Fisica ITA 98, Provas de Engenharia Aeronáutica

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Prova de Física

Vestibular ITA

Versão 1.

Física - ITA - 1998

Caso necessário, utilize os seguintes valores de constantes:

• aceleração de gravidade local g=10 m/s^2
• massa específica da água = 1,0 g/cm^3
• calor específico da água = 4,2 kJ/kg K

As questões de números 01 a 20 NÃO PRECISAM SER JUSTIFICADAS no Caderno de Respostas. Basta marcar as respostas na Folha de Respostas (verso do Caderno de Respostas) e na Folha de Leitura Óptica.

1. (ITA-98) A velocidade de uma onda transversal em uma corda depende da tensão F a que está sujeita a corda, da massa m e do comprimento d da corda. Fazendo uma análise dimensional, concluímos que a velocidade poderia ser dada por :

a) md

F (^) b) 2 d

Fm (^)  

  

 (^) c) 2

1

d

Fm (^)  

  

 (^) d) 2

1

m

Fd (^)  

  

 (^) e) 2 F

md (^)  

  



2. (ITA-98) Considere uma partícula maciça que desce uma superfície côncava e sem atrito, sob a influência da gravidade, como mostra a figura. Na direção do movimento da partícula, ocorre que:

a) a velocidade e a aceleração crescem.

b) a velocidade cresce e a aceleração decresce.

c) a velocidade decresce e a aceleração cresce.

d) a velocidade e a aceleração decrescem.

e) a velocidade e a aceleração permanecem constantes.

3. (ITA-98) Um caixote de peso W é puxado sobre um trilho horizontal por uma força de magnitude F que forma um ângulo θ em relação à horizontal, como mostra a figura. Dado que o coeficiente de atrito estático entre o caixote e o

trilho é μ, o valor mínimo de F , a partir de qual seria possível mover o caixote, é:

a) 1 −μ

2 W b) −μ θ

θ 1 tan

Wsen c) −μ θ

μ θ 1 tan

Wsen d) −μ θ

μ θ 1 tan

Wsec

e) (1 - μ tan θ)W

4. (ITA-98) Uma massa m em repouso divide-se em duas partes, uma com massa 2m/3 e outra com massa m/3. Após a divisão, a parte com massa m/3 move-se para a direita com uma velocidade de módulo v 1. Se a massa m estivesse se movendo para a esquerda com velocidade de módulo v antes da divisão, a velocidade da parte m/3 depois da divisão seria:

a)  

  

 (^) v − v 3

1 1 para a esquerda

b) (v 1 - v) para a esquerda. c) (v 1 - v) para a direita.

d)  

  

 (^) v − v 3

1 1 para a direita. e) (v 1 + v) para a direita.

5. (ITA-98) Um 'bungee jumper' de 2 m de altura e 100 kg de massa pula de uma ponte usando uma 'bungee cord', de 18 m de comprimento quando não alongada, constante elástica de 200 N/m e massa desprezível, amarrada aos seus pés. Na sua descida, a partir da superfície da ponte, a corda atinge a extensão máxima sem que ele toque nas rochas embaixo. Das opções abaixo, a menor distância entre a superfície da ponte e as rochas é:

a) 26 m. b) 31 m. c) 36m. d) 41 m. e) 46m.

6. (ITA-98) Um astronauta, antes de partir para uma viagem até a Lua, observa um copo de água contendo uma pedra de gelo e verifica que 9/10 do volume da pedra de gelo está submersa na água. Como está de partida para a Lua, ele pensa em fazer a mesma experiência dentro da sua base na Lua. Dada que o valor da aceleração de gravidade na superfície da Lua é 1/6 do seu valor na Terra, qual é porcentagem do volume da pedra de gelo que estaria

local do filme de sabão. De cima para baixo, as cores aparecem na ordem:

a) violeta, azul, verde, amarela, laranja, vermelha.

b) amarela, laranja, vermelha, violeta, azul, verde.

c) vermelha, violeta, azul, verde, amarela, laranja.

d) vermelha, laranja, amarela, verde, azul, violeta.

e) violeta, vermelha, laranja, amarela, verde, azul.

14. (ITA-98) Três cargas elétricas puntiformes estão nos vértices U, V, e W de um triângulo equilátero. Suponha-se que a soma das cargas é nula e que a força sobre a carga localizada no vértice W é perpendicular à reta UV e aponta para fora do triângulo, como mostra a figura. Conclui-se que:

a) as cargas localizadas em U e V são de sinais contrários e de valores absolutos iguais.

b) as cargas localizadas nos pontos U e V têm valores absolutos diferentes e sinais contrários.

c) as cargas localizadas nos pontos U, V e W têm o mesmo valor absoluto, com uma delas de sinal diferente das demais.

d) as cargas localizadas nos pontos U, V e W têm o mesmo valor absoluto e o mesmo sinal.

e) a configuração descrita é fisicamente impossível.

15. (ITA-98) Suponha que o elétron em um átomo de hidrogênio se movimenta em torno do próton em uma órbita circular de raio R. Sendo m a massa do elétron e q o módulo da carga de ambos, elétron e próton, conclui-se que o módulo da velocidade do elétron é proporcional a:

a) m

R q b) mR

q c) R m

q d) m

qR e) m

q^2 R

16. (ITA-98) Duas lâmpadas incandescentes, cuja tensão nominal é de 110 V, sendo uma de 20 W e a outra de 100 W, são ligadas em série em uma fonte de 220 V. Conclui-se que:

a) As duas lâmpadas acenderão com brilho normal.

b) A lâmpada de 20 W apresentará um brilho acima do normal e logo queimar-se-á.

c) A lâmpada de 100 W fornecerá um brilho mais intenso do que a de 20 W.

d) A lâmpada de 100 W apresentará um brilho acima do normal e logo queimar-se-á.

e) Nenhuma das lâmpadas acenderá.

17. (ITA-98) Duas baterias, de f.e.m. de 10 V e 20 V respectivamente, estão ligadas a duas resistências de 200Ω e 300Ω e com um capacitor de 2μF, como mostra a figura. Sendo Qc a carga do capacitor e Pd a potência total dissipada depois de estabelecido o regime estacionário, conclui-se que:

a) Qc = 14μC ; Pd = 0,1 W. b) Qc = 28μC ; Pd = 0,2 W.

c) Qc = 28μC ; Pd = 10 W. d) Qc = 32μC ; Pd = 0,1 W.

e) Qc = 32μC ; Pd = 0,2 W.

18. (ITA-98) Pendura-se por meio de um fio um pequeno imã permanente cilíndrico, formando assim um pêndulo simples. Uma espira circular é colocada abaixo do pêndulo, com seu eixo de simetria coincidente com o fio do pêndulo na sua posição de equilíbrio, como mostra a figura. Faz-se passar uma pequena corrente I através da espira mediante uma fonte externa. Sobre o efeito desta corrente nas oscilações de pequena amplitude do pêndulo, afirma-se que a corrente :

a) não produz efeito algum nas oscilações do pêndulo.

b) produz um aumento no período das oscilações.

c) aumenta a tensão no fio mas não afeta a freqüência das oscilações.

d) perturba o movimento do pêndulo que, por sua vez, perturba a corrente na espira.

e) impede o pêndulo de oscilar.

19. (ITA-98) Um elétron, movendo-se horizontalmente, penetra em uma região do espaço onde há um campo elétrico de cima para baixo, como mostra a figura. A direção do campo de indução magnética de menor intensidade capaz de anular o efeito do campo elétrico, de tal maneira que o elétron se mantenha na trajetória horizontal, é:

a) para dentro do plano do papel.

b) na mesma direção e sentido oposto do campo elétrico.

c) na mesma direção e sentido do campo elétrico.

d) para fora do plano do papel.

e) a um ângulo de 45° entre a direção da velocidade do elétron e a do campo elétrico.

20. (ITA-98) Uma haste WX de comprimento L desloca-se com velocidade constante sobre dois trilhos paralelos separados por uma distância L, na presença de um campo de indução magnética, uniforme e constante, de magnitude B, perpendicular ao plano dos trilhos, direcionado para dentro do papel, como mostra a figura. Há uma haste YZ fixada no término dos trilhos. As hastes e os trilhos são feitos de um fio condutor cuja resistência por unidade de comprimento é ρ. A corrente na espira retangular WXYZ:

a) circula no sentido horário e aumenta, tendendo a um valor limite finito.

b) circula no sentido horário e decresce, tendendo a zero.

c) circula no sentido anti-horário e decresce, tendendo a zero.

d) circula no sentido anti-horário e aumenta, tendendo a um valor limite finito.

e) circula no sentido anti-horário e aumenta sem limite.

ATENÇÃO: As soluções das questões de números 21 a 30 seguintes, DEVEM SER JUSTIFICADAS no Caderno de Respostas.

21. (ITA-98) Considere um bloco cúbico de lado d e massa m em repouso sobre um plano inclinado de ângulo α, que impede o movimento de um cilindro de diâmetro d e massa m idêntica à do bloco, como mostra a figura. Suponha que o coeficiente de atrito estático entre o bloco e o plano seja suficientemente grande para que o bloco não deslize pelo plano e que o coeficiente de atrito estático entre o cilindro e o bloco seja desprezível. O valor máximo do ângulo α do plano inclinado, para que a base do bloco permaneça em contato com o plano, é tal que:

a) sen α = 1/2. b) tang α = 1 c) tan α = 2.

d) tan α = 3 e) cotg α =2.

22. (ITA-98) Uma bala de massa 10 g é atirada horizontalmente contra um bloco de madeira de 100 g que está fixo, penetrando nele 10 cm até parar. Depois, o bloco é suspenso de tal forma que se possa mover livremente e uma bala idêntica à primeira é atirada contra ele. Considerando a força de atrito entre a bala e a madeira em ambos os casos como sendo a mesma, conclui-se que a segunda bala penetra no bloco a uma profundidade de aproximadamente:

a) 8,0 cm. b) 8,2 cm. c) 8,8 cm. d) 9,2 cm. e) 9, cm.

23. (ITA-98) Um bloco maciço requer uma potência P para ser empurrado, com uma velocidade constante, para subir uma rampa inclinada de um ângulo θ em relação à horizontal. O mesmo bloco requer uma potência Q quando empurrado com a mesma velocidade em uma região plana de mesmo coeficiente de atrito. Supondo que a única fonte de dissipação seja o atrito entre o bloco e a superfície, conclui-se que o coeficiente de atrito entre o bloco e a superfície é:

a) P

Q (^) b) P-Q

Q (^) c) P-Q

Qsenθ (^) d) P-Qcosθ

Q (^) e) θ

θ P- Qcos

Qsen

Observações

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