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UERJ Vestibular de 2007 - Exame Discursivo - Física

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F SICA PARA SEUS C LCULOS, SEMPRE QUE NECESS RIO, UTILIZE OS SEGUINTES DADOS: QUEST O 01 Considere dois cabos el tricos de mesmo material e com as seguintes caracter sticas: Sabe-se que o peso do cabo 2 o qu druplo do peso do cabo 1. Calcule o valor da resist ncia el trica R2 . QUEST O 02 A figura abaixo mostra um homem de massa igual a 100 kg, pr ximo a um trilho de ferro AB, de comprimento e massa respectivamente iguais a 10 m e 350 kg. O trilho encontra-se em equil brio est tico, com 60% do seu comprimento total apoiados sobre a laje de uma constru o. Estime a dist ncia m xima que o homem pode se deslocar sobre o trilho, a partir do ponto P, no sentido da extremidade B, mantendo-o em equil brio. Exame Discursivo 7 F SICA QUEST O 03 No fundo de um recipiente com determinada quantidade de gua, encontra-se um espelho plano E. Um raio de luz incide sobre a superf cie de separa o do ar e da gua, com um ngulo de incid ncia i = 53,13 , cujo cosseno vale 0,6, penetrando na gua com ngulo de refra o r. A figura 1 apresenta a superf cie refletora do espelho paralela ao fundo do recipiente. Nesta situa o, o raio de luz emerge com um ngulo de valor igual ao de incid ncia. Figura 1 A figura 2 apresenta a superf cie do espelho inclinada em um ngulo , em rela o ao fundo do recipiente. Nesta situa o, o raio de luz emerge paralelamente superf cie da gua. Figura 2 Determine o ngulo entre o espelho E e o fundo do recipiente. QUEST O 04 8 Um g s, inicialmente temperatura de 16 C, volume V0 e press o P0, sofre uma descompress o e, em seguida, aquecido at alcan ar uma determinada temperatura final T, volume V e press o P. Considerando que V e P sofreram um aumento de cerca de 10% em rela o a seus valores iniciais, determine, em graus Celsius, o valor de T. Vestibular Estadual 2007 F SICA QUEST O 05 O per odo do movimento de transla o do Sol em torno do centro de nossa gal xia, a Via L ctea, da ordem de 200 milh es de anos. Esse movimento deve-se grande aglomera o das estrelas da gal xia em seu centro. Uma estimativa do n mero N de estrelas da Via L ctea pode ser obtida considerando que a massa m dia das estrelas igual massa do Sol. Calcule o valor de N. QUEST O 06 margem de um lago, uma pedra lan ada com velocidade inicial V0. No esquema abaixo, A representa o alcance da pedra, H a altura m xima que ela atinge, e seu ngulo de lan amento sobre a superf cie do lago. Sabendo que A e H s o, em metros, respectivamente iguais a 10 e 0,1, determine, em graus, o ngulo de lan amento da pedra. QUEST O 07 Para aquecer o ar no interior de um c modo que se encontra, inicialmente, a uma temperatura de 10 C, utiliza-se um resistor el trico cuja pot ncia m dia consumida de 2 kW. O c modo tem altura igual a 2,5 m e rea do piso igual a 20 m2. Considere que apenas 50% da energia consumida pelo resistor transferida como calor para o ar. Determine o tempo necess rio para que a temperatura no interior do c modo seja elevada a 20 C. QUEST O 08 Um circuito el trico composto de uma bateria B de 12 V que alimenta tr s resistores X, Y e Z , conforme ilustra a figura abaixo. Considerando que os resistores t m a mesma resist ncia R, calcule a ddp entre os terminais do resistor Z. Exame Discursivo 9 F SICA UTILIZE AS INFORMA ES A SEGUIR PARA RESPONDER S QUEST ES DE N MEROS 09 E 10. N o poss vel observar a estrutura da mat ria e as propriedades fundamentais de seus constituintes de maneira simples, como sugere a tirinha da figura 1. Para estudar essas caracter sticas, s o utilizados potentes equipamentos que aceleram part culas subat micas e provocam sua colis o (veja a figura 2). Figura 1 - Part culas subat micas Figura 2 - T nel de um acelerador de part culas (CARUSO, F. e OGURI, V. F sica moderna: origens cl ssicas e fundamentos qu nticos . Rio de Janeiro: Elsevier, 2006.) Considere o experimento representado abaixo. Na etapa de testes do experimento, a part cula x desloca-se, com velocidade constante V0= 3,0 107m/s, frontalmente ao encontro da part cula y, que est em repouso, de modo que ambas s interajam durante a colis o. 10 Vestibular Estadual 2007 F SICA QUEST O 09 QUEST O 10 Admita que, em um instante t0 , a dist ncia entre as part culas x e y seja de 0,3 m. Determine ap s quanto tempo, a partir desse instante, ocorrer a colis o entre elas. Ap s a colis o, as part culas passam a deslocar-se no mesmo sentido, e a velocidade da part cula x igual a 1 de sua velocidade inicial V0 e 1 da velocidade adquirida pela part cula y. 3 4 mx Nessas condi es, determine a raz o entre suas massas. my Exame Discursivo 11 10/12/2006 F sica PADR O DE RESPOSTAS (VALOR DE CADA QUEST O = 2 PONTOS) Quest o Resposta P m V P2 L2 A2 P1 L1 A1 R 1 L A R2 R1 2 75 A2 25 A1 4 A1 A2 3 L2 L1 4 A 31 A2 3 4 R2 9 cos2i 1 Pb 1 P X h pb Ph X cosi 3 LA 350 100 3,5 m sen2i 0,6 seni nl senr nar r 36,87o 0,36 senr 1,33 nar nl senL 1 senL 0,8 1,33 1 1,33 Lr T0 273 16 P1 0,8 36,87 5,94o V 1 P0 2 T 0 T 1 4 P0 V 0 T 0 T 1 1,1P0 1,1V 0 T 1 1,21T0 T 1 349,7 K P0 V 0 T 0 7 6,7 oC 1,21P0 T 1 seni 0,6 48,75o L 289 K V 0 3 4 0,75 48,75 2 0,64 V 0 0,8 cosi i r 2 10/12/2006 F sica 2 rT T r v 2 mac Fg Mm G2 r F g F c m 2 1015 s 3,14 2 2 m T mv r F c 108 anos 2 r 1030 kg 2 5 r GMm r2 6,7 N 4 2r3 2 GmT M m N 1020 m 3,0 G m4 2r T2 10 11 Nm2/kg2 2 4 6,7 10 3 60 (3,14) 3 10 30 2 2 10 2 (3,14) 2 11 3 3 30 2 10 6,7 27 13,4 2 2 2 V Y V Y 6 V 2gY 0 0Y YH V 0Y 2g V gt 0Y YY H MAX A 2 X Vt 0X H A 1 4 V Y V 0Y V 0X 0 V ts 0X tg 4 A tg V 0Y tS 4H A g 2V V 0X 0Y g 1 V b h 20 2,5 50 m3 Q m c Q Q V c 50 103 2Q 1,25 EPt 10 6,25 105 J 7 t t 2Q P 2 6,25 2 10 103 5 625 s 10 4 min 4H A 0,04 rad 2,3 o 11 10 2 11 10 estrelas 10/12/2006 F sica R 2 Req i 3R 2 R U Req 2U 3R 8 2 U 3 Uz Ri Uz 2 12 3 d 8V Vt 9 0,3 t 3.10 8 10 s 10 ns 7 Qi mx V 0 Qf mx V 0 3 Qi Qf my 4 V 0 3 10 3 mx mx mx V 0 4 my mx 2mx V 0 3 my 4 4my V 0 3 mx my 2

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