UFMG FÍSICA - Segunda Etapa 2006 RESOLUÇÃO

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UFMG – FÍSICA - Segunda Etapa – 2006 – RESOLUÇÃO 
 
 
QUESTÃO 01 
1. O agente que causa o peso é a Terra, e o agente que causa a tensão é 
o fio. 
T
r
 (tensão)
P
r
 (peso) 
 
2. No eixo vertical há equilíbrio, e, pelo diagrama de forças seguinte vem: 
P
r
T
r
T
r
T
r
α 
L=2,0m 
R=1,2m 
α 
 
cos(α) 
sen(α) 
 
h=1,6m 
 
 
 
Ty = P T.sen(α) = m.g T = )sen(
mg
α
, como sen(α) = h/L = 1,6/2 = 0,80 
T= N0,5
80,0
10x40,0
)sen(
mg
=
α
 
 
3. A componente horizontal da tensão é a força centrípeta sobre a esfera, logo, 
Tx = T.sen(α) = R
mV 2 mV2 = R.T.sen(α) , como sen(α)=1,2/2,0=0,60, vem que 
Ec= J8,12
6,0x0,5x2,1
2
)sen(.T.R
2
mV 2
==
α
= 
 
 
QUESTÃO 02 
1. Pela conservação da energia, a energia cinética do conjunto logo após o dardo fixar-se no bloco é 
igual à energia potencial gravitacional do conjunto na altura máxima, logo 
20,0x10x2
m
mgh2v
2
mvmgh
2
==→= = 2,0 m/s 
 
2. Pela conservação da quantidade de movimento, a quantidade de movimento do dardo 
imediatamente antes da colisão é igual à quantidade de movimento do conjunto imediatamente após a 
colisão, logo 
fi QQ
rr
= md.Vd = (md + mb) Vdb 050,0
0,2x)100,0050,0(Vd
+
= = 6,0 m/s 
 
3. A energia mecânica do conjunto na situação I é maio que na situação 2. A colisão entre o dardo e o 
bloco foi totalmente inelástica, ou seja, houve redução na energia cinética do sistema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UFMG Segunda Etapa –2006 1 
 
QUESTÃO 03 
1. A potência do aquecedor é P=V.i = 220x10 = 2,2 x 103W. 
O calor fornecido ao quarto é: Q = C.∆t = 1,1 x 105 x 5,0 = 5,5 x 105 J. 
A potência é P = Energia/tempo Tempo = Energia/Potência s10x5,2
10x2,2
10x5,5t 23
5
== 
 
2. Sim. O Sistema de Macieira libera para o quarto o calor retirado do ambiente externo MAIS a 
energia equivalente à energia elétrica fornecida à bomba (trabalho realizado pelo compressor). 
O sistema de Pedrosa fornece para o quarto apenas a energia elétrica fornecida, que é transformada 
em calor por efeito Joule. 
 
 
QUESTÃO 04 
1. A intensidade do som percebido por José é resultado da interferência das ondas sonoras produzidas 
pelos dois alto-falantes. 
No início os alto-falantes estão à mesma distância de José, logo a diferença de caminho entre cada 
fonte e o observador é zero. Assim há interferência construtiva, ou seja, um máximo de intensidade 
percebido por José. 
Quando um dos alto-falantes se aproxima de José a diferença de caminho entre os alto-falantes e o 
José varia, atingindo o valor de meio comprimento de onda da onda sonora. Havendo assim um 
mínimo de intensidade sonora, interferência destrutiva. 
 
2. Como já foi dito, o deslocamento d deve corresponder a meio comprimento de onda da onda 
sonora. 
2
d λ= , como m25,0
680x2
340
f2
Vd,
f
V
===→=λ d=2,5x10-1m 
 
 
QUESTÃO 05 
1. De acordo com a lei de Snell 
(n1senθ1= n2senθ2), não há desvio 
quando o raio penetra na lente, pois o 
ângulo de incidência é 0o. 
Quando o raio emerge da lente para 
a água haverá aproximação da 
normal, pois o índice de refração da 
água é maior que o índice de refração 
do ar dentro da lente. 
normal
eixo 
F
 
 
2. A lente se comporta como lente divergente. Dessa forma o raio que incide paralelamente ao eixo da 
lente emerge dela de modo que seu prolongamento intercepta o eixo da lente passando pelo foco da 
mesma. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UFMG Segunda Etapa –2006 2 
 
QUESTÃO 06 
1. De acordo com a lei de Lenz a 
corrente que surge no circuito está 
no sentido horário. 
i
Quando a barra é deslocada para a 
esquerda a área da espira diminui, 
fazendo com que o fluxo magnético 
dentro da espira diminua. Assim, o 
campo induzido dentro da espira 
tem sentido para dentro do plano 
da folha, uma vez que ele tende se 
opor à variação do fluxo magnético. 
 
 
 
2. A velocidade da barra diminui. 
Como há indução, a barra, após ser solta, passa a perder energia mecânica (cinética), que se converte 
em energia elétrica. 
 
 
QUESTÃO 07 
Considerando a bateria e o amperímetro ideais: 
Da situação inicial determina-se o valor de R: 
Ω===→=
−
3
3 10x5,110x0,1
50,1
i
VRi.RV 
 
Com R’ conectado ao circuito R e R’ estão ligados em série à bateria, logo, 
Ω=−=−=→+=
−
33
4 10x5,310x5,110x0,3
50,1R
i
V'Ri)'RR(V 
 
 
QUESTÃO 08 
1. De acordo com a equação da equivalência da massa e energia (∆E = m.c2), as massas do pósitron e 
do elétron se convertem em energia. 
 
2. Pela conservação da energia: 
Epósitron + Eelétrons = Efófons. 
Sejam: m a massa do pósitron e do elétron, e c a velocidade da luz no vácuo, hf a energia de um fóton 
produzido no processo, e h a constante de Planck, 
 
mc2 + mc2 = 2h.f Hz10x2,110x24,1
10x6,6
)10x0,3(x10x1,9
h2
mc2f 202034
28312
====
−
−
 
 
Os dois fótons têm a mesma energia, então têm a mesma frequência. 
 
UFMG Segunda Etapa –2006 3