Unesp · Meio de Ano 2009 — 2ª Fase — Questões de Física comentadas — Método TEF

Como indica a figura, dois atletas, A e B, percorrem uma pista circular em duas faixas diferentes, uma de raio $3\text{ m}$ e outra de raio $4\text{ m}$, com velocidades constantes em módulo. Num certo instante, os atletas passam simultaneamente pelos pontos $1$ e $2$ indicados, estando o atleta B à frente do atleta A por um ângulo de $\dfrac{\pi}{2}$.

A partir desse instante, os dois atletas demoraram o mesmo intervalo de tempo para cruzarem juntos, pela primeira vez, a Linha de Chegada. Determine a razão $R$ entre o módulo da velocidade tangencial do atleta A em relação ao atleta B.

Três blocos, $1$, $2$ e $3$, de massas respectivamente iguais a $m_1$, $m_2$ e $m_3$, encontram-se sobre um plano horizontal, podendo se deslocar sem atrito. Os blocos estão sob ação da aceleração da gravidade e de uma força $\vec F$, como mostra a figura.

Determine a aceleração do sistema e a força $F_{23}$ que o bloco $2$ exerce sobre o bloco $3$, em função de $F$, $m_1$, $m_2$ e $m_3$.

A tabela apresenta as características de dois planetas que giram ao redor de uma mesma estrela, tal como os planetas do sistema solar giram em torno do Sol.

Sabendo-se que a $3.^{\mathrm{a}}$ Lei de Kepler afirma que o quadrado do período de revolução ($T^2$) de cada planeta em torno de uma estrela é diretamente proporcional ao cubo da distância média ($d^3$) desse planeta à estrela, determine o período de revolução $T_1$ do planeta $1$, em segundos, em relação à estrela.

A tabela relaciona as massas que foram dependuradas na extremidade de uma mola e os diferentes comprimentos que ela passou a ter, devido à deformação que sofreu.

Determine o trabalho, em joules, realizado pela força elástica da mola quando deformada de $20\text{ cm}$. Considere a mola ideal e admita a aceleração da gravidade igual a $10\text{ m/s}^2$.

Dois mergulhadores, A e B, estão submersos em um tanque, a diferentes profundidades, de forma que a distância vertical entre eles é de $1{,}3$ metro, como indica a figura. Sabendo-se que o manômetro localizado no pulso do mergulhador B indica uma pressão de $880\text{ mmHg}$, determine essa pressão, em pascal, e a indicação do manômetro do mergulhador A, em mmHg.

Admita que a densidade do mercúrio é $13$ vezes maior que a da água e que a pressão atmosférica na superfície do tanque seja de $760\text{ mmHg}$ ou $1{,}0\times10^{5}\text{ Pa}$.

O gráfico da pressão ($P$) em função do volume ($V$) representa a transformação gasosa AB sofrida por uma determinada amostra de gás ideal. Sabe-se que $V_2=2\,V_1$, $P_2=2\,P_1$ e que, em A, a temperatura absoluta do gás é $T_1$.

Determine o trabalho realizado pelo gás, em função de $P_1$ e $V_1$, e sua temperatura em B, em função de $T_1$.

Considere que um raio de luz monocromática, que se propaga num meio material com índice de refração $n_1$, incida sobre a superfície perfeitamente plana e polida de outro meio material, de índice de refração $n_2$, com ângulo $\theta_1=30^{\circ}$. Sabendo que a razão entre os índices de refração do meio $1$ e do meio $2$ vale $\sqrt2$, faça, no caderno de respostas, um desenho do raio de luz refratado, indicando o desvio angular que esse raio de luz sofre ao ser refratado (diferença entre os ângulos de refração e de incidência) e explique o que aconteceria se o ângulo de incidência $\theta_1$ fosse igual a $60^{\circ}$.

Um pai, desejando brincar com seu filho com a sombra de um boneco projetada na parede, acende uma lâmpada, considerada uma fonte de luz puntiforme, distante $2$ metros do boneco e $6$ metros da parede na qual a sombra será projetada.

Admitindo que a altura do boneco seja igual a $20\text{ cm}$, qual a altura da sombra projetada na parede? Faça um desenho, na folha de respostas, representando os raios de luz a partir da lâmpada até a parede e indicando a posição do boneco e a região de sombra.

Um professor deseja construir um eletroímã que seja capaz de gerar um campo magnético $\vec B$ de intensidade $12\times10^{-3}\text{ T}$. Para isso, enrola um fio de cobre em torno de um cilindro de ferro, como indica a figura.

Sabendo que a expressão para determinação da intensidade do campo magnético é $B=\dfrac{\mu\,i\,N}{L}$, que a permeabilidade magnética do ferro é $\mu=3\times10^{-4}\text{ T}\cdot\text{m/A}$ e que a intensidade de corrente $i$ que percorrerá o fio será de $2{,}0\text{ A}$, determine $\dfrac{N}{L}$, número de espiras por metro de solenoide. Admitindo que a corrente elétrica circule em torno do cilindro de ferro como indicado na figura, refaça, no caderno de respostas, o desenho do eletroímã, nele indicando o sentido do campo magnético gerado.