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ITA Vestibular de 2005 - Física

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F u ndo m d s dj entes de um uido vis oso desliz m regul rmente um s so re s outr sD o es o mento result nte dito l min rF o ert s ondi$oesD o umento d velo id de provo o regime e ~ de es o mento tur ulentoD que r teriz do pelos movimentos irregul res @ le t riosA d s p rt ul s do e o uidoF y serv EseD experiment lmenteD que o regime de es o mento @l min r ou tur ulentoA depende de um p r metro dimension l @x mero de eynoldsA d do por a v d D em que densid de do u e uidoD vD su velo id deD D seu oe iente de vis osid deD e dD um dist n i r ter sti sso i d geometri do meio que ir und o uidoF or outro l doD num outro tipo de experimentoD s eEse que um esfer D de di metro DD que se moviment num meio uidoD sofre $~o de um for$ de rr sto vis oso d d por F a Q D vF essim sendoD om rel $ o os respe tivos v lores de D D e D um d s solu$~es ~ o e A ( ) a I; a I; a I; a IF B ( ) a I; a I; a I; a IF C ( ) a I; a I; a I; a IF D ( ) a I; a I; a I; a IF E ( ) a I; a I; a H; a IF Quest~o 2F m proj til de densid de p l n$ do om um ngulo em rel $ o horizont l no interior a e e ~ de um re ipiente v zioF e seguirD o re ipiente preen hido om um super uido de densid de sD e o mesmo e proj til nov mente l n$ do dentro deleD s que so um ngulo em rel $~o horizont lF y serv EseD ee o ent~oD queD p r um velo id de ini i l ~ do proj tilD de mesmo m dulo que do experimento nteriorD v e o n~o se lter dist n i l n$ d pelo proj til @vej gur AF endo que s~o nul s s for$ s de trito e num super uidoD podemos ent~o rm rD om rel $ o o ngulo de l n$ mento do proj tilD que ~ e A ( ) os a @I s = p A os F B ( ) senP a @I s = p AsenP F C ( ) senP a @I C s = p AsenP F ~ v D ( ) senP a senP =@I C s = p AF ~ v E ( ) os P a os =@I C s = p AF Quest~o 3F gonsidere um r mp de ngulo om horizont l so re qu l des e um v g~oD om a eler $ o ~ D em ujo teto est dependur d um mol de omprimento lD de m ss desprez vel e onst nte ~ a de mol kD tendo um m ss m x d n su extremid deF gonsider ndo que l0 o omprimento n tur l e d mol e que o sistem est em repouso om rel $ o o v g~oD podeEse dizer que mol sofreu um ~ v ri $~o de omprimento l a l l0 d d por A ( ) l a mg sen =k F l B ( ) l a mg os =k F m C ( ) l a mg=k F ~ a pa2 Pag os C g2=kF D ( ) l a m p E ( ) l a m a2 Pag sen C g 2 =k F Quest~o 4F m o jeto pontu l de m ss m desliz om velo id de ini i l ~ D horizont lD do topo de um a v esfer em repousoD de r io RF eo es orreg r pel superf ieD o o jeto sofre um for$ de trito de m dulo o onst nte d do por f a Umg=R F r que o o jeto se desprend d superf ie esf ri p s per orrer um e o r o de THo @vej gur AD su velo id de ini i l deve ter o m dulo de o p m 3 ~ v A ( ) PgR=QF p B ( ) QgR=PF R THo pTgR=PF C() p D ( ) Q gR=PF p E ( ) Q gRF Quest~o 1 a F m v g~oE $ m de m ss M se desprende d lo omotiv e orre so re trilhos horizont is om velo id de onst nte v a UP; H kmGh @port ntoD sem resist n i de qu lquer esp ie o movimentoAF e e im d do inst nteD $ m preen hid om um rg de gr~os de m ss igu l RM D despej d e verti lmente p rtir do repouso de um ltur de TDHH m @vej gur AF upondo que tod energi li er d no pro esso sej integr lmente onvertid em lor p r o que imento ex lusivo dos gr~osD ent~oD qu ntid de de lor por unid de de m ss re e ido pelos gr~os e A ( ) IS tGkgF gr~os RM B ( ) VH tGkgF C ( ) IHH tGkgF ~ v D ( ) RTQ tGkgF M 3 E ( ) SUV tGkgF Quest~o 6F hois orpos esf ri os de m ss M e SM e r ios R e PRD respe tiv menteD s~o li er dos no a e esp $o livreF gonsider ndo que uni for$ interveniente sej d tr $~o gr vit ion l m tu D e que u sej de IPR dist n i de sep r $ o ini i l entre os entros dos orposD ent~oD o esp $o per orrido pelo ~ orpo menor t olis~o ser de e A ( ) I; SR F SM M B ( ) P; SR F R C ( ) R; SR F PR D ( ) U; SR F E ( ) IH; HRF IPR Quest~o 7F gonsidere um p ndulo de omprimento lD tendo n su extremid de um esfer de m ss m a e ~ om um rg el tri positiv qF e seguirD esse p ndulo olo do num mpo el tri o uniforme E que e e e e tu n mesm dire$~o e sentido d eler $ o d gr vid de ~ F heslo ndoEse ess rg ligeir mente de ~ g su posi$~o de equil rio e solt ndoE D el exe ut um movimento h rm ni o simplesD ujo per odo o e pl=gF A ( ) T a P p ~g B ( ) T a P l=@g C q AF E~ l pml=@qEAF C ( ) T a P p D ( ) T a P ml=@mg qE AF p mq E ( ) T a P ml=@mg C qE AF Quest~o 8F m pequeno o jeto de m ss m desliz sem trito so re um lo o de m ss M om o form to a de um s @vej gur AF e re d se do lo o S e o ngulo que o pl no superior do lo o form e om horizont l F y lo o utu em um l quido de densid de D perm ne endoD por hip teseD n e o verti l dur nte todo o experimentoF ep s o o jeto deix r o pl no e o lo o volt r posi$ o de equil rioD o ~ o de r s imo d ltur su mers do lo o igu l e e Quest~o 5 a A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) m sen =S F m os2 =S F m os =S F m=S F @m C M A=S F m H M F itu Ese um o jeto um dist n i p di nte de um lente onvergente de dist n i fo l de modo o ter um im gem re l um dist n i pH d lenteF gonsider ndo ondi$ o de m nim ~ dist n i entre im gem e o jetoD ent~o orreto rm r que e Quest~o 9 a fD A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) p3 C fppH C pH3 a Sf 3 F p3 C fppH C pH3 a IHf 3 F p3 C fppH C pH3 a PHf 3 F p3 C fppH C pH3 a PSf 3 F p3 C fppH C pH3 a QHf 3 F F m nd de ro k irr di um ert pot n i em um n vel de intensid de sonor igu l e UH de i isF r elev r esse n vel IPH de i isD pot n i irr di d dever ser elev d de e e e A() UI7F B() IUI7F C() U IHH7F D ( ) W WWW WHH7F E ( ) IH HHH HHH7F Quest~o 11F m pes dor deix ir um l ntern es em um l go IHDH m de profundid deF xo a fundo do l goD l ntern emite um feixe luminoso form ndo um pequeno ngulo om verti l @vej gur AF gonsidereX t n 9 sen 9 e o ndi e de refr $~o d gu n a I; QQF int~oD profundid de p rente h vist pelo pes dor igu l e Quest~o 10 a PDS mF SDH mF h UDS mF VDH mF WDH mF Quest~o 12F ~o de IHH rz e IPS rzD respe tiv menteD s freq n i s de du s h rm ni s dj entes de a ue o um ond est ion ri no tre ho horizont l de um o esti doD de omprimento ` a P m e densid de line r de m ss igu l IH gGm @vej gur AF gonsider ndo eler $~o d gr vid de g a IH mGs2D m ss do lo o suspenso deve ser de A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) ` IH kgF IT kgF TH kgF IH2 kgF IH4 kgF Quest~o 13F gonsidere o v~o existente entre d te l de um omput dor e se do seu te l doF a im d v~o existem du s pl s met li sD um del s pres n se do te l do e outr D n te l F im onjuntoD el s fun ion m omo um p itor de pl s pl n s p r lel s imers s no rF u ndo se ion te l D diminui dist n i entre s pl s e p it n i ument F m ir uito el tri o dete t e v ri $~o d p it n i D indi tiv do movimento d te l F gonsidere ent~o um d do te l doD uj s pl s met li s t m RH mm2 de re e H; U mm de dist n i ini i l entre siF gonsidere ind que permissivid de e do r sej 0 a W IH 12 pGmF e o ir uito eletr ni o p z de dete t r um v ri $~o d p it n i oe p rtir de HDP ppD ent~oD qu lquer te l deve ser deslo d de pelo menos te l A ( ) HDI mmF B ( ) HDP mmF C ( ) HDQ mmF HDU mm D ( ) HDR mmF E ( ) HDS mmF se do te l do A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) F y ir uito d gur ixoD onhe ido omo ponte de he tstoneD est sendo utiliz do p r determin r temper tur de oleo em um reserv t rioD no qu l est inserido um resistor de o de tungst nio o e RT F y resistor v ri vel R just do utom ti mente de modo m nter ponte sempre em equil rioD e p ss ndo de RDHH p r PDHH F endo que resist n i v ri line rmente om temper tur e que o e oe iente line r de temper tur p r o tungst nio v le a R; HH IH 3 og 1D v ri $ o d temper tur e ~ do leo deve ser de o V; H RT A ( ) EIPS o gF B ( ) EQSDU o gF G C ( ) PSDH o gF D ( ) RIDU o gF R IH E ( ) PSH o gF Quest~o 15F u ndo um rr met li se deslo num mpo m gn ti oD s eEse que seus el trons a e e se movem p r um d s extremid desD provo ndo entre el s um pol riz $~o el tri F hesse modoD e e ri do um mpo el tri o onst nte no interior do met lD ger ndo um diferen$ de poten i l entre s e extremid des d rr F gonsidere um rr met li des rreg d D de PDH m de omprimentoD que se deslo om velo id de onst nte de m dulo v a PIT kmGh num pl no horizont l @vej gur AD pr ximo o o 3 entre s extremid des superf ie d err F endo ri d um diferen$ de poten i l @ddpA de Q; H IH d rr D o v lor do omponente verti l do mpo de indu$ o m gn ti terrestre nesse lo l de ~ e e NNNNN A ( ) T; W IH 6 F ~ BN N N N N B ( ) I; R IH 5 F ~ v N N- N N N C ( ) P; S IH 5 F D ( ) R; P IH 5 F NNNNN E ( ) S; H IH 5 F Quest~o 16F m i i let D om rod s de TH m de di metro externoD tem seu velo metro omposto a de um m~ preso em r iosD IS m do eixo d rod D e de um o in qu dr d de PS mm2 de re D om PH espir s de o met li oD pres no g rfo d i i let F y m~ p z de produzir um mpo de e indu$ o m gn ti de HDP em tod re d o in @vej gur AF gom i i let QT kmGhD for$ ~ e eletromotriz m xim ger d pel o in de e Quest~o 14 a Bobina presa Im~ a P IH 5 F ao garfo S IH 3 F I IH 2 F 15 cm I IH 1 F P IH 1 F Quest~o 17F m utom vel p r qu se que inst nt ne mente o ter front lmente num rvoreF e a o prote$ o ofere id pelo irE gD omp r tiv mente o rro que dele n~o disp~eD dv m do f to de que ~ o e tr nsfer n i p r o rro de p rte do momentum do motorist se d em ondi$ o de e ~ A ( ) menor for$ em m ior per odo de tempoF B ( ) menor velo id deD om mesm eler $~oF C ( ) menor energi D num dist n i menorF D ( ) menor velo id de e m ior des eler $~oF E ( ) mesmo tempoD om for$ menorF A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) p F m vi~o de vigil n i re est vo ndo um ltur de SDH kmD om velo id de de SH IH e mGs no rumo norteD e pt no r diogoni metro um sin l de so orro vindo d dire$ o noroesteD de um o ~ ponto xo no soloF y piloto ent~plig o sistem de p sE om ust~o d tur in D imprimindo um eler $ o o o ~ 2 onst nte de TDH mGs F ep s RH IH=Q sD m ntendo mesm dire$~oD ele gor onst t que o sin l est o heg ndo d dire$ o oesteF xeste inst nteD em rel $~o o vi~oD o tr nsmissor do sin l se en ontr um ~ dist n i de A ( ) SDP kmF B ( ) TDU kmF C ( ) IP kmF D ( ) IQ kmF E ( ) PV kmF Quest~o 19F im um impressor j to de tint D got s de erto t m nho s~o ejet d s de um pulveriz dor a em movimentoD p ss m por um unid de eletrost ti onde perdem lguns el tronsD dquirindo um rg e qD eD seguirD se deslo m no esp $o entre pl s pl n s p r lel s eletri mente rreg d sD pou o ntes d impress~oF gonsidere got s de r io igu l IH m l n$ d s om velo id de de m dulo v a PH mGs entre o pl s de omprimento igu l PDH mD no interior d s qu is existe um mpo el tri o verti l uniformeD e 4 ujo m dulo E a V; H IH xGg @vej gur AF gonsider ndo que densid de d got sej de IHHH kgGm3 oe e s endoEse que mesm sofre um desvio de HDQH mm o tingir o n l do per ursoD o m dulo d su o rg el tri de ee Quest~o 18 a P; H IH 14 gF ~ E ~ v Q; I IH 14 gF HDQH mm T; Q IH 14 gF Q; I IH 11 gF I; I IH 10 gF PDH m Quest~o 20F e press~o exer id pel gu no fundo de um re ipiente erto que ont m igu l a ee Patm CIH IH3 F golo do o re ipiente num elev dor hipot ti o em movimentoD veri Ese que press~o e 3 no seu fundo p ss ser de Patm C R; H IH F gonsider ndo que Patm press~o tmosf ri D que e e 3 m ss espe d gu de IDH gG m e que o sistem de refer n i tem seu eixo verti l pont do p r e e im D on luiEse que eler $~o do elev dor de e A ( ) EIR mGs2 F B ( ) EIH mGs2 F C ( ) ET mGs2 F D ( ) T mGs2 F E ( ) IR mGs2 F A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) As quest~es dissertativas, numeradas de 21 a 30, o devem ser respondidas no caderno de solu oes c~ F m tomo de hidrog nio ini i lmente em repouso emite um f ton num tr nsi$ o do est do e o ~ de energi n p r o est do fund ment lF im seguid D o tomo tinge um el tron em repouso que om e ele se lig D ssim perm ne endo p s olis~oF hetermine liter lmente velo id de do sistem tomo C o el tron p s olis~oF h dosX energi do tomo de hidrog nio no est do n En a E0=n2Y o mometum e o e e do f ton h =cY e energi deste h D em que h onst nte de l nkD freq n i do f ton e c oe e e ue o velo id de d luzF Quest~o 22F sni i lmente RV g de gelo H o g s~o olo dos num lor metro de lum nio de PDH gD t m m a e o gF im seguid D US g de gu VH o g s~o despej dos dentro desse re ipienteF g l ule temper tur H n l do onjuntoF h dosX lor l tente do gelo Lg a VH lGgD lor espe o d gu cH O a IDH l g 1 o g 1 D lor espe o do lum nio c a H; PP l g 1 o g 1 F Al Quest~o 21 a 2 F m t ni o em eletr ni desej medir orrente que p ss pelo resistor de IP no ir uito e o d gur F r t ntoD ele disp~e pen s de um g lv n metro e um ix de resistoresF y g lv n metro o o o possui resist n i intern Rg a S k e suport D no m ximoD um orrente de HDI meF hetermine o v lor e m ximo do resistor R ser olo do em p r lelo om o g lv n metro p r que o t ni o onsig medir o e orrenteF Quest~o 23 a R P PR IP IP F m n pel ul de uoreto de m gn sio re o re o espelho retrovisor de um rro m e de reduzir re ex~o luminos F hetermine menor espessur d pel ul p r que produz re ex~o m nim no entro do espe tro vis velF gonsidere o omprimento de ond a SSHH #D o ndi e de refr $~o e do vidro nv a I; SH eD o d pel ul D np a I; QHF edmit in id n i luminos omo qu se perpendi ul r e o espelhoF Quest~o 25F xum experimentoD foi de S; H IH3 mGs velo id de de um el tronD medid om pre is~o a e de HDHHQ7F g l ule in ertez n determin $~o d posi$~o do el tronD sendo onhe idosX m ss do el tron e e me a W; I IH 31 kg e onst nte de l nk reduzid ~ a I; I IH 34 t sF Quest~o 26F uponh que n vu D ujo r io RD exist um r ter de profundid de R=IHHD do fundo d a e qu l um proj til l n$ do verti lmente p r im om velo id de ini i l v igu l de es peF hetermine ee liter lmente ltur m xim l n$ d pelo proj tilD so ele fosse l n$ do d superf ie d vu om e quel mesm velo id de ini i l vF Quest~o 27F istime m ss de r ontid num s l de ul F sndique l r mente qu is s hip teses a o utiliz d s e os qu ntit tivos estim dos d s v ri veis empreg d sF Quest~o 28F m est port ndo um pesso deve ser suspens por meio de l~esD sendo d qu l a o in do om I m3 de h lio n temper tur lo l @PU ogAF g d l~o v zio om seus petre hos pes IDH e xF ~o d d s m ss t mi do oxig nio AO a ITD do nitrog nio AN a IRD do h lio AHe a R e o e e e 1 u 1 F gonsider ndo que o onjunto pesso e est pes onst nte dos g ses R a H; HVP tm ` mol IHHH x e que tmosfer ompost de QH7 de O2 e UH7 de N2D determine o n mero m nimo de l~es e u o ne ess riosF Quest~o 29F etr v s de um tu o noD um o serv dor enxerg o topo de um rr verti l de ltur a e H poi d no fundo de um ilindro v zio de di metro PH F y tu o en ontr Ese um ltur PH C L eD p r efeito de l uloD de omprimento desprez velF u ndo o ilindro preen hido om um l quido t e e e um ltur PH @vej gur AD m ntido o tu o n mesm posi$~oD o o serv dor p ss ver extremid de inferior d rr F hetermine liter lmente o ndi e de refr $ o desse l quidoF ~ Quest~o 24 a L H H PH Quest~o 30F t lite s n rono quele que tem su or it no pl no do equ dor de um pl net D m ntendoE a e e se est ion rio em rel $ o esteF gonsidere um s t lite s n rono em or it de t piter uj m ss MJ a ~ e u e 27 7 I; W IH kg e ujo r io RJ a U; H IH mF endo onst nte d gr vit $ o univers l G a T; U IH 11 e ~ m3 kg 1 s 2 e onsider ndo que o di de t piter de proxim d mente IH hD determine ltitude do ue s t lite em rel $ o superf ie desse pl net F e ~

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