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1. (ITA-1968) Num relógio, o ponteiro dos minutos se superpõe ao ponteiro das horas exatamente às: a) 6 horas e 355/11 minutos. b) 6 horas e 358/11 minutos. c) 6 horas e 360/11 minutos. d) 6 horas e 365/11 minutos. e) Nada disso. Resposta: C 2. (ITA-1968) Três carros percorrem uma estrada plana e reta com velocidades em função do tempo representadas pelo gráfico. No instante t = 0 os três carros passam por um farol. A 140 m desse farol há outro sinal luminoso permanentemente vermelho. Quais dos carros ultrapassarão o segundo farol? a) Nenhum dos três. b) 2 e 3. c) 1 e 2. d) 1 e 3. e) 1, 2 e 3. Resposta: B 3. (ITA-1969) O movimento de uma partícula é descrito pelas equações: x = b sen wt y = b cos wt z = ut, onde b, w e u são constantes. Qual das afirmações abaixo é a correta? a) A equação da trajetória é: . b) A equação da trajetória é: . c) A equação da trajetória é: . d) A velocidade é: . e) A aceleração é: . Resposta: D 4. (ITA-1969) Um indivíduo quer calcular a que distância se encontra de uma parede. Na posição em que ele está é audível o eco de suas palmas. Ajustando o ritmo de suas palmas ele deixa de ouvir o eco, pois este chega ao mesmo tempo em que ele bate as mãos. Se o ritmo das palmas é de 100 por minuto e a velocidade do som é aproximadamente 300 m/s, a distância entre ele e a parede é de aproximadamente: a) 180 m. b) 90 m. c) 500 m. d) 250 m. e) Nenhuma das respostas acima. Resposta: B 5. (ITA-1970) Uma partícula move-se num plano (x,y), de modo que suas coordenadas cartesianas são dadas por: x = v0t y = y0 sen wt onde t é o tempo e v0, y0 e w são constantes não-nulas. Pode-se afirmar que: a) A trajetória da partícula é necessariamente retilínea. b) A partícula descreve um movimento harmônico simples. c) A partícula descreve uma trajetória senoidal com velocidade cujo módulo é constante. d) A partícula descreve uma trajetória senoidal com velocidade cujo módulo cresce com o tempo. e) Nenhuma das afirmações é verdadeira. 1 of 310 x = v0t y = y0 sen wt onde t é o tempo e v0, y0 e w são constantes não-nulas. Pode-se afirmar que: a) A trajetória da partícula é necessariamente retilínea. b) A partícula descreve um movimento harmônico simples. c) A partícula descreve uma trajetória senoidal com velocidade cujo módulo é constante. d) A partícula descreve uma trajetória senoidal com velocidade cujo módulo cresce com o tempo. e) Nenhuma das afirmações é verdadeira. Resposta: E 6. (ITA-1971) No estudo do movimento de um móvel, em trajetória retilínea, medindo-se a velocidade em cada segundo a partir de t = 0 e de um ponto x0, obteve-se a seguinte tabela: v(m/s) 1,0 2,0 6,0 8,0 9,0 10 12 13 14 15 15 15 14 10 6,0 2,0 t(s) 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10 11 12 13 14 15 Após representar v em função de t no diagrama, responda às questões 6, 7 e 8 a partir do gráfico obtido. A aceleração escalar do móvel nos instantes 4,0 s, 10 s e 13 s foi respectivamente, em m/s2: a) +1,0; 0; +4,0. b) +4,0; +0,5; -4,0. c) +2,0; +2,0; -2,0. d) +2,0; 0; -4,0. e) +1,0; 0; -4,0. Resposta: E 7. O espaço percorrido pelo móvel entre os instantes 6,0 s e 9,0 s foi, em metros: a) 4,5. b) 40,5. c) 36. d) 45. e) 31,5. Resposta: B 8. Se no instante t = 0, do mesmo ponto x0 parte do repouso outro móvel, no mesmo sentido e com aceleração escalar 1,5 m/s2, podemos afirmar que: a) O segundo móvel nunca alcança o primeiro. b) O segundo móvel alcança o primeiro no instante t = 5 s. c) O segundo móvel alcança o primeiro no instante t = 10 s. d) O segundo móvel não alcança o primeiro no instante t = 10 s. e) Nenhuma das opções acima é correta. Resposta: D 9. (ITA-1972) Um móvel descreve uma trajetória retilínea tendo seu espaço x em função do tempo t descrito pelo gráfico. Sendo k e b constantes, o espaço x poderá ser expresso analiticamente por: a) x = k(t - t0). b) x = kt2. c) x = k(t + t 0) 2. d) x = k(t - t0) 2. e) x = k cos bt. Resposta 2 of 310 (rad / s2) at(m/s 2) ac(m/s 2) a) 0,25 0,20 0,8 + 0,32 t + 0,032 t2. b) 0,20 0,16 0,8 + 0,4 t + 0,05 t2. c) 0,25 0,20 0,8 + 0,4 t + 0,05 t2. d) 0,20 0,16 0,8 + 0,32 t + 0,032 t2. e) 0,25 0,16 0,8 + 0,32 t + 0,032 t2. a) x = k(t - t 0). b) x = kt2. c) x = k(t + t 0) 2. d) x = k(t - t0) 2. e) x = k cos bt. Resposta: D 10. (ITA-1972) No movimento circular e uniforme de uma partícula, considerando-se como vetores as grandezas físicas envolvidas, podemos afirmar que: a) Força, aceleração, velocidade tangencial e velocidade angular são constantes. b) Aceleração, velocidade tangencial e velocidade angular são constantes. c) Velocidade tangencial e velocidade angular são constantes. d) Velocidade angular é constante. e) Nenhuma das grandezas é constante. Resposta: D 11. (ITA-1973) Um flutuador em colchão de ar, desloca-se num círculo horizontal, sobre uma mesa e preso à extremidade de um fio inextensível, de comprimento 0,8 m, com velocidade angular mostrada no gráfico (a propulsão é dada pelos gases expelidos pelo aparelho). Suponha a massa do aparelho constante. Calcule as acelerações angular , tangencial (at)e centrípeta (ac)e assinale a resposta correta abaixo. Resposta: D 12. (ITA-1974) Duas partículas (P e Q) deslocam-se sobre o eixo x com as respectivas posições dadas por: P) x = 16 + 4bt2 e Q) x = bct3, para x em metros, t em segundos e c = 1 s-1. Qual deve ser o valor de b para que uma partícula alcance a outra em 2 s? a) 4 m/s2. b) -0,2 m/s2. c) 2 m/s2. d) -2 m/s2. e) -1 m/s2 . Resposta: D 3 of 310 13. (ITA-1974) Na questão anterior qual a velocidade da partícula P no ponto de encontro? a) -8 m/s. b) -16 m/s. c) 32 m/s. d) 16 m/s. e) -32 m/s. Resposta: E 14. (ITA-1974) Cinco bolinhas de aço estão presas por eletroímãs ao longo de uma reta r, de equação y = kx. As bolas estão em posições eqüidistantes tais que d = 0,5 m. Uma bolinha O parte da origem ao longo de x (mesa horizontal sem atrito) com velocidade v = 2 m/s, constante, no mesmo instante em que todas as outras são desligadas dos eletroímãs. Assinale o valor de k tal que O se choque com a bola número 4. Adote g = 10 m/s2. a) 0,62. b) 1,25. c) 1,87. d) 2,50. e) 3,12. Resposta: D 15. (ITA-1974) Uma partícula descreve um movimento circular de raio R., partindo do repouso e com uma aceleração tangencial de módulo constante. A relação entre o módulo da aceleração centrípeta e o módulo da aceleração tangencial ( ) é: a) . b) . c) . d) . e) . Resposta: E 16. (ITA-1975) Uma partícula move-se ao longo do eixo x de tal modo que sua posição é dada por: x = 5 t3 + 1 (SI). Assinale a resposta correta: a) A velocidade no instante t = 3,0 s é 135 m/s. b) A velocidade no instante t = 3,0 s é 136 m/s. c) A velocidade média entre os instantes t = 2,0 s e t = 4,0 s é igual à velocidade instantânea no instante t = 3,0 s. d) A velocidade média e a velocidade instantânea são iguais ao longo de qualquer intervalo de tempo. e) A aceleração da partícula é nula. Resposta: A 17. (ITA-1975) O gráfico a seguir refere-se ao movimento de dois móveis (a) e (b) numa estrada. 4 of 310 Com respeito às distâncias percorridas pelos dois carros podemos afirmar: a) O carro (a) dois minutos após o início da contagem dos tempos estará na frente do carro (b) pois sua velocidade naquele instante é o dobro da velocidade de (b). b) No instante t = 0 temos o carro (a) atrás de (b) e no instante t = 2 min o carro (a) está na frente de (b). c) Nada se pode afirmar quanto à posição relativa dos carros na estrada. d) Depois de 2 min o carro (b) percorreu 120 km. e) Nenhuma das anteriores. Resposta: C 18. (ITA-1976) Duas partículas, A e B, deslocam-se ao longo do eixo Ox com velocidades dadas pelo gráfico, sendo que no instante t = 0 ambas estão na origem do sistema de coordenadas. No instante t = 2 s, A e B estão, respectivamente nos pontos de abscissas x1 e x2, com acelerações a1 e a2. a) a1 = a2. b) a1 > a2. c) x1 = x2. d) x1 < x2. e) Nenhuma das anteriores.Resposta: E 19. (ITA-1976) Uma partícula é lançada no vácuo, verticalmente para cima, com uma velocidade inicial de 10 m/s. Dois décimos de segundo depois lança-se, do mesmo ponto, uma segunda partícula com a mesma velocidade inicial. A aceleração da gravidade é igual a 10 m/s2. A colisão entre as duas partículas ocorrerá: a) 0,1 s após o lançamento da segunda partícula. b) 1,1 s após o lançamento da segunda partícula. c) A uma altura de 4,95 m acima do ponto de lançamento. d) A uma altura de 4,85 m acima do ponto de lançamento. e) A uma altura de 4,70 m acima do ponto de lançamento. Resposta: C 20. (ITA-1977) A curva a seguir é a representação gráfica da equação horária de um movimento retilíneo. Ela é constituída por um trecho de um ramo de parábola cujo vértice está localizado no eixo s. Neste movimento: a) A velocidade inicial é nula e a aceleração é de -6 m/s2. b) A velocidade inicial é 48 m/s e a aceleração é de 6 m/s2. 5 of 310 a) A velocidade inicial é nula e a aceleração é de -6 m/s2. b) A velocidade inicial é 48 m/s e a aceleração é de 6 m/s2. c) A aceleração é de -39 m/s2. d) A velocidade média no intervalo de 0 a 2 s é de 9 m/s e) Nenhuma destas afirmações é correta. Resposta: E 21. (ITA-1978) Duas partículas, A e B, partem do repouso, em movimento retilíneo, segundo o gráfico: Pode-se afirmar que as distâncias, em metros, entre as partículas A e B, nos instantes 2s, 3s, 4s, 5s e 7s, têm, respectivamente, os valores indicados na alternativa: a) 3, 11, 13, 20, 30. b) 4, 7, 9, 20, 13. c) 4, 9, 15, 20, 24. d) 4, 6, 9, 10, 13. e) 3, 7, 9, 10, 13. Resposta: C 22. (ITA-1979) Um ponto P de uma roda é obrigado a descrever uma trajetória circular de raio R, com aceleração de módulo constante. Num dado instante, a direção e o sentido dos vetores aceleração e velocidade são indicados na Fig. 1. Pode-se, então, afirmar que: a) As componentes tangencial e centrípeta de , respectivamente e são constantes. b) Sendo periódico o movimento, decorrido um período após o instante correspondente à situação da Fig. 1, a nova configuração dos vetores velocidade e aceleração , com é ilustrada na Fig. 2 acima. c) O módulo da aceleração tangencial , em cada instante, é dado por . d) A aceleração é constante. e) Na primeira vez que a partícula torna a passar pela posição inicial, a configuração dos vetores velocidade e aceleração , com , é ilustrada na Fig. 3. Resposta: E 23. (ITA-1979) Um estudante observou o movimento de um móvel durante certo tempo. Verificou que o móvel descrevia um movimento retilíneo e anotou os valores de espaço (e) e de tempo (t) correspondentes, construindo o gráfico a seguir. 6 of 310 que o móvel descrevia um movimento retilíneo e anotou os valores de espaço (e) e de tempo (t) correspondentes, construindo o gráfico a seguir. Pode-se afirmar que: a) A velocidade do móvel é constante e vale 1,0 m/s, tendo em vista que faz com o eixo dos tempos é 45°. b) A velocidade do móvel é constante e vale m/s. c) A velocidade do móvel é constante e vale 1,4 m/s, aproximadamente. d) Faltam dados para calcular a velocidade do móvel. e) A aceleração e a velocidade do móvel estão indeterminadas. Resposta: D 24. (ITA-1980) Um móvel A parte da origem O com velocidade inicial nula, no instante t0 = 0 e percorre o eixo Ox com aceleração constante . Após um intervalo de tempo contado a partir da saída de A, um segundo móvel, B, parte do repouso de O com aceleração constante , sendo . B alcançará A no instante: a) . b) . c) . d) . e) . Resposta: E 25. (ITA-1980) Um corpo cai em queda livre, de uma altura tal que durante o último segundo de queda ele percorre da altura total. Calcular o tempo de queda, supondo nula a velocidade inicial do corpo. a) . b) . c) . d) . e) . Resposta: C 26. (ITA-1981) Dois móveis, A e B, percorrem a mesma reta, no mesmo sentido, de tal maneira que, no instante t = 0,00 s a distância entre eles é de 10,0 m. Os gráficos de suas velocidades são mostrados na figura. Sabe-se que os móveis passam um pelo outro num certo instante tE > 0, no qual a velocidade de B em relação à de A tem um certo valor vBA. Podemos concluir que:7 of 310 a) tE = 8,00 s e vBA = 4,00 m.s -1. b) tE = 4,00 s e vBA = 0,00 m.s -1. c) tE = 10,00 s e vBA = 6,00 m.s -1. d) O problema como foi proposto não tem solução. e) tE = 8,00 s e vBA = 4,00 m.s -1. Resposta: D 27. (ITA-1982) Um nadador, que pode desenvolver uma velocidade de 0,900 m/s na água parada, atravessa um rio de largura D metros, cuja correnteza tem velocidade de 1,08 km/h. Nadando em linha reta ele quer alcançar um ponto da outra margem situado metros abaixo do ponto de partida. Para que isso ocorra, sua velocidade em relação ao rio deve formar com a correnteza o ângulo: a) arc sen . b) arc sen . c) Zero grau. d) arc sen . e) O problema não tem solução. Resposta: A 28. (ITA-1982) Acima de um disco horizontal de centro O que gira em torno de seu eixo, no vácuo, dando 50,0 voltas por minuto, estão duas pequenas esferas M e N. A primeira está 2,00 m acima do disco e a segunda a 4,50 m acima do disco, ambas na mesma vertical. Elas são abandonadas simultaneamente e, ao chocar-se com o disco, deixam marcas N' e M' tais que o ângulo M'ON' é igual a 95,5°. Podemos concluir que a aceleração de gravidade local vale: a) 10,1 ms-2. b) 49,3 ms-2. c) 9,86 ms-2. d) 11,1 ms-2. e) 3,14 ms-2. Resposta: C 29. (ITA-1983) Um móvel parte da origem do eixo x com velocidade constante igual a 3 m/s. No instante t = 6s o móvel sofre uma aceleração = - 4 m/s2. A equação horária a partir do instante t = 6 s será: 8 of 310 a) x = 3 t - 2 t2. b) x = 18 + 3 t - 2 t2. c) x = 18 - 2 t2. d) x = -72 + 27 t - 2 t2. e) x = 27 t - 2 t2. Resposta: D 30. (ITA-1985) Um ônibus parte do Rio de Janeiro para Curitiba às 7 horas da manhã; às 12 horas parte outro ônibus de Curitiba para o Rio. Percorrem os 720 km entre as duas cidades em 12 horas. A hora e a distância do Rio de Janeiro que os ônibus se encontram, são, respectivamente: a) 08h30 min e 220 km. b) 15h30 min e 220 km. c) 08h30 min e 510 km. d) 15h30 min e 510 km. e) 15h30 min e 498 km. Resposta: D 31. (ITA-1985) Dois corpos estão sobre a mesma vertical, a 40 m um do outro. Simultaneamente deixa-se cair o mais alto e lança-se o outro para cima com velocidade inicial v0. A velocidade v0 para que ambos se encontrem quando o segundo alcança sua altura máxima, é: (g = 10 m/s2) a) 20 m/s. b) 15 m/s. c) 25 m/s. d) 30 m/s. e) 22 m/s. Resposta: A 32. (ITA-1985) Uma roda de bicicleta tem raio de 25 cm. Em 5 s o ciclista alcança a velocidade de 10 m/s. A aceleração angular da roda, suposta constante, é: a) 20 rad/s2. b) 0,08 rad/s2. c) 2 rad/s2. d) 8 rad/s2. e) 0,5 rad/s2. Resposta: D 33. (ITA-1986) O gráfico a seguir representa as posições das partículas (1), (2) e (3), em função do tempo. Calcule a velocidade de cada partícula no instante t = 4 s. v1(m/s) v2(m/s) v3(m/s) a) 50 25 100 b) -75 zero 35 9 of 310 v1(m/s) v2(m/s) v3(m/s) a) 50 25 100 b) -75 zero 35 c) -75 25 -20 d) -50 zero 20 e) +75 25 35 Resposta: D 34. (ITA-1987) Uma gota d'água cai verticalmente através do ar, de tal forma que sua altura h, medida em metros a partir do solo, varia com o tempo (em segundos) de acordo com a equação: h = 0,90 - 0,30 t - 9,3.·10-2e-3,2 t Podemos afirmar que sua velocidade em cm/s obedece à lei: a) v = 9,8·102 t. b) v = -30 + 28,83 e-3,2 t. c) v = -30 + 30 e-3,2 t. d) v = 30 e-3,2 t. e) v = 30 - 9,3 e-3,2 t. Resposta: C 35. (ITA-1987) Um avião Xavantes está a 8 km de altura e voa horizontalmente a 700 km/h, patrulhando as costas brasileiras. Em dado instante, ele observa um submarino inimigo parado na superfície. Desprezando as forças de resistência do ar e adotando g = 10 m/s2, pode-se afirmar que o tempo que dispõe o submarino para deslocar-se após o avião ter solto uma bomba é de: a) 108 s. b) 20 s. c) 30 s. d) 40 s. e) Não é possível determinar senão for conhecida a distância inicial entre o avião e o submarino. Resposta: D 36. (ITA-1988) Um disco gira, em torno de seu eixo, sujeito a um torque constante. Determinando-se a velocidade angular média entre os instantes t = 2,0 s e t = 6,0 s, obteve-se 10 rad/s, e, entre os instantes t = 10 s e t = 18 s, obteve-se 5,0 rad/s. A velocidade angular inicial (em rad/s), e a aceleração angular (em rad/s2) valem, respectivamente: a) 12 e -0,5. b) 15 e -0,5. c) 20 e 0,5. d) 20 e -2,5. e) 35 e 2,5. Resposta: A 37. (ITA-1988) Três turistas, reunidos num mesmo local e dispondo de uma bicicleta que pode levar somente duas pessoas de cada vez, precisam chegar ao centro turístico o mais rápido possível. O turista A leva o turista B, de bicicleta até um ponto X do percurso e retorna para apanhar o turista C que vinha caminhando ao seu encontro. O turista B, a partir do ponto X, continua a pé a sua viagem rumo ao centro turístico. Os três chegam simultaneamente ao centro turístico. A velocidade média como pedestre é v1, enquanto que como ciclista é v2. Com que velocidade média os turistas farão o percurso total? Resposta 38. (ITA-1989) Os gráficos representam possíveis movimentos retilíneos de um corpo, com e = espaço percorrido e t = tempo de percurso. Em qual deles é maior a velocidade média entre os 10 of 310 Resposta: vm = (3v1 + v2)v2 / v1 + 3v2 38. (ITA-1989) Os gráficos representam possíveis movimentos retilíneos de um corpo, com e = espaço percorrido e t = tempo de percurso. Em qual deles é maior a velocidade média entre os instantes t1 = 5 s e t2 = 7 s? Resposta: B 39. (ITA-1989) Num plano horizontal, sem atrito, uma partícula m1 move-se com movimento circular uniforme de velocidade angular . Ao passar pelo ponto P, outra partícula, m2, é lançada do ponto O com velocidade . Qual é o módulo de para que m1 e m2 colidam em Q? a) . b) . c) . d) . e) . Resposta: C 41. (ITA-1990) Um corpo em movimento retilíneo e uniforme tem sua velocidade em função do tempo dada pelo gráfico: 11 of 310 c) Calcule o instante do encontro projétil - objeto (numericamente). d) Calcule a altura do encontro (numericamente). Resposta 41. (ITA-1990) Um corpo em movimento retilíneo e uniforme tem sua velocidade em função do tempo dada pelo gráfico: Neste caso pode-se afirmar que: a) A velocidade média entre t = 4 s e t = 8 s é de 2,0 m/s. b) A distância percorrida entre t = 0 e t = 4 s é de 10 m. c) Se a massa do corpo é de 2,0 kg, a resultante das forças que atuam sobre ele entre t = 0 e t = 2 s é de 0,5 N. d) A aceleração média entre t = 0 e t = 8 s é de 2,0 m/s2. e) Todas as afirmativas acima estão erradas. Resposta: E 42. (ITA-1991) A figura representa uma vista aérea de um trecho retilíneo de ferrovia. Duas locomotivas a vapor, A e B, deslocam-se em sentidos contrários com velocidades constantes de 50,4 km/h e 72,0 km/h, respectivamente. Uma vez que AC corresponde ao rastro da fumaça do trem A, BC ao rastro da fumaça do trem B e que AC = BC, determine a velocidade do vento. Despreze a distância entre os trilhos de A e B. a) 5,00 m/s. b) 4,00 m/s. c) 17,5 m/s. d) 18,0 m/s. e) 14,4 m/s. Resposta: A 43. (ITA-1991) Considere dois carros que estejam participando de uma corrida. O carro A consegue realizar cada volta em 80 s enquanto o carro B é 5,0% mais lento. O carro A é forçado a uma parada nos boxes ao completar a volta de número 6. Incluindo aceleração, desaceleração e reparos, o carro A perde 135 s. Qual deve ser o número mínimo de voltas completas da corrida para que o carro A possa vencer? a) 28. b) 27. c) 33. d) 34. e) Nenhuma das alternativas anteriores. Resposta: D 44. (ITA-1991) Uma partícula move-se em órbita circular com aceleração tangencial de módulo constante. Considere que a velocidade angular era nula no instante t = 0. Em dado instante t', o ângulo entre o vetor aceleração e a direção ao longo do raio é Indique qual das alternativas exibe um valor de aceleração angular ( ) adequado à partícula no instante t'. a) . b) . c) . d) . e) . Resposta 45. (ITA-1991) A equação x = 1,0·sen (2,0 t) expressa a posição de uma partícula em unidades do Sistema Internacional. Qual seria a forma do gráfico velocidade (v)X posição (x) desta partícula? 12 of 310 b) . c) . d) . e) . Resposta: C 45. (ITA-1991) A equação x = 1,0·sen (2,0 t) expressa a posição de uma partícula em unidades do Sistema Internacional. Qual seria a forma do gráfico velocidade (v)X posição (x) desta partícula? a) Uma reta paralela ao eixo de posição. b) Uma reta inclinada passando pela origem. c) Uma parábola. d) Uma circunferência. e) Uma elipse. Resposta: E 46. (ITA-1992) Dois automóveis que correm em estradas retas e paralelas, têm posições a partir de uma origem comum, dadas por: x1 = (30 t) m x2 = (1,0·10 3 + 0,2 t2) m Calcule o(s) instante(s) t (t') em que os dois automóveis devem estar lado a lado. Na resposta você deverá fazer um esboço dos gráficos x1(t) e x2(t). a) t = 100 s e t' = 100 s. b) t = 2,5 s e t' = 7,5 s. c) t = 50 s e t' = 100 s. d) t = 25 s e t' = 75 s. e) Nunca ficarão lado a lado. Resposta: C 47. (ITA-1993) Uma ventania extremamente forte está soprando com velocidade v na direção da seta mostrada na figura. Dois aviões saem simultaneamente do ponto A e ambos voarão com velocidade c em relação ao ar. O primeiro avião voa contra o vento até o ponto B e retorna logo em seguida ao ponto A, demorando para efetuar o percurso total um tempo t1. O outro voa perpendicularmente ao vento até o ponto D e retorna ao ponto A, num tempo total t2. As distâncias AB e AD são iguais a L. Qual é a razão entre os tempos de vôo dos dois aviões? a) . b) . c) . d) . e) . Resposta: A 48. (ITA-1993) Sobre um sistema de coordenadas xOy efetuam-se dois movimentos harmônicos simples representados por: x = a·cos wt e y = a· sen wt, onde a e w são constantes positivas. Obtenha a equação da trajetória que é o lugar geométrico dos pontos (x,y) do plano. a) Círculo. b) Elipse com centro na origem. c) Reta inclinada de 60° com o eixo x. d) Elipse com um foco na origem. e) Reta inclinada de 120° com o eixo x . Resposta 49. (ITA-1994) Um barco, com motor em regime constante, desce um trecho de um rio em 2,0 horas e sobe o mesmo em 4,0 horas. Quanto tempo levará o barco para percorrer o mesmo trecho, rio 13 of 310 Resposta: B 49. (ITA-1994) Um barco, com motor em regime constante, desce um trecho de um rio em 2,0 horas e sobe o mesmo em 4,0 horas. Quanto tempo levará o barco para percorrer o mesmo trecho, rio abaixo, com o motor desligado? a) 3,5 horas. b) 6,0 horas. c) 8,0 horas. d) 4,0 horas. e) 4,5 horas. Resposta: C 50. (ITA-1994) Um avião voando horizontalmente a 4000 m de altura numa trajetória retilínea com velocidade constante passou por um ponto A e depois por um ponto B situado a 3000 m do primeiro. Um observador no solo, parado no ponto verticalmente abaixo de B, começou a ouvir o som do avião, emitido de A, 4,00 s antes de ouvir o som proveniente de B. Se a velocidade do som no ar era de 320 m/s, a velocidade do avião era de: a) 960 m/s. b) 750 m/s. c) 390 m/s. d) 421 m/s. e) 292 m/s. Resposta: D 51. (ITA-1995) Um avião voa numa altitude e velocidade de módulo constante, numa trajetória circular de raio R, cujo centro coincide com o pico de uma montanha onde está instalado um canhão. A velocidade tangencial do avião é de 200 m/s e a componente horizontal da velocidade da bala do canhão é de 800 m/s. Desprezando-se os efeitos de atrito e o movimento da Terra e admitindo que o canhão está direcionado de forma a compensar o efeito de atração gravitacional, para atingir o avião, no instante do disparo, o canhão deverá estar apontando para um ponto à frente do mesmo situado a: a) 4,0 rad. b) 4,0 rad. c) 0,25R rad. d) 0,25 rad. e) 0,25 rad. Resposta: E 52. (ITA-1996) Um automóvel a 90 km/h passa por um guarda num local em que a velocidade máxima permitida é de 60 km/h. O guardacomeça a perseguir o infrator com a sua motocicleta, mantendo aceleração constante até que atinge 108 km/h em 10s e continua com essa velocidade até alcançá-lo, quando lhe faz sinal para parar. Pode-se afirmar que: a) O guarda levou 15s para alcançar o carro. b) O guarda levou 60s para alcançar o carro. c) A velocidade do guarda ao alcançar o carro era de 25 m/s. d) O guarda percorreu 750 m desde que saiu em perseguição até alcançar o motorista infrator. e) Nenhuma das respostas acima é correta. Resposta: D 53. (ITA-1997) Uma partícula em movimento harmônico simples oscila com freqüência de 10 Hz entre os pontos L e -L de uma reta. No instante t1 a partícula está no ponto L/2 caminhando em direção a valores inferiores, e atinge o ponto - L/2 no instante t2. O tempo gasto nesse deslocamento é: a) 0,021 s. b) 0,029 s. c) 0,15 s. 14 of 310 Resposta 53. (ITA-1997) Uma partícula em movimento harmônico simples oscila com freqüência de 10 Hz entre os pontos L e -L de uma reta. No instante t1 a partícula está no ponto L/2 caminhando em direção a valores inferiores, e atinge o ponto - L/2 no instante t2. O tempo gasto nesse deslocamento é: a) 0,021 s. b) 0,029 s. c) 0,15 s. d) 0,21 s. e) 0,29 s. Resposta: B 54. (ITA-2001) Uma partícula move-se ao longo de uma circunferência circunscrita em um quadrado de lado L, com velocidade angular constante. Na circunferência inscrita nesse quadrado, outra partícula move-se com a mesma velocidade angular. A razão entre os módulos das respectivas velocidades tangenciais dessas partículas é: a) . b) 2 . c) . d) . e) . Resposta: A 55. (ITA-2001) Uma partícula, partindo do repouso, percorre no intervalo de tempo t, uma distância D. Nos intervalos de tempo seguintes, todos iguais a t, as respectivas distâncias percorridas são iguais a 3D, 5D, 7D etc. A respeito desse movimento pode-se afirmar que: a) A distância percorrida pela partícula, desde o ponto em que se inicia seu movimento, cresce exponencialmente com o tempo. b) A velocidade da partícula cresce exponencialmente com o tempo. c) A distância percorrida pela partícula, desde o ponto em que se inicia seu movimento, é diretamente proporcional ao tempo elevado ao quadrado. d) A velocidade da partícula é diretamente proporcional ao tempo elevado ao quadrado. e) Nenhuma das opções acima está correta. Resposta: C 56. (ITA-2001) No sistema convencional de tração de bicicletas, o ciclista impele os pedais, cujo eixo movimenta a roda dentada (coroa) a ele solidária. Esta, por sua vez, aciona a corrente responsável pela transmissão do movimento à outra roda dentada (catraca), acoplada ao eixo traseiro da bicicleta. Considere agora um sistema duplo de tração, com 2 coroas, de raios R1 e R2 (R1< R2) e duas catracas de raios R3 e R4 (R3 < R4), respectivamente. Obviamente, a corrente só toca uma coroa e uma catraca de cada vez, conforme o comando da alavanca de câmbio. A combinação que permite a máxima velocidade da bicicleta, para uma velocidade angular dos pedais fixa, é: a) Coroa R1 e catraca R3. b) Coroa R1 e catraca R4. c) Coroa R2 e catraca R3. d) Coroa R2 e catraca R4. e) Indeterminada já que não se conhece o diâmetro da roda traseira da bicicleta. Resposta: C 57. (ITA-2001) Em um farol de sinalização, o feixe de luz acoplado a um mecanismo rotativo realiza uma volta completa a cada T segundos. O farol se encontra a uma distância R do centro de uma praia de comprimento 2L, conforme a figura. O tempo necessário para o feixe de luz "varrer" a praia, em cada volta, é: a) . b) . c) . 15 of 310 uma volta completa a cada T segundos. O farol se encontra a uma distância R do centro de uma praia de comprimento 2L, conforme a figura. O tempo necessário para o feixe de luz "varrer" a praia, em cada volta, é: a) . b) . c) . d) . e) . Resposta: C 58. (ITA-2001) Uma bola é lançada horizontalmente do alto de um edifício, tocando o solo decorridos aproximadamente 2 s. Sendo 2,5 m a altura de cada andar, o número de andares do edifício é: (g = 10 m/s2 ) a) 5. b) 6. c) 8 . d) 9. e) Indeterminado pois a velocidade horizontal de arremesso da bola não foi fornecida. Resposta: C 59. (ITA-2001) Uma partícula descreve um movimento cujas coordenadas são dadas pelas seguintes equações: X(t) = X0 cos (wt) e Y = Y0 sen (wt + ), em que w, X0 e Y0 são constantes positivas. A trajetória da partícula é: a) Uma circunferência percorrida no sentido anti-horário. b) Uma circunferência percorrida no sentido horário. c) Uma elipse percorrida no sentido anti-horário. d) Uma elipse percorrida no sentido horário. e) Um segmento de reta. Resposta: C 60. (ITA-2002) Billy sonha que embarcou em uma nave espacial para viajar até o distante planeta Gama, situado a 10,0 anos-luz da Terra. Metade do percurso é percorrida com aceleração de 15 m/s2 e o restante com desaceleração de mesma magnitude. Desprezando a atração gravitacional e efeitos relativistas, estime o tempo total em meses de ida e volta da viagem do sonho de Billy. Justifique detalhadamente. É dada a velocidade de propagação da luz no vácuo: c = 3,0.108 m/s. Considere 1ano 3,2.107s. Resposta: 120 meses 61. (ITA-2003) A partir do repouso, uma pedra é deixada cair da borda no alto de um edifício. A figura mostra a disposição das janelas, com as pertinentes alturas h e distâncias L que se repetem igualmente para as demais janelas, até o térreo. Se a pedra percorre a altura h da primeira janela em t segundos, quanto tempo levará para percorrer, em segundos, a mesma altura h da quarta janela?. Despreze a resistência do ar. a) . b) . c) . d) . e) . 16 of 310 b) . c) . d) . e) . Resposta: C 62. (ITA-2004) Durante as Olimpíadas de 1968, na cidade do México, Bob Beamow bateu o recorde de salto em distância, cobrindo 8,9 m de extensão. Suponha que, durante o salto, o centro da gravidade do atleta teve sua altura variando de 1,0 m no início, chegando ao máximo de 2,0 m e terminando a 0,20 m no fim do salto. Desprezando o atrito com o ar, pode-se afirmar que a componente horizontal da velocidade inicial do salto foi de: (g = 10 m/s2) a) 8,5 m/s. b) 7,5 m/s. c) 6,5 m/s. d) 5,2 m/s. e) 4,5 m/s. Resposta: A 63. (ITA-2005) Um avião de vigilância aérea está voando a uma altura de 5,0 km, com velocidade de 50 m/s no rumo norte e capta no radiogoniômetro um sinal de socorro vindo da direção noroeste, de um ponto fixo no solo. O piloto então liga o sistema de pós-combustão da turbina, imprimindo uma aceleração constante de 6,0 m/s2. Após s mantendo a mesma direção, ele agora constata que o sinal está chegando da direção oeste. Neste instante, em relação ao avião, o transmissor do sinal se encontra a uma distância de: a) 5,2 km. b) 6,7 km. c) 12 km. d) 13 km. e) 28 km. Resposta: D 64. (ITA-2006) À borda de um precipício de certo planeta, no qual se pode desprezar a resistência do ar, um astronauta mede o tempo t1 que uma pedra leva para atingir o solo, após deixada cair de uma altura H. A seguir, ele mede o tempo t2 que uma pedra leva para atingir o solo, após ser lançada para cima até uma altura h, como mostra a figura. Assinale a expressão que dá a altura H. a) . b) . c) . d) . e) . Resposta 1. (ITA-1969) Três superfícies planas circulares isoladas possuem cargas distribuídas conforme indica a figura: 17 of 310 e) . Resposta: E 1. (ITA-1969) Três superfícies planas circulares isoladas possuem cargas distribuídas conforme indica a figura: Pode-se afirmar que: a) O campo elétrico na região compreendida entre a e b é nulo. b) O campo elétrico apresenta valores mínimos na região entre b e c. c) No centro geométrico de b, o campo elétrico é equivalente àquele determinado pelas cargas de a e c. d) Entre c e b o sentido do campo elétrico é de c para b. e) Nenhuma das afirmações anteriores é correta. Resposta: C 2. (ITA-1971) Um corpo condutor (I) carregado é aproximado de um corpo metálico (M) descarregado. Qual das figuras abaixo dá uma distribuição decargas induzidas no metal que é consistente com a posição relativa dos corpos (I) e (M)? Resposta: C 3. (ITA-1971) Um elétron de massa m e carga -q penetra com velocidade vx = constante entre as placas de um capacitor plano. Neste há uma diferença de potencial V orientada de modo a fazer o elétron subir. Deduza a expressão da componente vy da velocidade que o elétron possui ao deixar o capacitor e assinale-a entre as opções abaixo. Despreze a atração gravitacional sobre o elétron. a) . b) . c) 18 of 310 Deduza a expressão da componente vy da velocidade que o elétron possui ao deixar o capacitor e assinale-a entre as opções abaixo. Despreze a atração gravitacional sobre o elétron. a) . b) . c) d) e) Nenhuma das opções é correta. Resposta: A 4. (ITA-1972) Qual dos pares de circuitos abaixo tem a mesma capacitância entre os pontos extremos? Resposta: C 5. (ITA-1973) Uma esfera metálica (M) é aproximada de um eletroscópio de folhas de alumínio, conforme o esquema abaixo. A carcaça metálica (R) do eletroscópio está em contato elétrico permanente com o solo. Enquanto a esfera (M) está muito afastada do eletroscópio estabeleceu-se um contato elétrico transitório entre (T) e (R). Qual é a única afirmação correta em relação à experiência em apreço? a) As folhas só abrirão quando a esfera (M) tocar o terminal (T). b) As folhas só abrirão quando a esfera (M) tocar a carcaça (R). c) As folhas só abrirão se o contato elétrico entre (T) e (R) for mantido permanentemente. d) As folhas só abrirão se a carcaça (R) receber uma carga de mesmo valor, mas de sinal oposto ao da esfera (M). e) As folhas se abrirão à medida que (M) se aproxima de (T). Resposta: E 6. (ITA-1974) Um elétron (massa de repouso = 9,11.10-31 kg e carga -1,60.10-19 C) é abandonado num ponto situado a uma distância de 5,0.10-10 m de um próton considerado fixo. Qual é a velocidade do elétron quando ele estiver a 2,0.10-10 m do próton? ( = 8,85.10-12 F/m). 19 of 310 6. (ITA-1974) Um elétron (massa de repouso = 9,11.10-31 kg e carga -1,60.10-19 C) é abandonado num ponto situado a uma distância de 5,0.10-10 m de um próton considerado fixo. Qual é a velocidade do elétron quando ele estiver a 2,0.10-10 m do próton? ( a) 0,37 m/s. b) 3,65 m/s. c) 13,3 m/s. d) 1,33 m/s. e) Nenhuma das respostas anteriores. Resposta: E 7. (ITA-1975) Três cargas q1 e q2 (iguais e positivas) e q3, estão dispostas conforme a figura. Calcule a relação entre q3 e q1 para que o campo elétrico na origem do sistema seja paralelo a y. a) -5/4. b) . c) -3/4. d) 4/3. e) Nenhuma das anteriores. Resposta: C 8. (ITA-1975) Seja o dispositivo esquematizado na figura a seguir: Carga do elétron: -1,6.10-19 C A e B são placas condutoras muito grandes e C é uma grade. Na placa A existe um pequeno orifício por onde é introduzido um feixe de elétrons com velocidade desprezível. Se os potenciais nas placas são respectivamente VA = 0, VC = 100V e VB = 5000V, e sabendo-se que a grade C se encontra no meio caminho entre A e B, pode-se afirmar que: a) Os elétrons chegam a B com uma energia cinética de 1,6.1015J. b) Os elétrons chegam a B com uma energia cinética de 5,0.103J. c) Os elétrons chegam a B com uma energia cinética de 8,0.10-16J. d) Os elétrons não chegam a B. e) Nenhuma das anteriores. Resposta: C 9. (ITA-1976) Considere a função U = - A·v, onde representa um potencial elétrico e v representa uma velocidade. A deve ter dimensão de: a) . b) c) d) e ) . 20 of 310 a) . b) c) d) Resposta: D 10. (ITA-1977) Três cargas elétricas puntiformes estão nos vértices A e B de um triângulo retângulo isósceles. Sabe-se que a força elétrica resultante que atua sobre a carga localizada no vértice C do ângulo reto tem a mesma direção da reta AB. Aplicando-se a Lei de Coulomb a esta situação, conclui-se que: a) As cargas localizadas em A e B são de sinais contrários e de valores absolutos iguais. b) As cargas localizadas nos pontos A e B têm valores absolutos diferentes e sinais contrários. c) As três cargas são de valores absolutos iguais. d) As cargas localizadas nos pontos A e B têm o mesmo valor absoluto e o mesmo sinal. e) Nenhuma das afirmações acima é verdadeira. Resposta: A 11. (ITA-1978) Desloca-se, com velocidade constante, uma partícula com carga elétrica Q, do ponto A ao ponto B de uma região em que existe um campo elétrico uniforme (constante), sob ação de uma força . Se a partícula ganhar energia potencial elétrica nesse deslocamento, uma possibilidade é que: a) Q é positiva e tem o mesmo sentido do campo elétrico . b) Q é negativa e tem o sentido oposto ao do campo elétrico . c) Q é positiva e tem o sentido oposto ao do campo elétrico . d) Q é negativa e tem o sentido oposto ao da força de natureza elétrica que atua sobre outra partícula de carga (-Q). e) Nenhuma das afirmações acima é correta. Resposta: C 12. (ITA-1978) Aplica-se, com a chave S aberta, uma tensão V0 às armaduras do capacitor de capacitância C0, armazenando no mesmo uma quantidade de energia Ui. Fechada a chave S, pode-se afirmar que a tensão V no capacitor de capacitância C, e a variação U na energia de natureza elétrica, armazenada nos capacitores, serão dadas por: a) V = V 0 .C0/C0 + C e U = - C .Ui/C0 + C. b) V = V0 .C0/C0 + C e U = + Ui/C0 + C. c) V = V0 e U = 0. d) V = V0/C e U = - C .Ui/C0 + C. e) V = V0/C0 + C e U = - C0 .Ui/2(C0 + C). Resposta: A 13. (ITA-1981) Duas partículas de massas m e 2 m, respectivamente, têm cargas de mesmo módulo q, mas de sinais opostos. Estando inicialmente separadas de uma distância R, são soltas a partir do repouso. Nestas condições, quando a distância entre as partículas for R/2, desprezando a ação gravitacional terrestre, se k = unidades SI, pode-se afirmar que: a) Ambas terão a mesma velocidade igual a . b) Ambas terão a mesma velocidade igual a . c) Ambas terão a mesma velocidade igual a . d) Uma terá velocidade e a outra . e) Uma terá velocidade e a outra . 21 of 310 gravitacional terrestre, se k = unidades SI, pode-se afirmar que: a) Ambas terão a mesma velocidade igual a . b) Ambas terão a mesma velocidade igual a . c) Ambas terão a mesma velocidade igual a . d) Uma terá velocidade e a outra . e) Uma terá velocidade e a outra . Resposta: E 14. (ITA-1982) Duas cargas elétricas puntiformes, de mesmo valor absoluto e de sinais contrários estão em repouso em dois pontos A e B. Traz-se de muito longe uma terceira carga positiva, ao longo de uma trajetória que passa mais perto de B do que de A. Coloca-se esta carga num ponto C tal que ABC é um triângulo eqüilátero. Podemos afirmar que o trabalho necessário para trazer a terceira carga: a) É menor se em B estiver a carga do que se em B estiver - . b) É maior se em B estiver a carga do que se em B estiver - . c) Será independente do caminho escolhido para trazer a terceira carga e será nulo. d) Será independente do caminho escolhido para trazer a terceira carga e será positivo. e) Será independente do caminho escolhido para trazer a terceira carga e será negativo. Resposta: C 15. (ITA-1983) O eletroscópio da figura foi carregado positivamente. Aproxima-se então um corpo C carregado negativamente e liga-se o eletroscópio à Terra, por alguns instantes, mantendo-se o corpo C nas proximidades. Desfaz-se a ligação à Terra e a seguir afasta-se C. No final, a carga do eletroscópio: a) Permanece positiva. b) Fica nula devido à ligação com a Terra. c) Torna-se negativa. d) Terá sinal que vai depender da maior ou menor aproximação de C. e) Terá sinal que vai depender do valor da carga em C. Resposta: A 16. (ITA 1983) Entre duas placas planas e paralelas, existe um campo elétrico uniforme. Devido a uma diferença de potencial V aplicada entre elas. Um feixe de elétrons é lançado entre as placas com velocidade inicial v0. A massa do elétron é m e q é o módulo de sua carga elétrica. L é a distância horizontal que o elétron percorre para atingir umadas placas e d é a distância entre as placas. Dados: v0, L, d e V, a razão entre o módulo da carga e a massa do elétron ( ) é dada por: a) . b) . c) . d) . e) . Resposta: D 17. (ITA-1983) Na questão anterior, a energia cinética do elétron ao atingir a placa deve ser igual a: a) . b) . 22 of 310 e) . 17. (ITA-1983) Na questão anterior, a energia cinética do elétron ao atingir a placa deve ser igual a: a) . b) . c) . d) . e) qV. Resposta: B 18. (ITA-1984) Uma partícula de massa m = 10,0 g e carga q = -2,0.10-6 C é acoplada a uma mola de massa desprezível. Este conjunto é posto em oscilação e seu período medido é T = 0,40 s. É fixada, a seguir, outra partícula de carga q' = 0,20.10-6 C a uma distância d da posição de equilíbrio O do sistema massa-mola, conforme indica a figura. O conjunto é levado lentamente até a nova posição de equilíbrio distante x = 4,0 cm da posição de equilíbrio inicial O. O valor de d é: a) 56 cm. b) 64 cm. c) 60 cm. d) 36 cm. e) Nenhuma das alternativas. Resposta: B 19. (ITA-1985) Considere um campo eletrostático cujas linhas de força são curvilíneas. Uma pequena carga de prova, cujo efeito sobre o campo é desprezível, é abandonada num ponto do mesmo, no qual a intensidade do vetor campo elétrico é diferente de zero. Sobre o movimento ulterior dessa partícula podemos afirmar que: a) Não se moverá porque o campo é eletrostático. b) Percorrerá necessariamente uma linha de força. c) Não percorrerá uma linha de força. d) Percorrerá necessariamente uma linha reta. e) Terá necessariamente um movimento oscilatório. Resposta: C 20. (ITA-1985) Uma esfera condutora de raio 0,50 cm é elevada a um potencial de 10,0V. Uma segunda esfera, bem afastada da primeira, tem raio 1,00 cm e está ao potencial 15,0V. Elas são ligadas por um fio de capacitância desprezível. Sabendo-se que o meio no qual a experiência é realizada é homogêneo e isotrópico, podemos afirmar que os potenciais finais das esferas serão: a) 12,5V e 12,5V. b) 8,33V para a primeira e 16,7V para a segunda. c) 16,7V para a primeira e 8,33V para a segunda. d) 13,3V e 13,3V. e) Zero para a primeira e 25,0V para a segunda. Resposta: D F cada um e capazes de suportar até 103V de tensão. Deseja-se associá-los em série e em paralelo de forma a ter uma capacitância equivalente a 10 F, capaz de suportar 4.103V. Isso pode ser realizado utilizando-se: 23 of 310 21. (ITA-1985) Dispõem-se de capacitores de capacitância 2 F cada um e capazes de suportar até 103V de tensão. Deseja-se associá-los em série e em paralelo de forma a ter uma capacitância equivalente a 10 F, capaz de suportar 4.103V. Isso pode ser realizado utilizando-se: a) Cinco capacitores. b) Quatro capacitores. c) Oitenta capacitores. d) Cento e vinte capacitores. e) Vinte capacitores. Resposta: D 22. (ITA-1986) Duas esferas metálicas, A e B, de raios R e 3R, respectivamente, são postas em contato. Inicialmente A possui carga elétrica positiva +2Q e B, carga -Q. Após atingir o equilíbrio eletrostático, as novas cargas de A e B passam a ser, respectivamente: a) Q/2, Q/2. b) 3Q/4, Q/4. c) 3Q/2, Q/2. d) Q/4, 3Q/4. e) 4Q/3 e -Q/3. Resposta: C 23. (ITA-1986) Quantas vezes podemos carregar um capacitor de 10 F, com auxílio de uma bateria de 6,0V, extraindo dela a energia total de 1,8.104 J? a) 1,8.104 vezes. b) 1,0.106 vezes. c) 1,0.108 vezes. d) 1,0.1010 vezes. e) 9,0.1012 vezes. Resposta: C 24. (ITA-1986) Dois capacitores, um C1 1,0 F e outro C2 2,0 F, foram carregados a uma tensão de 50V. Logo em seguida estes capacitores assim carregados foram ligados conforme mostra a figura. O sistema atingirá o equilíbrio a uma nova diferença de potencial entre as armaduras dos capacitores, com carga Q1 no capacitor C1 e com carga Q2 no capacitor C2, dados respectivamente por: (V) Q1( C) Q2( C) a) Zero 50/3 100/3. b) Zero 50 100. c) 50 50 100. d) 50 50/3 100/3. e) 50/3 50/3 100/3. Resposta: E 24 of 310 c) 50 50 100. d) 50 50/3 100/3. e) 50/3 50/3 100/3. Resposta 25. (ITA-1987) A figura representa um condutor oco e um condutor de forma esférica dentro da cavidade do primeiro, ambos em equilíbrio eletrostático. Sabe-se que o condutor interno tem carga +Q. Pode-se afirmar que: a) Não há campo elétrico dentro da cavidade. b) As linhas de força dentro da cavidade são retas radiais em relação à esfera, como na figura. c) A carga da superfície interna do condutor oco é -Q e as linhas de força são perpendiculares a essa superfície. d) A carga da superfície interna do condutor oco é -Q e as linhas de força são tangenciais a essa superfície. e) Não haverá diferença de potencial entre os dois condutores se a carga do condutor oco também for igual a Q. Resposta: C 26. (ITA-1987) Numa experiência de laboratório, elétrons são emitidos por um filamento metálico F, com velocidade inicial praticamente nula. Eles são acelerados através da região I por uma diferença de potencial de 25.103V, aplicada entre F e a placa perfurada P. Eles emergem do furo da placa com velocidade horizontal e penetram na região II, onde são obrigados a atravessar o campo elétrico uniforme de um capacitor cujas placas têm comprimento = 5,0 cm e estão separadas por uma distância d = 0,50 cm, conforme a figura. Qual é o máximo valor da tensão V2 entre as placas do capacitor que ainda permite que algum elétron atinja a região III onde não há campo elétrico? Resposta: V2 = 1000 V 27. (ITA-1988) Deseja-se carregar negativamente um condutor metálico pelo processo de indução eletrostática. Nos esquemas I e II, o condutor foi fixado na haste isolante. F é um fio condutor que nos permite fazer o contato com a Terra nos pontos A, B e C do condutor. Devemos utilizar: a) O esquema I e ligar necessariamente F em C, pois as cargas positivas aí induzidas atrairão elétrons da Terra, enquanto que se ligarmos em A os elétrons aí induzidos, pela repulsão eletrostática, irão impedir a passagem de elétrons para a região C. b) O esquema II e ligar necessariamente F em A, pois as cargas positivas aí induzidas atrairão 25 of 310 Devemos utilizar: a) O esquema I e ligar necessariamente F em C, pois as cargas positivas aí induzidas atrairão elétrons da Terra, enquanto que se ligarmos em A os elétrons aí induzidos, pela repulsão eletrostática, irão impedir a passagem de elétrons para a região C. b) O esquema II e ligar necessariamente F em A, pois as cargas positivas aí induzidas atrairão elétrons da Terra, enquanto que se ligarmos em C os elétrons aí induzidos, pela repulsão eletrostática, irão impedir a passagem de elétrons para a região A. c) Qualquer dos esquemas I ou II, desde que liguemos respectivamente em C e em A. d) O esquema I, onde a ligação de F com o condutor poderá ser efetuada em qualquer ponto do condutor, pois os elétrons fluirão da Terra ao condutor até que o mesmo atinja o potencial da Terra. e) O esquema II, onde a ligação de F com o condutor poderá ser efetuada em qualquer ponto do condutor, pois os elétrons fluirão da Terra ao condutor até que o mesmo atinja o potencial da Terra. Resposta: D 28. (ITA-1988) Na figura, C é um condutor em equilíbrio eletrostático, que se encontra próximo de outros objetos eletricamente carregados. Considere a curva tracejada L que une os pontos A e B da superfície do condutor. Podemos afirmar que: a) A curva L não pode representar uma linha de força do campo elétrico. b) A curva L pode representar uma linha de força, sendo que o ponto B está a um potencial mais baixo que o ponto A c) A curva L pode representar uma linha de força, sendo que o ponto B está a um potencial mais alto que o ponto A d) A curva L pode representar uma linha de força, desde que L seja ortogonal à superfície do condutor nos pontos A e B. e) A curva L pode representar uma linha de força, desde que a carga total do condutor seja nula. Resposta: A 29. (ITA-1988) A, B e C são superfícies que se acham, respectivamente, a potenciais +20V, 0V e + 4,0V.Um elétron é projetado a partir da superfície C no sentido ascendente com uma energia cinética inicial de 9,0 eV. (Um elétron-volt é a energia adquirida por um elétron quando submetido a uma diferença de potencial de um volt). A superfície B é porosa e permite a passagem de elétrons. Podemos afirmar que: a) Na região entre C e B o elétron será acelerado pelo campo elétrico até atingir a superfície B com energia cinética de 33,0 eV. Uma vez na região entre B e A, será desacelerado, atingindo a superfície A com energia cinética de 13,0 eV. 26 of 310 b) Entre as placas C e B o elétron será acelerado atingindo a placa B com energia cinética igual a 13,0 eV, mas não atinge a placa A. c) Entre C e B o elétron será desacelerado pelo campo elétrico aí existente e não atingirá a superfície B. d) Na região entre C e B o elétron será desacelerado, mas atingirá a superfície B com energia cinética de 5,0 eV. Ao atravessar B, uma vez na região entre B e A será acelerado, até atingir a superfície A com uma energia cinética de 25,0 eV. e) Entre as placas C e B o elétron será desacelerado, atingindo a superfície B com energia cinética de 5,0 eV. Uma vez na região entre B e A, será desacelerado, até atingir a superfície A com energia cinética de 15,0 eV. Resposta: D 30. (ITA-1988) Um fio condutor homogêneo de 25 cm de comprimento foi conectado entre os terminais de uma bateria de 6V. A 5 cm do pólo positivo, faz-se uma marca P sobre este fio e a 15 cm, outra marca Q. Então, a intensidade E do campo elétrico dentro deste fio (em volt/metro) e a diferença de potencial = VP - VQ (em volts) existente entre os pontos P e Q dentro do fio serão dados, respectivamente, por: a) 6,0 e 0,6. b) 24 e 2,4. c) 24 e 2,4. d) 6,0 e 6,0. e) 24 e 6,0. Resposta: C 31. (ITA-1990) Um condutor esférico oco, isolado, de raio R, tem no seu interior uma pequena esfera de raio r < R. O sistema está inicialmente neutro. Eletriza-se a pequena esfera com carga positiva. Uma vez atingido o equilíbrio eletrostático, pode-se afirmar que: a) A carga elétrica na superfície externa do condutor é nula. b) A carga elétrica na superfície interna do condutor é nula. c) O campo elétrico no interior do condutor é nulo. d) O campo elétrico no exterior do condutor é nulo. e) Todas as afirmativas acima estão erradas. Resposta: E 32. (ITA-1990) No arranjo de capacitores abaixo, onde todos têm 1,0 F de capacitância e os pontos A e D estão ligados a um gerador de 10,0V, pergunta-se: qual é a diferença de potencial entre os pontos B e C? a) 0,1V. b) 10,0V. c) 1,8V. d) 5,4V. e) Outro valor. Resposta 33. (ITA-1990) Num tubo de raios catódicos tem-se um filamento F que libera elétrons quando 27 of 310 a) 0,1V. b) 10,0V. c) 1,8V. d) 5,4V. e) Outro valor. Resposta: D 33. (ITA-1990) Num tubo de raios catódicos tem-se um filamento F que libera elétrons quando aquecido, e uma placa aceleradora P que é mantida a um potencial mais alto que o filamento. O filamento fica a uma distância d da placa. A placa tem, ainda, um orifício que permite a passagem dos elétrons que vão se chocar com uma tela que fica fluorescente quando os mesmos a atingem. Nestas condições: a) Se aumentarmos a distância d entre o filamento e a placa, a energia cinética com que os elétrons chegam à placa aumenta. b) O aumento da distância d faz com que a energia cinética dos elétrons diminua. c) A energia cinética dos elétrons não depende da distância entre o filamento e a placa, mas só da diferença de potencial U entre o filamento e a placa aceleradora. d) A energia cinética dos elétrons só depende da temperatura do filamento. e) Nenhuma das alternativas anteriores é verdadeira. Resposta: C 34. (ITA-1991) Em uma região do espaço onde existe um campo elétrico uniforme , dois pêndulos simples de massas m = 0,20 kg e comprimento L são postos a oscilar. A massa do primeiro pêndulo está carregada com q1 = 0,20 C e a massa do segundo pêndulo com q2 = -0,20 C. São dados que a aceleração da gravidade local é g = 10,0 m/s 2, que o campo elétrico tem mesma direção e mesmo sentido que e sua intensidade é E = 6,0 V/m. A razão (p1/p2), entre os períodos p1 e p2 dos pêndulos 1 e 2, é: a) . b) . c) 1. d) 2. e) 4. Resposta: B 35. (ITA-1992) Uma carga puntiforme -Q1 de massa m percorre uma órbita circular de raio R em torno de outra carga puntiforme Q2, fixa no centro do círculo. A velocidade angular de -Q1 é: a) . b) . c) . d) . e) . Resposta: B 28 of 310 d) . e) 36. (ITA-1993) Entre as armaduras de um capacitor plano com placas horizontais, existe uma diferença de potencial V. A separação entre as armaduras é d. Coloca-se uma pequena carga Q > 0, de massa m entre as armaduras e esta fica em equilíbrio. A aceleração da gravidade é g. Qual é o valor da carga Q? a) Q = m 2gd -1/V. b) Q = Vd/m. c) Q = mgd/V. d) Q = Vgd/m. e) Q = gd/Vm. Resposta: C 37. (ITA-1993) Uma pequena esfera metálica de massa m, está suspensa por um fio de massa desprezível, entre as placas de um grande capacitor plano, como mostra a figura. Na ausência de qualquer carga, tanto no capacitor quanto na esfera, o período de oscilação da esfera é T = 0,628 s. Logo em seguida, eletriza-se a esfera com uma carga +e e a placa superior do capacitor é carregada positivamente. Nessas novas condições o período de oscilação da esfera torna-se T = 0,314 s. Qual é a intensidade da força que o campo elétrico do capacitor exerce sobre a esfera? a) F = 3 mg. b) F = 2 mg. c) F = mg. d) F = 6 mg. e) F = 3 mg/2. Resposta: A 38. (ITA-1993) Duas esferas condutoras, de massa m, bem pequenas, estão igualmente carregadas. Elas estão suspensas num mesmo ponto por dois fios de seda, de massas desprezíveis e de comprimentos iguais a L. As cargas das esferas são tais que elas estarão em equilíbrio quando a distância entre elas é igual a a (a < < L). Num instante posterior, uma das esferas é descarregada. Qual será a nova distância b (b < < L) entre as esferas, quando após se tocarem o equilíbrio entre elas for novamente restabelecido? a) b = a/2. b) b = a . c) b = a . d) b = a/ . e) b = a/ . Resposta: E 39. (ITA-1993) Duas placas planas e paralelas, de comprimento , estão carregadas e servem como controladoras de elétrons em um tubo de raios catódicos. A distância das placas até a tela do tubo é L. Um feixe de elétrons (cada um de massa m e carga elétrica de módulo e) penetra entre as placas com uma velocidade v0, como mostra a figura. Qual é a intensidade do campo elétrico entre as placas se o deslocamento do feixe na tela do tubo é igual a d? a) . b) . c) .) . e) . 29 of 310 c) . d) . e) . Resposta: C 40. (ITA-1994) Numa região onde existe um campo elétrico uniforme E = 1,0.102 N/C dirigido verticalmente para cima, penetra um elétron com velocidade inicial v 0 = 4,0 .105 m/s, seguindo uma direção que faz um ângulo de 30º com a horizontal, como mostra a figura. Sendo a massa do elétron 9,1.10-31 kg e a carga do elétron -1,6.10-19 C, podemos afirmar que: a) O tempo de subida do elétron será 1,14.10-8 s. b) O alcance horizontal do elétron será 5,0.10-1 m. c) A aceleração do elétron será 2,0 m/s2. d) O elétron será acelerado continuamente para cima até escapar do campo elétrico. e) O ponto mais elevado alcançado pelo elétron será 5,0.10-1 m. Resposta: A 41. (ITA-1994) Um capacitor de 1,0 F carregado com 200V e um capacitor de 2,0 F carregado com 400V são conectados após terem sido desligados das baterias de carga, com a placa positiva de um ligada à placa negativa do outro. A diferença de potencial e a perda de energia armazenada nos capacitores serão dadas por: a) 20V; 1,0 J. b) 200V; 1,2 J. c) 200V; 0,12 J. d) 600V; 0,10 J. e) 100V; 1,2 J. Resposta: C 42. (ITA-1994) Um capacitor é formado por duas placas metálicas retangulares e paralelas, cada uma de área S e comprimento L, separadas por uma distância d. Uma parte de comprimento X é preenchida com um dielétrico de constante dielétrica k. A capacitânciadesse capacitor é: a) b) c) . d) . e) Resposta: A 43. (ITA-1995) Um pêndulo simples é construído com uma esfera metálica de massa m = 1,0.10-4 kg, carregada com uma carga elétrica q = 3,0.10-5 C e um fio isolante de comprimento é aplicado verticalmente em toda a região do pêndulo o seu período dobra de valor. A intensidade E do campo elétrico é de: a) 6,7 10 N/C. 30 of 310 L = 1,0 m, de massa desprezível. Este pêndulo oscila com período P num local onde g = 10,0 m/s2. Quando um campo elétrico uniforme e constante é aplicado verticalmente em toda a região do pêndulo o seu período dobra de valor. A intensidade E do campo elétrico é de: a) 6,7.103 N/C. b) 42 N/C. c) 6,0.10-6 N/C. d) 33 N/C. e) 25 N/C. Resposta: E 44. (ITA-1996) Um objeto metálico carregado positivamente, com carga +Q, é aproximado de um eletroscópio de folhas, que foi previamente carregado negativamente com carga igual a -Q. I) À medida que o objeto for se aproximando do eletroscópio, as folhas vão se abrindo além do que já estavam. II) À medida que o objeto for se aproximando, as folhas permanecem como estavam. III) Se o objeto tocar no terminal externo do eletroscópio, as folhas devem necessariamente fechar-se. a) Somente a afirmativa I é correta. b) As afirmativas II e III são corretas. c) As afirmativas I e III são corretas. d) Somente a afirmativa III é correta. e) Nenhuma das afirmativas é correta. Resposta: D 45. (ITA-1997) Uma pequena esfera de massa m e carga q, sob influência da gravidade e da interação eletrostática, encontra-se suspensa por duas cargas Q fixas, colocadas a uma distância d no plano horizontal, como mostrado na figura. Considere que a esfera e as cargas fixas estejam no mesmo plano vertical e que sejam iguais a os respectivos ângulos entre a horizontal e cada reta passando pelos centros das cargas fixas e da esfera. A massa da esfera é então: a) b) c) d) e) Resposta: D 31 of 310 e) Resposta 46. (ITA-1998) Três cargas elétricas puntiformes estão nos vértices U, V e W de um triângulo eqüilátero. 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. Resposta: E 47. (ITA-1998) Suponha que o elétron em um átomo de hidrogênio se movimente em torno de um 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) . b) . c) . d) . e) . Resposta: B 48. (ITA-1999) Dois conjuntos de capacitores de placas planas e paralelas são construídos como mostram as montagens 1 e 2 abaixo. Considere que a área de cada placa seja igual a A e que as mesmas estejam igualmente espaçadas de uma distância d. Sendo a permissividade elétrica do vácuo, as capacitâncias equivalentes c1 e c 2 para as montagens 1 e 2, respectivamente, são: a) b) c) d) e) Resposta: C 105 N/C e Ey = 1 .105 N/C, respectivamente, como mostra a figura.32 of 310 49. (ITA-1999) Uma esfera homogênea de carga q e massa m de 2 g está suspensa por um fio de massa desprezível em um campo elétrico uniforme cujas componentes em x e y têm intensidades Ex = 105 N/C e Ey = 1 .105 N/C, respectivamente, como mostra a figura. Considerando que a esfera está em equilíbrio para = 60º, qual é a intensidade da força de tração no fio? Considere g = 9,8 m/s2. a) 9,80.10-3 N. b) 1,96.10-2 N. c) Nula. d) 1,70.10-3 N. e) 7,17.10-3 N. Resposta: B 50. (ITA-1999) No instante t = 0 s, um elétron é projetado em um ângulo de 30º em relação ao eixo x, com velocidade v 0 de 4 .105 m/s, conforme o esquema abaixo. A massa do elétron é 9,11.10-31 kg e a sua carga elétrica é igual a -1,6.10-19 C. Considerando que o elétron se move num campo elétrico constante E = 100 N/C, o tempo que o elétron levará para cruzar novamente o eixo x é de: a) 10 ns. b) 15 ns. c) 23 ns. d) 12 ns. e) 18 ns. Resposta: C 51. (ITA-1999) Uma carga puntual P é mostrada na figura com duas superfícies gaussianas de raios a e b = 2a, respectivamente. Sobre o fluxo elétrico que passa pelas superfícies de áreas A e B, pode-se concluir que: a) O fluxo elétrico que atravessa a área B é duas vezes maior que o fluxo elétrico que passa pela área A. b) O fluxo elétrico que atravessa a área B é a metade do fluxo elétrico que passa pela área A. c) O fluxo elétrico que atravessa a área B é 1/4 do fluxo elétrico que passa pela área A. 33 of 310 d) O fluxo elétrico que atravessa a área B é quatro vezes maior que o fluxo elétrico que passa pela área A. e) O fluxo elétrico que atravessa a área B é igual ao fluxo elétrico que atravessa a área A. A respeito da definição de fluxo elétrico e do Teorema de Gauss, consulte neste site o item Temas Especiais. Resposta: E 52. (ITA-2000) A figura mostra uma carga elétrica puntiforme positiva q, próxima de uma barra de metal. O campo elétrico nas vizinhanças da carga puntiforme e da barra está representado pelas linhas de campo mostradas na figura. Sobre o módulo da carga da barra , comparativamente ao módulo da carga puntiforme , e sobre a carga líquida da barra , respectivamente, pode-se concluir que: a) > e > 0. b) < e < 0. c) = e = 0. d) > e < 0. e) < e > 0. Resposta: B 53. (ITA-2000) Um fio de densidade linear de carga positiva atravessa três superfícies fechadas A, B e C, de formas respectivamente cilíndrica, esférica e cúbica, como mostra a figura. Sabe-se que A tem comprimento L = diâmetro de B = comprimento de um lado de C, e que o raio da base de A é a metade do raio da esfera B. Sobre o fluxo do campo elétrico, , através de cada superfície fechada, pode-se concluir que: a) A = B = C. b) A > B > C. c) A < B < C. d) A/2 = B = C. e) A = 2 B = C. Resposta: A 54. (ITA-2001) Uma esfera de massa m e carga q está suspensa por um fio frágil e inextensível, feito de um material eletricamente isolante. A esfera se encontra entre as placas paralelas de um capacitor plano, como mostra a figura. A distância entre as placas é d, a diferença de potencial entre as mesmas é V e o esforço máximo que o fio pode suportar é igual ao quádruplo do peso da esfera. Para que a esfera permaneça imóvel, em equilíbrio estável, é necessário que: )2 ≤15 mg. b) ( )2 ≤ 4 (mg)2. c) ( ) 15 (mg) . 34 of 310 a) ( )2 ≤15 mg. b) ( )2 ≤ 4 (mg)2. c) ( )2 ≤ 15 (mg)2. d) ( )2 ≥ 15 mg. e) ( )2 ≤ 16 (mg)2. Resposta: C 55. (ITA-2001) Um capacitor plano é formado por duas placas planas paralelas, separadas entre si de uma distância 2a, gerando em seu interior um campo elétrico uniforme E. O capacitor está rigidamente fixado em um carrinho que se encontra inicialmente em repouso. Na face interna de uma das placas encontra-se uma partícula de massa m e carga q > 0 presa por um fio curto e inextensível. Considere que não haja atritos e outras resistências a qualquer movimento e que seja M a massa do conjunto capacitor mais carrinho. Por simplicidade, considere ainda a inexistência da ação da gravidade sobre a partícula. O fio é rompido subitamente e a partícula move-se em direção à outra placa. A velocidade da partícula no momento do impacto resultante, vista por um observador fixo no solo, é: a) . b) . c) . d) . e) . Resposta: A 56. (ITA-2001) Duas partículas têm massas iguais a m e cargas iguais a Q. Devido a sua interação eletrostática, elas sofrem uma força F quando separadas de uma distância d. Em seguida, estas partículassão penduradas de um mesmo ponto, por fios de comprimento L e ficam equilibradas quando a distância entre elas é d1. A cotangente do ângulo que cada fio forma com a vertical, em função de m, g, d, d1, F e L, é: a) mgd1/(Fd). b) mgLd1/(Fd 2). c) mg /(Fd2). d) mgd2/(F ). e) (Fd2)/(mg ). Resposta: C 57. (ITA-2002) Uma esfera metálica isolada, de raio R1 = 10,0 cm é carregada no vácuo até atingir o potencial U = 9,0V. Em seguida, ela é posta em contato com outra esfera metálica isolada, de raio R2 = 5,0 cm, inicialmente neutra. Após atingir o equilíbrio eletrostático, qual das alternativas melhor descreve a situação física? É dado que = 9,0.109 Nm2/C2. a) A esfera maior terá uma carga de 0,66.10-10 C. b) A esfera maior terá um potencial de 4,5V. c) A esfera menor terá uma carga de 0,66.10-10 C. 35 of 310 É dado que a) A esfera maior terá uma carga de 0,66.10-10 C. b) A esfera maior terá um potencial de 4,5V. c) A esfera menor terá uma carga de 0,66.10-10 C. d) A esfera menor terá um potencial de 4,5V. e) A carga total é igualmente dividida entre as duas esferas. Resposta: A 58. (ITA-2002) Um capacitor de capacitância igual a 0,25.10-6 F é carregado até um potencial de 1,00.105V, sendo então descarregado até 0,40.105V num intervalo de tempo de 0,10 s, enquanto transfere energia para um equipamento de raios-X. A carga total, Q, e a energia, , fornecidas ao tubo de raios-X, são melhor representadas, respectivamente, por: a) Q = 0,005 C e = 1250 J. b) Q = 0,025 C e = 1250 J. c) Q = 0,025 C e = 1050 J. d) Q = 0,015 C e = 1250 J. e) Q = 0,015 C e = 1050 J. Resposta: E 59. (ITA-2003) A figura mostra dois capacitores, 1 e 2, inicialmente isolados um do outro, carregados com uma mesma carga Q. A diferença de potencial (ddp) do capacitor 2 é a metade da ddp do capacitor 1. Em seguida, as placas negativas dos capacitores são ligadas à Terra e as positivas ligadas uma a outra por meio de um fio metálico, longo e fino. a) Antes das ligações, a capacitância do capacitor 1 é maior do que a do capacitor 2. b) Após as ligações, as capacitâncias dos dois capacitores aumentam. c) Após as ligações, o potencial final em N é maior do que o potencial em O. d) A ddp do arranjo final entre O e P é igual a 2/3 da ddp inicial no capacitor 1. e) A capacitância equivalente do arranjo final é igual a duas vezes a capacitância do capacitor 1. Resposta: D 60. (ITA-2004) O átomo de hidrogênio no modelo de Bohr é constituído de um elétron de carga e que se move em órbitas circulares de raio r, em torno do próton, sob a influência da força de atração coulombiana. O trabalho efetuado por esta força sobre o elétron ao percorrer a órbita do estado fundamental é: a) -e2/(2 r). b) e2/(2 r). c) -e2/(4 r). d) e2/r. e) Nenhuma das anteriores. Resposta: E 61. (ITA-2005) Considere um pêndulo de comprimento , tendo na sua extremidade uma esfera de massa m com uma carga positiva q. A seguir, esse pêndulo é colocado num campo elétrico uniforme que atua na mesma direção e sentido da aceleração da gravidade . Deslocando-se essa carga ligeiramente de sua posição de equilíbrio e soltando-a, ela executa um movimento harmônico simples, cujo período é:, a) . b) . 36 of 310 Resposta 61. (ITA-2005) Considere um pêndulo de comprimento , tendo na sua extremidade uma esfera de massa m com uma carga positiva q. A seguir, esse pêndulo é colocado num campo elétrico uniforme que atua na mesma direção e sentido da aceleração da gravidade . Deslocando-se essa carga ligeiramente de sua posição de equilíbrio e soltando-a, ela executa um movimento harmônico simples, cujo período é:, a) . b) . c) . d) . e) . Resposta: E 62. (ITA-2005) Considere o vão existente entre cada tecla de um computador e a base do teclado. Em cada vão existem duas placas metálicas, uma presa na base do teclado e a outra na tecla. Em conjunto, elas funcionam como um capacitor plano de placas paralelas imersas no ar. Quando se aciona a tecla, diminui a distância entre as placas e a capacitância aumenta. Um circuito elétrico detecta a variação da capacitância, indicativa do movimento da tecla. Considere então um dado teclado, cujas placas metálicas têm 40 mm2 de área e 0,7 mm de distância inicial entre si. Considere ainda que a permissividade do ar seja = 9.10-12 F/m. Se o circuito eletrônico é capaz de detectar uma variação de capacitância de 0,2 pF, então qualquer tecla deve ser deslocada de pelo menos: a) 0,1 mm. b) 0,2 mm. c) 0,3 mm. d) 0,4 mm. e) 0,5 mm. Resposta: B 63. (ITA-2005) Em uma impressora a jato de tinta, gotas de certo tamanho ejetadas de um pulverizador em movimento, passam por uma unidade eletrostática onde perdem alguns elétrons, adquirindo uma carga q, e, a seguir, deslocam-se no espaço entre placas planas paralelas eletricamente carregadas, pouco antes da impressão. Considere gotas de raio 10 m lançadas com velocidade de módulo v = 20 m/s entre as placas de comprimento igual a 2,0 cm, no interior das quais existe um campo elétrico uniforme de módulo E = 8,0.104 N/C, como mostra a figura. Considerando que a densidade da gota seja 1000 kg/m3 e sabendo-se que a mesma sofre um desvio de 0,30 mm ao atingir o final do percurso, o módulo de sua carga elétrica é de: a) 2,0.10-14 C. b) 3,1.10-14 C. c) 6,3.10-14 C. 37 of 310 d) 3,1.10-11 C. e) 1,1.10-10 C. Resposta: B 64. (ITA-2006) Algumas células do corpo humano são circundadas por paredes revestidas externamente por uma película com carga positiva e internamente por outra película semelhante, mas com carga negativa de mesmo modulo. Considere que sejam conhecidas: densidade superficial de ambas as cargas = ± 0,50 . 10-6 C/m2; =9,0.10-12 C2/N.m2; parede com volume de 4,0.10-16 m3; constante dielétrica k = 5,0. Assinale, então, a estimada da energia total acumulada no campo elétrico dessa parede. a)0,7 e V. b)1,7 e V. c)7,0 e V. d)17 e V. e) 70 e V. Resposta: C 65. (ITA-2006) A figura mostra um capacitor de placas paralelas de área A separadas pela distância d. Inicialmente o dielétrico entre as placas é o ar e a carga máxima suportada é Qi. Para que esse capacitor suporte uma carga máxima Qf foi introduzida uma placa de vidro de constante dielétrica k e espessura d/2. Sendo mantida a diferença de potencial entre as placas, calcule a razão entre as cargas Qf e Qi. Resposta: Qf /Qi = 2k/1+k 66. (ITA-2006) Vivemos dentro de um capacitor gigante, onde as placas são a superfície da Terra, com carga -Q e a ionosfera, uma camada condutora da atmosfera, a uma altitude h = 60 km, carregada com carga +Q. Sabendo que nas proximidades do solo, junto à superfície da Terra, o módulo do campo elétrico médio é de 100V/m e considerando h << raio da Terra 6400 km, determine a capacitância deste capacitor gigante e a energia elétrica armazenada. Considere Resposta: C [aprox] = 7,6.10-2 F W [aprox] = 1,4.1012 J 1. (ITA-1969) Um anel de cobre a 25 °C tem um diâmetro interno de 5,00 centímetros. Qual das opções abaixo corresponderá ao diâmetro interno deste mesmo anel a 275 °C, admitindo-se que o coeficiente de dilatação térmica do cobre no intervalo de 0 °C a 300 °C é constante e igual a 1,60·10-5 °C. a) 4,98 cm. b) 5,00 cm. c) 5,02 cm. d) 5,20 cm. e) nenhuma das respostas acima. Resposta: C 38 of 310 2. (ITA-1969) Na determinação do calor específico de um metal, aqueceu-se uma amostra de 50 gramas desse metal a 98 °C e a amostra aquecida foi rapidamente transferida a um calorímetro de cobre bem isolado. O calor específico do cobre é de 9,3·10-2 cal/g °C e a massa de cobre no calorímetro é de 150 gramas. No interior do calorímetro há 200 gramas de água (c = 1,0 cal/g °C). A temperatura do calorímetro antes de receber a amostra aquecida era de 21,0 °C. Após receber a amostra e restabelecido o equilíbrio, a temperatura atingiu 24,6 °C. O calor específico do metal em questão é: a) cerca de duas vezes maior que o do cobre. b) cerca de metade do calor específico do cobre. c) superiora 1 cal/g °C. d) inferior a 0,1 cal/g °C. e) aproximadamente igual ao da água. Resposta: A 3. (ITA-1970) O vidro Pyrex apresenta maior resistência ao choque térmico do que o vidro comum porque: a) possui alto coeficiente de rigidez. b) tem baixo coeficiente de dilatação térmica. c) tem alto coeficiente de dilatação térmica. d) tem alto calor especifico. e) é mais maleável que o vidro comum. Resposta: B 4. (ITA-1970) Duas máquinas térmicas - M1 reversível e M2 não-reversível - retiram energia na forma de calor de uma fonte, à temperatura T1, e entregam uma parte desta energia em forma de calor, à temperatura T2. Se Q1 é a quantidade de calor retirada por M1 e Q2 a retirada por M2, e chamando de W1 e W2 as energias mecânicas fornecidas, respectivamente, pelas máquinas M1 e M2, tem-se necessariamente que: a) . b) . c) W 2 > W1. d) . e) Q 1 > Q2. Resposta: A 5. (ITA-1970) Um recipiente de volume V contém um gás perfeito. Fornece-se ao gás uma certa quantidade de calor, sem variar o volume. Nestas condições, tem-se que: a) o gás realizará trabalho equivalente à quantidade de calor recebida. b) o gás realizará trabalho e a energia interna diminuirá. c) o gás realizará trabalho e a energia interna permanecerá constante. d) a quantidade de calor recebida pelo gás servirá apenas para aumentar sua energia interna. e) nenhuma das afirmações anteriores é válida Resposta: D 6. (ITA-1970) Uma certa massa m de um gás ideal recebe uma quantidade de calor Q e fornece um trabalho W, passando de uma temperatura T1 para uma temperatura T2. A variação de energia interna do gás será: = constante, onde p e V são, respectivamente, a 39 of 310 a) maior, se a transformação for a volume constante. b) menor, se a transformação for a pressão constante. c) maior, se a transformação for tal que pV = constante, onde p e V são, respectivamente, a pressão e o volume do gás e uma constante característica do gás. d) sempre a mesma, não dependendo da variação de pressão ou de volume. e) menor, se a transformação for a volume constante. Resposta: A 7. (ITA-1971) Dois recipientes de volumes V1 e V2 contêm a mesma quantidade de um mesmo gás a pressões e temperaturas absolutas p1 e p2, T1 e T2, respectivamente. Os dois recipientes são ligados entre si por uma torneira, que em dado momento é aberta, oferecendo ao gás o volume V1 + V2. Supondo que os dois recipientes constituam um sistema isolado, mostre que, após o novo equilíbrio, com temperatura e pressão T e p: a) . b) . c) . d) . e) nenhuma das expressões acima é correta. Resposta: A 8. (ITA-1971) Para transformar completamente 1 cm3 de água a 100 °C e 1 atm em vapor (que ocupará 1671 cm3) a 100 °C e 1 atm é necessário fornecer 539 calorias. Nestas condições, o trabalho realizado pelo gás em expansão e o aumento da energia interna serão, respectivamente (valores aproximados): a) 0,17 kJ e 2,09 kJ. b) 2,09 kJ e 0,17 kJ. c) 0,17 kJ e 2,26 kJ. d) 1,13 kJ e 1,13 kJ. e) nenhum dos resultados acima. Dados: 1 cal = 4,19 joules. 1 atm = 1,01·105 N/m2. Resposta: A 9. (ITA-1972) Numa aula prática sobre ebulição faz-se a seguinte experiência: leva-se até a fervura a água de um balão (não completamente cheio). Em seguida, fecha-se o frasco e retira-se o mesmo do fogo. Efetuando-se um resfriamento brusco do balão, a água volta a ferver. Isto se dá porque: a) na ausência de ar a água ferve com maior facilidade. b) a redução da pressão de vapor no frasco é mais rápida que a queda de temperatura do líquido. c) com o resfriamento, a água se contrai expulsando bolhas de ar que estavam no seio do líquido. d) com o resfriamento brusco a água evapora violentamente. e) com o resfriamento brusco, o caminho livre médio das moléculas no líquido aumenta. Resposta: B 10. (ITA-1972) Um bloco de massa m 1 e calor específico c1, à temperatura T1, é posto em contato com um bloco de outro material, com massa, calor específico e temperatura respectivamente m2, c2 e T2. Depois de estabelecido o equilíbrio térmico entre os dois blocos, sendo c1 e c2 constantes e supondo que as trocas de calor com o resto do universo sejam desprezíveis, a temperatura final T deverá ser igual a: . b) . c) . 40 of 310 com um bloco de outro material, com massa, calor específico e temperatura respectivamente m2, c2 e T2. Depois de estabelecido o equilíbrio térmico entre os dois blocos, sendo c1 e c2 constantes e supondo que as trocas de calor com o resto do universo sejam desprezíveis, a temperatura final T deverá ser igual a: a) . b) . c) . d) . e) Resposta: D 11. (ITA-1972) A pressão do vapor do éter etílico é de 760 cmHg à temperatura de 35 °C. Colocando-se certa quantidade desse líquido na câmara evacuada de um barômetro de mercúrio de 1,00 m de comprimento e elevando-se a temperatura ambiente a 35 °C, nota-se que a coluna de mercúrio: a) sobe de 24 cm. b) permanece inalterada. c) desce a 24 cm do nível zero. d) desce a zero. e) desce a uma altura que é função da quantidade de éter introduzida. Resposta: E 12. (ITA-1973) Numa garrafa térmica contendo água foi introduzido um aquecedor de imersão cuja resistência praticamente não varia com a temperatura. O aquecedor é ligado a uma fonte de tensão constante. O gráfico (curva tracejada) corresponde aproximadamente ao que se observa caso a garrafa térmica contenha 200 gramas de água. Escolha o gráfico (todos na mesma escala) que melhor representa o que se pode observar caso a garrafa térmica contenha só 100 gramas de água. Observação: A garrafa não é fechada com rolha. T = temperatura t = tempo Resposta: A 13. (ITA-1974) A temperatura de ebulição do nitrogênio, à pressão normal, é aproximadamente 77 K e o seu calor de vaporização é de 48 kcal/kg. Qual é, aproximadamente, a massa de nitrogênio vaporizada ao introduzir-se 0,5 kg de água a 0 °C num botijão de nitrogênio líquido, onde a temperatura é de 77 K? a) 1,25 kg. b) 2,875 kg. c) 1,57 kg. d) 2,04 kg. e) nenhuma das respostas anteriores. Dados: Calor específico médio do gelo no intervalo de temperatura considerado = 0,35 cal/g °C Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g °C 41 of 310 Resposta: C 14. (ITA-1974) A umidade relativa num ambiente gasoso (atmosfera, por exemplo) é definida como: a) relação entre a pressão de vapor de água existente e a pressão ambiente. b) relação entre o volume ocupado pelo vapor de água e o volume total do ambiente. c) relação entre a pressão de vapor de água existente à temperatura ambiente e a pressão de vapor de água a 0 °C. d) relação entre a pressão de vapor de água existente e a pressão de vapor saturante à mesma temperatura. e) nenhuma das afirmações acima é verdadeira. Resposta: D 15. (ITA-1975) Uma barra de cobre de 1,000 m de comprimento, à temperatura de 24 °C, tem para coeficiente de dilatação linear 1,7·10-5/ °C. Então, a temperatura em que a barra terá um milímetro a menos de comprimento será: a) -31°F. b) -59 °F. c) 95 °F. d) 162,5°F. e) nenhuma das respostas anteriores. Resposta: A 16. (ITA-1975) Para levar um gás ideal de massa m de um estado (pA, VA, TA) a um estado (pB, VB, TB) distinto, em que as três variáveis de estado em B assumam valores diferentes dos que possuíam em A, é necessária uma transformação: a) isotérmica, seguida de uma isobárica. b) isocórica, seguida de uma isobárica. c) isotérmica, seguida de uma isocórica. d) qualquer, das alternativas anteriores. e) nenhuma, das alternativas anteriores. Resposta: E 17. (ITA-1975) São dados dois cubos A e B de mesmo material e inicialmente à mesma temperatura T1. O cubo A tem aresta a e o cubo B tem aresta b, tal que a = 2b. Se ambos os cubos são trazidos à temperatura T2 < T1, então, se o cubo B cede ao ambiente uma quantidade de calor Q, o cubo A cederá: a) 2Q. b) 4Q. c) 8Q. d) Q. e) nenhuma das alternativas anteriores. Resposta: C 18. (ITA-1976) A potência elétrica dissipada por um aquecedor de imersão é de 200W. Mergulha-se o aquecedor num recipiente que contém
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