Prévia do material em texto
1 RUMO ao CICLO 7 – 2018 2ª Fase – Física e Redação 30 de setembro de 2018 Instruções para a prova 1. O Simulado de 2ª fase consta de 10 questões do tipo DISSERTATIVA de FÍSICA e uma REDAÇÃO. 2. Você recebeu este CADERNO DE QUESTÕES e três CADERNOS DE RESPOSTAS. Verifique se eles estão completos e identifique com seus dados cada um dos cadernos e a folha de redação. 3. Você dispõe de QUATRO horas para a realização do Simulado. A distribuição do tempo fica a seu critério. Não será concedido tempo adicional. 4. Aguarde o sinal para iniciar a prova. Ao terminá-la, coloque os cadernos de respostas na caixa, dentro da sala de aula. Boa prova! FÍSICA 1. Considere 3 cordas A, B e C, de densidades 1 kg/m, 4 kg/m e 9 kg/m, respectivamente, ligadas entre si conforme indicado na figura. A ligação entre as cordas A e B é considerada a origem do sistema de coordenadas e o eixo está positivamente orientado da corda B para a corda C. A tração nas cordas é de 36 N. Um pulso 1 é produzido na corda A em uma abcissa -3 m. 1,5 s depois um pulso 2, de mesma fase inicial do pulso 1, é produzido na corda A em uma abcissa -6 m. Considerando a amplitude dos pulsos 1 e 2 iguais a 3 m, determine: a) O intervalo de tempo decorrido até que a parte do pulso 1 que foi transmitido da corda B para a corda A, e que refletiu em C, encontre-se com a parte do pulso 2 que foi transmitida da corda A para a corda B. Considere o instante de tempo de t 0 s como sendo o momento em que o pulso 1 foi gerado. b) A abcissa do encontro. c) A amplitude do pulso obtido nessa superposição (para tal utilize o fato de que a amplitude da superposição do pulso é a soma das amplitudes, levando-se em conta as fases) Dados: 1 2 2 1 2 1 2 2 e Γ Τ A B C 1 kg/m 4 kg/m 9 kg/m x0 3 m 2. Um foguete consegue viajar com uma velocidade de 0,6c. O foguete parte da Terra e vai para um planeta a uma distância de 48 anos-luz da Terra. Calcule o comprimento total da viagem em anos-luz e o tempo gasto total na viagem completa de ida e volta para: a) Um observador que está na Terra; b) Um observador que está no foguete. 3. Um pequeno corpo de dimensões desprezíveis com velocidade v0 horizontal colide elasticamente com um cilindro de mesma massa e de raio R, incialmente em repouso, estando ambos sobre uma superfície horizontal e lisa. O centro do cilindro está localizado a uma distância r r R da direção de movimento do pequeno corpo, como ilustrado na figura (vista de cima). Sabendo-se que após a colisão, o pequeno corpo possui velocidade v e o cilindro velocidade u, ambas no plano horizontal, determine os valores de v e de u, em função de 0v , r e R. Desconsidere a rotação do cilindro. r O R v0 4. Um circuito LC tem uma grande semelhança com um sistema massa mola. Neste, a energia se alterna entre a mola, na forma de energia potencial e na massa, na forma de energia cinética. No circuito LC a energia encontra-se ora totalmente no indutor, quando a corrente é máxima, e ora totalmente no capacitor, quando a corrente é nula. Considere o circuito da figura a seguir onde se tem um capacitor de 1 F com uma carga de 1 C, ligado a um indutor de 1 H. No instante t 0 s a chave é fechada e a corrente passa a ter um comportamento alternado. Usando os seus conhecimentos sobre o funcionamento de indutores e capacitores, e a analogia com o comportamento do circuito massa mola, determine: ++ - - 1F 1C Ch 1H a) O valor máximo da corrente no circuito; b) A corrente em função do tempo, contado a partir de t 0 s; (considere positivo o sentido da corrente horário) c) A tensão sobre o indutor em função do tempo, contado a partir de t 0 s . 2 5. No método de Rüchhardt para se medir p vC / C do ar, utiliza- se um grande frasco com um gargalo cilíndrico estreito de raio a, aberto para a atmosfera, no qual se ajusta uma bolinha metálica de raio a e massa m. Na posição de equilíbrio O da bolinha, o volume de ar abaixo dela no frasco é V. Determine a força restauradora que atua na bolinha quando ela é deslocada de uma distância x para baixo, a partir da posição de equilíbrio. Considere o movimento suficientemente rápido de modo que o processo seja adiabático. Mostre que esse movimento é um MHS e determine o período de pequenas oscilações. Considere a pressão atmosférica igual a 0P . Caso necessário, utilize a aproximação: n(1 x) 1 nx, x 1 O 2a x m V 6. Um corpo de massa m' 0,4 kg é posto a girar com velocidade angular descrevendo uma trajetória circular de raio R 30 cm . Um fio ideal conecta esse corpo a um bloco de massa m 1kg , o qual se encontra sobre um segundo bloco, de massa M 2 kg . Entre m e M o coeficiente de atrito estático vale 0,5; entre M e o chão, os coeficientes de atrito estático e cinético são, respectivamente, 0,5 e 0,2. Calcule o maior valor de que não faz com que haja movimento relativo entre os blocos. Rm m M g = 10 m/s2 7. Um elétron de massa me e carga e tem, em um campo magnético B, uma trajetória circular de raio R. Este elétron sai desse campo magnético, paralelamente a um campo elétrico uniforme E de sentido contrário, e percorre, no interior desse campo, uma distância R. A velocidade ao final desse movimento é conhecida com uma incerteza I (percentual). Nessas condições, determine: a) O comprimento de onda de De Broglie do elétron ao final do movimento no campo elétrico em função de me, e, R, B e E. (Neste caso, suponha não haver incerteza) b) A incerteza mínima da posição do elétron ao final do referido movimento em função de me, e, R, B, E e I. 8. A figura mostra um reservatório de seção S, contendo água de densidade d e com um pequeno furo a uma altura y do solo. Inicialmente a superfície da água está a uma distância y h do chão, e água esguicha do furo atingindo uma distância A1 a partir da base do reservatório. Seja A2 a distância que o esguicho atingirá se colocarmos um bloco de densidade b bd d d e volume V dentro do reservatório. Considerando que o nível da água sempre desça muito lentamente, calcule a diferença 2 1A A . S A1 h y g 9. O gráfico espectral da irradiância total da estrela Alfa-Embraerio é dado abaixo, onde temos quantidade de radiação vezes comprimento de onda, em 2W / m m , pelo comprimento de onda, em μm. Sabendo-se que a irradiância máxima senil da estrela, para 5000 K, vale 25 KW/m2, responda ou faça o que se pede: 70 60 50 40 30 20 10 0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 7000 K 6000 K 5000 K lm) E l ( 10 2 W m -2 m -1 ) Comprimento de onda (nm) Cor 380 – 450 Violeta 450 – 490 Azul 490 – 520 Ciano 520 – 570 Verde 570 – 590 Amarelo 590 – 620 Alaranjado 620 – 740 Vermelho a) Estime, a partir do espectro dado, o comprimento de onda com máxima intensidade senil, para 5000 K, em μm; b) Estime, em m K , a constante de deslocamento de Wien , com base no estado senil da estrela, para 5000 K. c) Calcule a irradiância máxima juvenil a 7000 K em kW/m2. d) Quais as cores aproximadas juvenil (7000 K), madura (6000 K) e senil (5000 K) da estrela com base na tabela crômica dada? Justifique. e) Deduza, a partir da lei de deslocamento de Wien: Tl , com : constante de Wien, a expressão mais próxima possível da equação de Planck, que relaciona a energia do fóton com a frequência da onda eletromagnética, isto é: E h f. 10. A velocidade da luz em um meio é dada por 1 c . . No vácuo onde 0 é 74 10 H / m e a permissividade é 12 0 8,85 10 F / m , a velocidade da luz é de 83 10 m / s . Considere um sinal de micro-ondas de 2,4 GHz, que se propaga do vácuo para o teflon, cuja permissividade relativa é 2,56 e a permeabilidade é a do vácuo. Seo ângulo de incidência for de 30º, determine: a) O comprimento de onda da onda no vácuo; b) O ângulo de refração; c) O comprimento de onda da onda no teflon. 3 REDAÇÃO Tomando por base a tirinha abaixo, elabore um texto dissertativo em prosa, sustentando um ponto de vista sobre o tema depreendido. * Não copie nem parafraseie os textos desta prova. *Utilize apenas caneta azul ou preta e a folha própria para a redação, respeitando os limites das linhas. * A banca examinadora aceitará qualquer posicionamento ideológico do candidato. Na avaliação de sua redação, serão considerados: a) clareza e consistência dos argumentos em defesa de um ponto de vista sobre o tema, b) coesão e coerência do texto e c) domínio do português padrão. Fonte: https://www.umsabadoqualquer.com/ - Acesso em 10/09/18 https://www.umsabadoqualquer.com/ 4 RASCUNHO DA REDAÇÃO
