (UFPE) Se tivermos um campo elétrico maior que 1 x 106 N/C num ambiente com certa umidade, íons serão rapidamente formados resultando pequenas centelhas (nessas condições o ar torna-se um condutor). Qual o raio mínimo (em cm) que pode ter uma esfera condutora para armazenar uma carga Q = 1,1 x 10-8 C neste ambiente?

330. (UFPE) A função de onda para uma onda harmônica que se propaga em uma corda é y(x,t) = 0,04 sen[2π(0,25x – 0,75t)], onde a unidade de comprimento é o metro e a unidade de tempo é o segundo. Determine a velocidade desta onda, em m/s.

331. (UFU-MG) Uma partícula de massa desconhecida e carga elétrica q = 5,0 x 10-16 C é acelerada a partir do repouso por uma diferença de potencial ΔV = 1,6 V, indo do ponto P1 até o ponto P2, distantes 2 m um do outro, como a figura abaixo.

O tempo gasto pela partícula no percursos P1 para P2 é de 2 x 10-4 s. Após atingir o ponto P2, a partícula penetra numa região que contém um campo magnético orientado perpendicularmente à sua trajetória, como mostrado na figura acima. Nessa região, a partícula descreve uma trajetória circular de raio R = 8 x 10 -2 m. Com base nessas informações, determine:

a) o trabalho realizado pelo campo elétrico sobre a partícula no trecho P1 até P2.b) a intensidade da força magnética sobre a partícula durante sua trajetória circular.c) a massa da partícula.

332. (UFU-MG) Um carro trafega por uma avenida, com velocidade constante de 54 km/h. A figura abaixo ilustra essa situação.

Quando o carro encontra-se a uma distância de 38 m do semáforo, o sinal muda de verde para amarelo, permanecendo assim por 2,5 s. Sabendo que o tempo de reação do motorista é de 0,5 s e que a máxima aceleração (em módulo) que o carro consegue ter é de 3 m/s², responda:

a) O motorista conseguirá parar o carro (utilizando a desaceleração máxima) antes de chegar ao semáforo? Em caso afirmativo, a que distância do semáforo ele conseguirá parar?

b) Considere que, ao ver o sinal mudar de verde para amarelo, o motorista decide acelerar, passando assim pelo sinal amarelo. Verifique se ele conseguirá atravessar o cruzamento de 5 m antes que o sinal fique vermelho.

333. (Fuvest-SP) Duas cargas elétricas puntiformes idênticas Q1 e Q2 cada uma com 1,0 x 10-7 C, encontram-se fixas sobre um plano horizontal, conforme a figura adiante. Uma terceira carga q, de massa 10 g, encontra-se em equilíbrio no ponto P, formando assim um triangulo isósceles vertical. Sabendo que as únicas forcas que agem em q são as de interação eletrostática com Q1 e Q2 e seu próprio peso, o valor desta terceira carga e: Dado: k = 9,0 x 109 N (SI) e g = 10 m/s2.

a) 1,0 x 10-7 C b) 2,0 x 10-7 C c) 1,0 x 10-6 C d) 1,0 x 10-5 C

334. Um condutor de eletricidade encontra-se eletrizado e em equilíbrio eletrostático. O potencial elétrico no seu centro de gravidade vale + 80 V e o condutor esta isolado de outras cargas elétricas. Uma carga elétrica de – 5μC e transportada do infinito ate a superfície desse condutor. Calcule o trabalho realizado pela forca elétrica e diga se o movimento da carga e forcado ou espontâneo.

335. Uma carga elétrica de 400 μC produz um campo elétrico na região do espaço que a envolve. A constante eletrostática do vácuo, meio que envolve a carga, e k = 9 x 10 9

(SI) e a distancia entre os pontos A e B e 4,0 m. Com base no enunciado e na figura, calcule:

a) a diferença de potencial entre os pontos A e B;b) o trabalho realizado pelo campo, quando uma carga puntiforme q = 2,0 x 10 -8 C e deslocada, vagarosamente, entre os pontos A e B.

336. (UFRJ) Dois fugitivos devem atravessar um lago sem serem notados. Para tal, emborcam um pequeno barco, que afunda com o auxílio de pesos adicionais. O barco emborcado mantém, aprisionada em seu interior, uma certa quantidade de ar, como mostra a figura.

No instante retratado, tanto o barco quanto os fugitivos estão em repouso e a água está em equilíbrio hidrostático. Considere a densidade da água do lago igual a 1,00 × 103

kg/m3 e a aceleração da gravidade igual a 10,0 m/s2. Usando os dados indicados na figura, calcule a diferença entre a pressão do ar aprisionado pelo barco e a pressão do ar atmosférico.

337. Uma máquina térmica ideal opera recebendo 450 J de uma fonte de calor e liberando 300 J no ambiente. Uma segunda máquina térmica ideal opera recebendo 600 J e liberando 450 J. Se dividirmos o rendimento da segunda máquina pelo rendimento da primeira máquina, obteremos:

a) 1,50. b) 1,33. c) 1,00. d) 0,75. e) 0,25.

338. Um mol de gás ideal sofre transformação A – B - C indicada no diafragma pressão x volume da figura a seguir.

a) Qual é a temperatura do gás no estado A? b) Qual é o trabalho realizado pelo gás na expansão A - B? c) Qual é a temperatura pelo gás no estado C?

Dado: R (constante dos gases) = 0,082 atm.l/mol K=8,3J/mol K

339. (UFRJ) No circuito esquematizado na figura, os fios AK e BJ têm resistências desprezíveis (quando comparadas a 12 Ω) e não se tocam.

a) Calcule a resistência equivalente entre A e B.b) Calcule as intensidades das correntes nos fios AK e BJ.

340. (EFOMM-RJ) Um toróide, no circuito de uma das repetidoras de radar do passadiço tem uma seção reta quadrada de lado igual a 8 cm, raio interno de 18 cm, 400 espiras e é atravessado por uma corrente de intensidade igual a 0,8 A. O valor aproximado do fluxo magnético através da seção reta do toróide, em microwebers, é de aproximadamente

dado : μ0= 4π x 10-7, em unidades do S.I.

a) 2,056 b) 3,074 c) 5,022 d) 6,034 e) 8,012

341. (EFOMM-RJ) No diagrama de forças abaixo aplicadas, a força F = 200 N promove o equilíbrio de rotação. Pode-se afirmar que a força “F” está localizada a

a) 0,5 m da extremidade direita. b) 1,5 m da extremidade direita. c) 0,5 m da extremidade esquerda. d) 1,0 m da extremidade esquerda. e) 1,5 m da extremidade esquerda.

342. (EFOMM-RJ) Seja uma partícula de massa 20 gramas, carregada com 18 microcoulombs, viajando a 500 km/h, deslocando-se horizontalmente da esquerda para a direita sobre a folha da prova. Suponha que, nessa região do espaço, exista um campo magnético uniforme de intensidade 120 T, perpendicular à folha de prova, apontando para dentro. O módulo da força resultante (em newtons) que sobre ela atua é, aproximadamente, de: (dado: g = 10 m/s²)

a) 0,26 b) 0,36 c) 0,46 d) 0,56 e) 0,66

343. (EFOMM-RJ) Num determinado instrumento musical, há uma corda de 100 g, a qual mede 80 cm de comprimento e está sob tensão de 800 N. Colocando-se essa corda para vibrar, é correto afirmar que a sua freqüência fundamental, em Hz, é igual a

a) 50 b) 128 c) 250 d) 288 e) 350

344. (EFOMM-RJ)

Na figura acima, tem-se duas cordas e uma fonte que vibra na freqüência de 15 Hz. Pode-se afirmar que, neste caso, a velocidade na corda A e a freqüência na corda B valem, respectivamente,

a) 60 km/h e 15 Hz. b) 90 km/h e 15 Hz. c) 60 km/h e 20 Hz. d) 166 km/h e 20 Hz. e) 216 km/h e 15 Hz.

345. (EFOMM-RJ) Mantendo-se uma tradição das Olimpíadas, ocorreu, no mês de março de 2008, na Grécia, a cerimônia do acendimento da tocha olímpica, que percorreu diversas cidades de todos os continentes. Para acender a tocha, foi usado um espelho esférico, que captou os raios solares, dirigindo-os para um ponto onde ela se encontrava. De acordo com a informação, é correto dizer que a tocha estava

a) no centro de curvatura do espelho convexo. b) no foco do espelho convexo. c) no centro de curvatura do espelho côncavo. d) no foco do espelho côncavo. e) entre o foco e o vértice do espelho côncavo.

346. (EFOMM-RJ) Uma pessoa caminha em direção a um espelho fixo com velocidade escalar constante, medida em relação ao solo, conforme mostra a figura abaixo.

Analisando a situação descrita, pode-se afirmar que

a) a imagem, de mesmo tamanho, afasta-se do espelho com velocidade de 1,5 m/s. b) a imagem, de mesmo tamanho, aproxima-se do espelho com velocidade de 3,0 m/s. c) a pessoa e a sua imagem aproximam-se com velocidade relativa de 3,0 m/s. d) a pessoa e a sua imagem afastam-se com velocidade relativa de 3,0 m/s. e) a imagem, aumentada devido à aproximação da pessoa, tem velocidade de 1,5 m/s.

347. (EFOMM-RJ) Um capacitor de acoplamento de áudio em um rádio VHF de bordo, de capacitância 1,5 μF (microfarads), está submetido à voltagem eficaz de trabalho de 40 V. A intensidade da corrente alternada resultante, para uma freqüência de 2,5 kHz nessa voltagem, será de, aproximadamente,

a) 0,45 A b) 0,57 A c) 0,64 A d) 0,72 A e) 0,94 A 348. (EFOMM-RJ) Observe o circuito.

No circuito acima pode-se afirmar que a corrente que atravessa o resistor de 10Ω, em ampères, vale

a) 3 b) 6 c) 8 d) 10 e) 12

349. (EFOMM-RJ) Um marinheiro, desejando aquecer 1 litro de água, que, inicialmente, encontra-se na temperatura de 86 °F, usa um aquecedor do tipo “rabo quente” cuja resistência vale 15 Ω. Sabendo que a tomada usada está sob tensão de 120 V e que o tempo de aquecimento foi de 4 min, pode-se afirmar que a temperatura final atingida é, na escala Celsius, aproximadamente de

OBS.: Desprezam-se as perdas e considere cágua = 1 cal/g °C, 1 cal = 4 J e dágua =

1g/cm3.

a) 86°

b) 88° c) 90° d) 96° e) 99°

350. (AFA-SP) Uma esfera de massa m, eletrizada positivamente com carga q, está fixada na extremidade de um fio ideal e isolante de comprimento ℓ. O pêndulo, assim constituído, está imerso em uma região onde além do campo gravitacional g⃗ atua um campo elétrico horizontal e uniforme E⃗. Este pêndulo é abandonado do ponto A e faz um ângulo θ com a vertical conforme mostra a figura.

Desprezando-se quaisquer resistências, ao passar pelo ponto B, simétrico de A em relação à vertical, sua energia cinética vale

a) 2q E ℓ sen θb) ℓ (mg + q E sen θ)c) 2ℓ (mg cos θ + q E sen θ)d) q E ℓ cos θ

351. (AFA-SP) Dois corpos, de dimensões desprezíveis, A e B presos a molas ideais, não deformadas, de constantes elásticas kA e kB, respectivamente, estão, inicialmente, separados de uma distância d numa plataforma sem atrito como mostra a figura a seguir.

A partir dessa situação, os blocos são então lentamente puxados por forças de mesma intensidade, aproximando-se, até se encostarem. Em seguida, são abandonados, passando a oscilar em movimento harmônico simples. Considere que não haja interação entre os blocos quando esses se encontram. Nessas condições, a soma das energias mecânicas dos corpos A e B será

352. (AFA-SP) Dois automóveis A e B encontram-se estacionados paralelamente ao marco zero de uma estrada. Em um dado instante, o automóvel A parte, movimentando-se com velocidade escalar constante vA = 80 km/h. Depois de certo intervalo de tempo, Δt, o automóvel B parte no encalço de A com velocidade escalar constante vB = 100 km/h. Após 2 h de viagem, o motorista de A verifica que B se encontra 10 km atrás e

conclui que o intervalo Δt, em que o motorista B ainda permaneceu estacionado, em horas, é igual a

a) 0,25 c) 1,00b) 0,50 d) 4,00

353. (AFA-SP) Considere um elétron partindo do repouso e percorrendo uma distância retilínea, somente sob a ação de um campo elétrico uniforme gerado por uma ddp U, até passar por um orifício e penetrar numa região na qual atua somente um campo magnético uniforme de intensidade B. Devido à ação desse campo magnético, o elétron descreve uma semicircunferência atingindo um segundo orifício, diametralmente oposto ao primeiro. Considerando o módulo da carga do elétron igual a q e sua massa igual a m, o raio da semicircunferência descrita é igual a

345. (UFPE) A figura abaixo mostra uma espira retangular de largura L = 2,0 m e de resistência elétrica R = 8,0 Ω que está parcialmente imersa em um campo magnético externo uniforme e perpendicular ao plano da espira B = 4,0 T. As retas tracejadas da figura mostram os limites do campo magnético.

Suponha que a espira seja puxada para a direita, por uma mão com velocidade constante v = 5,0 m/s. Considere desprezível o efeito de borda. Analise as proposições a seguir e conclua.

a) O valor absoluto da força eletromotriz induzida na espira é εind = 40 V.b) O sentido da corrente induzida na espira é anti-horário.c) O valor da corrente induzida na espira é i = 5,0 A.d) A intensidade da força aplicada pela mão para manter a velocidade constante é F = 40 N.e) O trabalho executado para puxar a espira na presença do campo magnético é transformado em energia térmica na espira.

356. (UFMG) Seletores de velocidade são utilizados em alguns aparelhos para permitir a passagem somente de íons que têm uma determinada velocidade. Nesses seletores, um campo elétrico e um campo magnético são aplicados de tal forma, que apenas íons com uma velocidade específica o atravessam sem serem desviados. O campo elétrico é produzido por duas placas metálicas paralelas, nas quais é aplicada uma diferença de potencial, como representado nesta figura:

O campo magnético, constante e uniforme, é produzido por um eletroímã, não mostrado nessa figura. Considere que o peso dos íons é desprezível.

a) INDIQUE, na figura acima, as direções e os sentidos que os campos (elétrico e magnético) devem ter, na região entre as placas, a fim de que íons positivos atravessem o seletor de velocidades sem serem desviados. JUSTIFIQUE sua resposta.

b) Considere que, no seletor representado, a distância entre as placas é de 5,0 mm e a diferença de potencial aplicada é de 5,0 kV e que se deseja que apenas íons com velocidade de 1,0 x 106 m/s sejam selecionados. CALCULE o módulo do campo magnético que deve ser aplicado nessa situação.

357. (UFMG) Na aula de física, Laila faz a experiência que se segue. Inicialmente, ela pendura duas pequenas esferas metálicas – K e L – nas extremidades de dois fios que estão presos em uma barra metálica, como mostrado na figura I. O fio que sustenta a esfera K é isolante e o que sustenta a L é condutor. O raio da esfera K é o dobro do raio da esfera L e ambas têm a mesma massa. Em seguida, Laila transfere uma certa quantidade de carga elétrica para a barra e observa que as duas esferas se aproximam, tocam-se e, depois, afastam-se, para, finalmente, ficarem em equilíbrio, como mostrado na figura II. Sejam θk e θL os ângulos que as esferas K e L, respectivamente, fazem com a vertical.

Com base nessas informações:

a) EXPLIQUE por que as esferas se movimentam da forma descrita, desde a situação representada na figura I até a situação mostrada na figura I. b) RESPONDA: O ângulo θK é menor, igual ou maior que o ângulo θL? JUSTIFIQUE sua resposta.358. (UFMG) Em uma aula de eletromagnetismo, o Professor Emanuel faz a montagem mostrada, esquematicamente, nesta figura:

Nessa montagem, uma barra de metal não magnético está em contato elétrico com dois trilhos metálicos paralelos e pode deslizar sobre eles, sem atrito. Esses trilhos estão fixos sobre uma mesa horizontal, em uma região onde há um campo magnético uniforme, vertical e para baixo, que está indicado, na figura, pelo símbolo . Os trilhos⊗ são ligados em série a um amperímetro e a um resistor R. Considere que, inicialmente, a barra está em repouso. Em certo momento, Emanuel empurra a barra no sentido indicado pela seta e, em seguida, solta-a. Nessa situação, ele observa uma corrente elétrica no amperímetro. Com base nessas informações,

a) INDIQUE, na figura, o sentido da corrente elétrica observada por Emanuel. JUSTIFIQUE sua resposta.

b) RESPONDA: Após a barra ser solta, sua velocidade diminui, permanece constante ou aumenta com o tempo? JUSTIFIQUE sua resposta.

359. (UFMG) O Professor Nogueira montou, para seus alunos, a demonstração de magnetismo que se descreve a seguir e que está representada na Figura I. Uma barra cilíndrica, condutora, horizontal, está pendurada em um suporte por meio de dois fios condutores ligados às suas extremidades. Esses dois fios são ligados eletricamente aos pólos de uma bateria. Em um trecho de comprimento L dessa barra, atua um campo magnético B, vertical e uniforme. O módulo do campo magnético é de 0,030 T, o comprimento L = 0,60 m e a corrente elétrica na barra é de 2,0 A. Despreze a massa dos fios. Nessas circunstâncias, a barra fica em equilíbrio quando os fios de sustentação estão inclinados 30º em relação à vertical.

Na Figura II, está representada a mesma barra, agora vista em perfil, com a corrente elétrica entrando na barra, no plano do papel.

a) Considerando essas informações, ESBOCE, na Figura II, o diagrama das forças que atuam na barra e IDENTIFIQUE os agentes que exercem cada uma dessas forças.

b) DETERMINE a massa da barra.

360. (UFRJ) Uma onda eletromagnética atinge uma antena no instante em que um elétron nela se move com velocidade v. As direções e os sentidos da velocidade v do elétron e dos campos elétrico ( E⃗ ) e magnético ( B⃗ ) da onda, no ponto em que o elétron se encontra nesse instante, estão indicados na figura a seguir com relação a um sistema de eixos cartesianos xyz.

a) Determine as direções e os sentidos das forças elétrica ( F⃗e ) e magnética ( F⃗m ) sobre o elétron nesse instante.

b) Sabendo que |v⃗| = 1,0 x 106 m/s, |E⃗| = 3,0 x 102 V/m e |B⃗| = 1,0 x 10-6 T, calcule a razão |F⃗e| / |F⃗m| entre os módulos das forças elétrica ( F⃗e ) e magnética ( F⃗m ).

361.

362. (UFRJ) Um gás ideal em equilíbrio termodinâmico está armazenado em um tubo cilíndrico fino de altura L = 10,0 cm e área transversal A =1,0 cm2, provido de um êmbolo móvel perfeitamente ajustado às paredes do tubo. Suponha que a massa do conjunto móvel composto por êmbolo, haste e suporte seja desprezível e, portanto, a pressão no interior do tubo seja inicialmente igual à pressão atmosférica, p a = 1,0 x 105

N/m2. Uma massa m = 0,5 kg é então colocada sobre o suporte (veja a figura). Sob ação do peso da massa m, o êmbolo desce uma altura x,em que o gás volta a atingir o equilíbrio termodinâmico com a mesma temperatura do estado inicial. Suponha que a aceleração da gravidade seja g = 10 m/s2. Calcule o valor de x.

363. (UFRJ) O cronômetro marcava 1,1 s para o término de uma partida de basquete do Brasil, quando Oscar, tendo saltado e flexionado o braço, arremessou a bola com uma força impulsora que atuou por 0,1 s. A bola, que estava a 5,0 m do centro da cesta, levou 1,0 s para chegar à mesma.

Sabendo que a massa da bola tem 0,6 kg e considerando que, ao pular e arremessar a bola, a mão de Oscar ficou na mesma altura que a cesta, calcule:

a) o módulo da velocidade de lançamento para que Oscar converta o arremesso;

b) o módulo da força média necessária ao lançamento. Considere g = 10 m/s2

364. (UFRJ) Antenas de recepção ou de transmissão de ondas eletromagnéticas eficientes têm a dimensão da ordem dos comprimentos de ondas recebidas ou emitidas. Sabendo que a freqüência de um celular é de 6,0 x 108 Hz, calcule o comprimento L das antenas de uma estação repetidora. Velocidade da luz c = 3,0 x 108 m/s.