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2a. Fase - FísicaVersão Doc (Word 97)
Atenção: Escreva a resolução COMPLETA de cada questão nos espaços reservados para as mesmas.
Adote a aceleração da gravidade g = 10 m/s2 .
1. Considere um avião a jato, com massa total de 100 toneladas (1,0 x 105 kg), durante a decolagem numa pista horizontal. Partindo do repouso, o avião necessita de 2000 m de pista para atingir a velocidade de 360 km/h, a partir da qual ele começa a voar. a) Qual é a força de sustentação, na direção vertical, no momento em que o avião começa a voar?b) Qual é a força média horizontal sobre o avião enquanto ele está em contato com o solo durante o processo de aceleração? 2. Um objeto é lançado horizontalmente de um avião a 2420 m de altura. a) Considerando a queda livre, ou seja, desprezando o atrito com o ar, calcule quanto tempo duraria a queda. b) Devido ao atrito com o ar, após percorrer 200 m em 7,0 s, o objeto atinge a velocidade terminal constante de 60 m/s. Neste caso, quanto tempo dura a queda?
3. Uma esfera de raio 1,2 cm e massa 5,0 g flutua sobre a água, em equilíbrio, deixando uma altura h submersa, conforme a figura. O volume submerso como função de h é dado no gráfico. Sendo a densidade da água 1,0 g/cm3, a) calcule o valor de h no equilíbrio;b) ache a força vertical para baixo necessária para afundar a esfera completamente.
4. Uma máquina térmica industrial utiliza um gás ideal, cujo ciclo de trabalho é mostrado na figura abaixo. A temperatura no ponto A é 400 K. Utilizando 1 atm = 105 N/m2, responda os itens a e b. a) Qual é a temperatura no ponto C?b) Calcule a quantidade de calor trocada pelo gás com o ambiente ao longo de um ciclo. 5. Considere uma esfera de massa m e carga q pendurada no teto e sob a ação da gravidade e do campo elétrico E como indicado na figura abaixo. a) Qual é o sinal da carga q? Justifique sua resposta. b) Qual é o valor do ângulo q no equilíbrio? 6. Uma bateria de automóvel pode ser representada por uma fonte de tensão ideal U em série com uma resistência r. O motor de arranque, com resistência R, é acionado através da chave de contato C, conforme mostra a figura abaixo. Foram feitas as seguintes medidas no voltímetro e no amperímetro ideais:
b) Calcule r e R. 7. Um objeto de massa m1 = 4,0 kg e velocidade v1 = 3,0 m/s choca-se com um objeto em repouso, de massa m2 = 2,0 kg. A colisão ocorre de forma que a perda de energia cinética é máxima mas consistente com o princípio de conservação da quantidade de movimento. a) Quais as velocidades dos objetos imediatamente após a colisão? b) Qual a variação da energia cinética do sistema? 8. Um mergulhador, dentro do mar, vê a imagem do Sol nascendo numa direção que forma um ângulo agudo (ou seja, menor que 90° ) com a vertical. a) Faça um desenho esquemático mostrando um raio de luz vindo do Sol ao nascer e o raio refratado. Represente também a posição aparente do Sol para o mergulhador.b) Sendo  o índice de refração da água do mar, use o gráfico abaixo para calcular aproximadamente o ângulo entre o raio refratado e a vertical.
9. Um satélite de telecomunicações em órbita em torno da Terra utiliza o Sol como fonte de energia elétrica. A luz solar incide sobre seus 10 m2 de painéis fotovoltaicos com uma intensidade de 1300 W/m2 e é transformada em energia elétrica com eficiência de 12%. a) Qual é a energia (em kWh) gerada em 5 horas de exposição ao Sol?b) O gráfico abaixo representa a corrente utilizada para carregar as baterias do satélite em função do tempo de exposição dos módulos fotovoltaicos ao Sol. Qual é a carga das baterias em Ah (1 Ah = 3600 C) após 5 horas de exposição dos módulos ao Sol?  10. Um míssil é lançado horizontalmente em órbita circular rasante à superfície da Terra. Adote o raio da Terra R = 6400 km e, para simplificar, tome 3 como valor aproximado de p . a) Qual é a velocidade de lançamento?b) Qual é o período da órbita? 11. A figura abaixo representa exageradamente a trajetória de um planeta em torno do Sol. O sentido do percurso é indicado pela seta. O ponto V marca o início do verão no hemisfério sul e o ponto I marca o início do inverno. O ponto P indica a maior aproximação do planeta ao Sol, o ponto A marca o maior afastamento. Os pontos V, I e o Sol são colineares, bem como os pontos P, A e o Sol.
b) Segundo Kepler, a linha que liga o planeta ao Sol percorre áreas iguais em tempos iguais. Coloque em ordem crescente os tempos necessários para realizar os seguintes percursos: VPI, PIA, IAV, AVP. 12. Um fio condutor retilíneo longo é colocado no plano que contém uma espira condutora conforme a figura abaixo à esquerda. O fio é percorrido por uma corrente i(t) cuja variação em função do tempo é representada na figura abaixo à direita.  a) Qual é a freqüência da corrente que percorre a espira? b) Faça um gráfico do fluxo magnético que atravessa a espira em função do tempo. c) Faça um gráfico da força eletromotriz induzida nos terminais da espira em função do tempo. |
