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Prova de Física

Vestibular ITA 1992

Versão 1.0

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Física - ITA - 1992

01. (ITA-92) Na figura abaixo, a massa esférica M pende de um fio de comprimento L, mas está solicitada para a esquerda por uma força F que mantém a massa apoiada contra uma parede vertical P, sem atrito. Determine os valores de F e de R(reação da parede)(O raio da esfera <<L)

FR
)Mg;Mg(3

02. (ITA-92) Na questão 01): A) Calcule o trabalho W realizado pela força F para fazer subir lentamente (V=0) a massa M em termos da variação da energia potencial de M, desde a posição em que o fio está na vertical até a situação indicada no desenho. B) Verifique se é possível calcular esse trabalho como o produto de F, já calculada, pelo deslocamento d. (Na resolução do problema justifique a resposta b.)

A)B) A) B)
a) 0,29 MgLNão. b) 0,13 MgL Sim.
c) 0,50 MgLNão. d) 0,13 MgL Não.
e) 0,29 MgLSim.

03. (ITA-92) Dois automóveis que correm em estradas retas e paralelas têm posições a partir de uma origem comum, dadas por:

X1 = (30t)m ;X2 = (1,0 . 103

Calcule o(s) instante(s) t (t’) em que os dois automóveis devem estar lado a lado. ( Na resposta você deverá fazer um esboço dos gráficos X1 (t) e X2 (t).)

t(s)t’(s) t(s) t’(s)
a) 100 100b) 2,5 7,5.
c) 50 100d) 25 75.

e) Nunca ficaram lado a lado.

04. (ITA-92) Um bloco de massa igual a 5,0 kg é puxado para cima por uma força F = 50 N sobre o plano inclinado da figura, partindo do repouso. Use g = 10 m/s2 . O coeficiente de atrito cinético plano-bloco é µ = 0,25.

a) Calcule a energia cinética com que o bloco chega ao topo do plano. b) Calcule a aceleração do bloco em função do tempo. c) Escreva a velocidade do bloco em função do tempo.

Ec(J)a(m/s2
)v(m/s)

05) (ITA-92)Seja F a resultante das forças aplicadas a uma partícula de massa m, velocidade V e aceleração a . Se a partícula descrever uma trajetória plana, indicada pela curva tracejada em cada um dos esquemas a seguir, seguese que aquele que relaciona corretamente os vetores coplanares, e é:

R m P L/2

c)d)

a) b) e)

06. (ITA-92) Um aro metálico circular e duas esferas são acoplados conforme ilustra abaixo. As esferas dispõem de um furo diametral que lhes permite circular pelo aro. O aro começa a girar, a partir do repouso, em torno do diâmetro vertical E’, que passa entre as esferas, até atingir uma velocidade angular constante ω. Sendo R o raio do aro, m a massa de cada esfera e desprezando-se os atritos, pode afirmar que:

a) as esferas permanecem na parte inferior do aro, porque esta é a posição de mínima energia potencial. b) as esferas permanecem a distâncias r de E’ tal que, se

2θ for o ângulo central cujo o vértice é o centro do aro e cujos lados passam pelo centro das esferas, na posição de equilíbrio estável, então tg estando as esferas abaixo do diâmetro horizontal do aro. c) As esferas permanecem a distâncias r de E’ tal que, se

2θ for o ângulo central cujo vértice é o centro do aro e cujos lados passam pelos centros das esferas, na posição de equilíbrio estável, então tg estando as esferas acima do diâmetro horizontal do aro.

d) As alternativas b) e c) anteriores estão corr

e) A posição de maior estabilidade ocorre quando as esferas estão nos extremos de um mesmo diâmetro.

R m w.rumoaoita.com

92) Um aro metálico circular e duas esferas são acoplados conforme ilustra abaixo. As esferas dispõem de um furo diametral que lhes permite circular pelo aro. O aro começa a girar, a partir do repouso, em torno do diâmetro entre as esferas, até atingir uma

. Sendo R o raio do aro, m a se os atritos, pode-se as esferas permanecem na parte inferior do aro, porque esta é a posição de mínima energia potencial. as esferas permanecem a distâncias r de E’ tal que, se for o ângulo central cujo o vértice é o centro do jos lados passam pelo centro das esferas, na posição de equilíbrio estável, então tg θ = ω2 r/g, estando as esferas abaixo do diâmetro horizontal do

As esferas permanecem a distâncias r de E’ tal que, se for o ângulo central cujo vértice é o centro do aro e cujos lados passam pelos centros das esferas, na posição de equilíbrio estável, então tg θ = ω2 r/g, estando as esferas acima do diâmetro horizontal do

As alternativas b) e c) anteriores estão corretas. A posição de maior estabilidade ocorre quando as esferas estão nos extremos de um mesmo diâmetro.

07. (ITA-92) Um objeto de massa M é deixado cair de uma altura h. Ao final do 1° segundo de queda o objeto é atingido horizontalmente por um projétil d velocidade v, que nele se aloja. Calcule o desvio x que objeto sofre ao atingir o solo, em relação ao alvo pretendido.

(M + m)vb) (2h/g)
- 1] [m/(M + m)]vd) [(2h/g)

08. (ITA-92) No dispositivo da figura, bolas de gude de 20 g cada uma estão caindo, a partir do repouso, de uma altura de 1 metro, sobre a plataforma de uma balança. Elas caem a intervalos de tempos iguais praticamente paradas, sendo imediatamente retiradas da plataforma. Sabendo que o ponteiro da balança indica, em média, 20 kg, e que a aceleração da gravidade vale 10m/s podemos afirmar que a freqüência de queda é:

c) 1/60 bolas por segundo d) 10 e) 102 bolas por segundo

09. (ITA-92) Uma forma de medir a em uma estação espacial com gravidade zero é usar um instrumento como mostrado na figura. Primeiro o astronauta mede a freqüência f sistema elástico de massa m desconhecida é acionada a este sistema e uma nova medida da freqüência, f, de oscilação é tomada. Como podemos determinar a massa desconhecida a partir dos dois valores de medida da freqüência? m0 K

92) Um objeto de massa M é deixado cair de uma segundo de queda o objeto é atingido horizontalmente por um projétil de massa m e velocidade v, que nele se aloja. Calcule o desvio x que objeto sofre ao atingir o solo, em relação ao alvo

(M + m)vb) (2h/g)
1] [m/(M + m)]vd) [(2h/g)

92) No dispositivo da figura, bolas de gude de 20 g cada uma estão caindo, a partir do repouso, de uma altura de 1 metro, sobre a plataforma de uma balança. Elas caem a intervalos de tempos iguais ∆t e após o choque estão praticamente paradas, sendo imediatamente retiradas da plataforma. Sabendo que o ponteiro da balança indica, em média, 20 kg, e que a aceleração da gravidade vale 10m/s2 , podemos afirmar que a freqüência de queda é:

bolas por segundo b) 20. 5 1/2 bolas por segundo

1/2 bolas por segundo

92) Uma forma de medir a massa m de um objeto em uma estação espacial com gravidade zero é usar um instrumento como mostrado na figura. Primeiro o astronauta mede a freqüência f0 de oscilação de um sistema elástico de massa m0 conhecida. Após, a massa desconhecida é acionada a este sistema e uma nova medida da freqüência, f, de oscilação é tomada. Como podemos determinar a massa desconhecida a partir dos dois valores de medida da freqüência?

- 1]

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não miscíveis, I e I, de massas específicas d1 e d2, sendo

10. (ITA-92) Dois vasos comunicantes contêm dois líquidos d1 < d2, como mostra a figura. Qual é a razão entre as alturas das superfícies livres desses dois líquidos, contadas a partir da sua superfície de separação?

1. (ITA-92) Na 3a lei de Kepler, a constante de proporcionalidade entre o cubo do semi-eixo maior da elipse (a) descrita por um planeta e o quadrado do período (P) de translação do planeta pode ser deduzida do caso particular do movimento circular. Sendo G a constante da gravitação universal, M a massa do Sol, R o raio do Sol temos:

12. (ITA-92) Uma certa quantidade de gás expande-se adiabaticamente e quase estaticamente desde uma pressão inicial de 2,0 atm e volume de 2,0 litros na temperatura de

21°C até atingir o dobro de seu volume. Sabendo-se que para este gás γ = Cp/CV = 2,0, pode-se afirmar que a pressão final e a temperatura final são respectivamente:

a) 0,5 atm e 10,5°Cb) 0,5 atm e - 126°C.
c) 2,0 atm e 10,5°Cd) 2,0 atm e - 126°C. e) n.d.a .

13. (ITA-92) Nas afirmações a seguir: I- A energia interna de um gás ideal depende só da pressão.

I- Quando um gás passa de um estado 1 para outro estado 2, o calor trocado é o mesmo qualquer que seja o processo.

I- Quando um gás passa de um estado 1 para outro estado

2, a variação da energia interna é a mesma qualquer que seja o processo.

IV- Um gás submetido a um processo quase-estático não realiza trabalho.

V- O calor específico de uma substância não depende do processo como ela é aquecida.

VI- Quando um gás ideal recebe calor e não há variação de volume, a variação da energia interna é igual ao calor recebido.

VII- Numa expansão isotérmica de um gás ideal o trabalho realizado é sempre menor do que o calor absorvido.

a) I e IIb) II e IV. c) II e V. d) I e VI. e) II e VI.

As duas corretas são:

14. (ITA-92) Uma molécula-grama de gás ideal sofre uma série de transformações e passa sucessivamente pelos estados A→B→C→D, conforme o diagrama PxV ao lado, onde TA = 300K. Pode-se afirmar que a temperatura em cada estado, o trabalho líquido realizado no ciclo e a variação da energia interna no ciclo são respectivamente:

TA(K) TB(K)TC(K) TD(K) ∆W (atm.L) ∆U(J)

15. (ITA-92) Uma carga puntiforme -Q1 de massa m percorre uma órbita circular de raio R em torno de outra carga +Q2 fixa no centro do círculo. A velocidade angular ω de -Q1 é:

a)ω= (4.pi.ε0.Q1.Q2)/(mR)b)ω= [(Q1.Q2)/(4.pi.ε0.m.R3
d)ω=(Q1.m.R)/(4.pi.ε0.Q2)

h 2 h 1 w.rumoaoita.com

16. (ITA-92) No circuito ao lado V e A são um voltímetro e um amperímetro respectivamente, com fundos de escala(leitura máxima) FEV = 1 V e Rv = 1000 Ω; FEA = 30 mA e RA = 5 Ω. Ao se abrir a chave C:

a) O amperímetro terá leitura maior que 30 mA e pode se danificar. b) O voltímetro indicará 0V. c) O amperímetro não alterará sua leitura. d) O voltímetro não alterará sua leitura. e) O voltímetro terá leitura maior que 1 V e pode se danificar.

17. (ITA-92)A ponte de resistores a seguir apresenta na temperatura ambiente uma tensão Va - Vb = 2,5 V entre os seus terminais a e b. Considerando que a resistência R está imersa em um meio que se aquece a uma taxa de 10 graus centígrados por minuto, determine o tempo que leva para que a tensão entre os terminais a e b da ponte se anule. Considere para a variação da resistência com a temperatura um coeficiente de resistividade de 4,1 . 10 -3 K

a) 8 minutos e 10 segundosb) 12 minutos e 12 segundos.

c) 10 minutos e 18 segundos. d) 15,5 minutos. e) n.d.a .

18. (ITA-92) No circuito abaixo, ε é uma bateria de 3,0 V, L é um indutor com resistência própria RL = R, F1 e F2 são duas lâmpadas iguais para 3,0 V e S é uma chave interruptora.

Ao fechar S:

a) F1 acende primeiro que F2, pois a corrente elétrica passa primeiro no ramo AB.

b) F1 e F2 acendem ao mesmo tempo, pois as resistências

R e RL são iguais.

c) F1 e F2 não acendem, pois a voltagem de 3,0 V se divide entre os ramos AB e CD.

d) F1 acende primeiro que F2, pois o ramo CD tem indutor que tende a impedir, inicialmente, o estabelecimento da corrente elétrica por CD.

e) F2 nunca se acenderá, pois o indutor impede o estabelecimento da voltagem no ramo CD.

19. (ITA-92) Um catálogo de fábrica de capacitores descreve um capacitor de 25 V de tensão de trabalho e de capacitância 22000µF. Se a energia armazenada neste capacitor se descarrega num motor sem atrito arranjado para levantar um tijolo de 0,5 kg de massa, a altura alcançada pelo tijolo é:

a) 1 km b) 10 cm c) 1,4 m d) 20 me) 2mm

20. (ITA-92) Consideremos uma carga elétrica q entrando com velocidade v num campo magnético r B. Para que a trajetória seja uma circunferência é necessário e suficiente que:

a) v seja perpendicular a Br e que seja uniforme e constante.

b) vseja paralela Br
c) vseja perpendicular a Br

d) v seja perpendicular a Br e que tenha simetria circular.

e) Nada se pode afirmar pois não é dado o sinal de q.

21. (ITA-92) Um imã se desloca com velocidade constante ao longo do eixo x da espira E, atravessando-a . Tem-se que a f.e.m. ε induzida entre A e B varia em função do tempo mais aproximadamente, de acordo com a figura:

+-

A F 1

1k Ω

R b a

3k Ω

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2. (ITA-92) Qual dos conjuntos de cores está em ordem decrescente de comprimentos de onda?

a) verde, azul e vermelho
c) azul, violeta e vermelho
d) verde, azul e violetae) violeta, azul e verde.

b) amarelo, laranja e vermelho.

23. (ITA-92) Um jovem estudante para fazer a barba mais eficientemente resolve comprar um espelho esférico que aumenta duas vezes a imagem do seu rosto quando ele se coloca a 50 cm dele. Que tipo de espelho ele deve usar e qual o raio de curvatura?

a) Convexo com r = 50 cmb) Côncavo com r = 200 cm.
c) Côncavo com r = 3,3 cmd) Convexo com r = 67 cm.

e) Um espelho diferente dos mencionados.

24. (ITA-92) Uma vela se encontra a uma distância de 30 cm de uma lente plano-convexa que projeta uma imagem nítida de sua chama em uma parede a 1,2 m de distância da lente. Qual é o raio de curvatura da parte curva da lente se o índice de refração da mesma é 1,5?

a) 60 cmb) 30 cm c) 24 cm d) 12 cm

e) É outro valor diferente dos anteriores.

25. (ITA-92) Numa experiência de Young, os orifícios são iluminados com luz monocromática de comprimento de onda λ = 6. 10 -5 cm, a distância d entre eles é de 1 m e a distância L deles ao espelho ao anteparo é 3 m. A posição da primeira franja brilhante, em relação ao ponto O(ignorando a franja central), é:

F 2 L 0 x v w.rumoaoita.com

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