Questõesde PUC - RJ 2019 sobre Física

Um próton, com carga elétrica +e e velocidade inicial em módulo v viajando no vácuo, entra em uma região onde há um campo magnético de módulo B e um campo elétrico de módulo E, ambos constantes, e perpendiculares entre si. Considere as seguintes afirmações sobre o próton após entrar nessa região:

I - O campo elétrico causa no próton uma força de módulo igual a eE.

II - O campo magnético causa no próton uma força de módulo igual a evB.

III - O movimento do próton é retilíneo se o campo magnético estiver na mesma direção da velocidade inicial do próton.

Marque a única opção CORRETA:

Sejam os cinco resistores mostrados na figura. Suas resistências são respectivamente R1 = 1,0 Ω, R2 = 1,0 Ω, R3 = 1,0 Ω, R4 = 3,0 Ω e R5 = 4,0 Ω. Para fazer a corrente do circuito atingir o menor valor possível, corta-se o fio imediatamente à esquerda de um dos resistores. Qual deve ser esse resistor?

No fundo de uma piscina, uma lâmpada verde gera um cone de luz muito bem definido, cujos raios se propagam para a superfície, como mostrado na figura.

Qual é a profundidade aparente da lâmpada, em metros, vista por uma pessoa do lado de fora da piscina?

Dados

Índice de refração do ar = 1.0

Índice de refração da água = 4/3

Três blocos metálicos de mesma massa possuem calores específicos c1 , c2 e c3 , e suas temperaturas iniciais são T1 = 0°C, T2 = 30°C e T3 = 20°C, respectivamente. Inicialmente colocam-se os blocos 1 e 2 em um calorímetro perfeito (com capacidade térmica desprezível) até que o equilíbrio térmico seja estabelecido, o que ocorre na temperatura de 10º C. O bloco 1 é, então, retirado do calorímetro e substituído pelo bloco 3. A temperatura final de equilíbrio entre os blocos 2 e 3 é de 15°C.

Calcule c3 , em cal/(g. °C).

Dado

c1 = 0,20 cal/(g. °C)

Considere as três afirmativas abaixo, em relação a um gás ideal.

I - Em uma compressão adiabática, a temperatura final do gás não pode ser maior do que a inicial, pois nenhum calor é trocado com a vizinhança.

II - Em um processo isocórico (isovolumétrico), nenhum trabalho é realizado pelo gás.

III - Em um processo isobárico, o trabalho realizado pelo gás é proporcional ao quadrado da variação do volume.

Marque a única opção CORRETA:

Sejam dois fluidos distintos cujas densidades são 1,00 g/cm3 e 0,80 g/cm3 , colocados em um tubo vertical, como mostrado na figura. O tubo está aberto à atmosfera. Sejam H1 = 2,0 m e H2 = 8,0 m.

Encontre a pressão absoluta, em kPa, dentro do tubo, a uma altura de 4,0 m em relação ao fundo do tubo.

Dados

g = 10 m/s2 , patm = 101 kPa

Dois corpos estão ligados, como na figura, sendo a aceleração do sistema igual a g/10, onde g é a aceleração da gravidade. O corpo 1, que está pendente, tem massa M. O corpo 2, que se move em uma mesa horizontal, tem massa 4M.

Calcule o coeficiente de atrito cinético entre o corpo 2 e a mesa.

Sejam as seguintes afirmações:

I. Quanto maior a frequência de uma onda de luz no vácuo, maior a velocidade de propagação dessa onda.

II. Em uma corda com seus dois extremos fixos, ondas estacionárias somente poderão ser produzidas se o comprimento da corda for um múltiplo do comprimento de onda.

III. Ondas sonoras precisam de um meio material para se propagarem e são longitudinais no ar.

Marque a opção correta:

Uma caixa de 20 kg está na borda da caçamba de um caminhão, a uma altura de 1,0 m do piso. Um rapaz coloca uma tábua de madeira, de 2,0 m de comprimento, desde a borda da caçamba até o piso. Ele dá um pequeno empurrão na caixa e a mesma desliza pela tábua com velocidade constante até chegar ao piso. Calcule, em J, o módulo do trabalho realizado pela força de atrito exercida pela tábua sobre a caixa durante a descida.

Dado:

g = 10 m/s2

Três corpos, 1, 2 e 3, de massas m1 = 10 kg, m2 = 15 kg e m3 = 25 kg, se movem horizontalmente sobre um trilho no eixo infinito x, sem nenhuma resistência ou atrito, com velocidades iniciais v1 = 4,0 m/s, v2 = -2,0 m/s e v3 = 0,0 m/s, respectivamente. A distância inicial entre os blocos 1 e 2 é 1,0 m e entre os blocos 2 e 3 é 2,0m, como mostrado na figura. Os corpos 1 e 2 sofrem uma colisão completamente inelástica, ou seja, eles grudam um no outro após colidir. Esse conjunto então colide elasticamente com o corpo 3.

Calcule o módulo da velocidade do corpo 3, em m/s, após 153 s a partir do instante inicial.

Dentro de um calorímetro perfeito, de capacidade C = 40 cal/°C e temperatura inicial 0 °C, colocam-se 100 g de um material de calor específico 0,50 cal/g°C a uma temperatura de 90 °C, e uma massa de 10 g de gelo a 0 °C. Calcule, em °C, o valor da temperatura final de equilíbrio do sistema. 

Dados:

CÁGUA = 1,0 cal/g°C

LFUSAO GELO = 80 cal/g

A partir do solo, uma bola é lançada verticalmente para cima e alcança uma altura de 3,2 metros. Quanto tempo, em segundos, a bola leva para subir e retornar ao nível do solo? Despreze a resistência do ar.

Dado:

g = 10 m/s2

Uma onda luminosa plana tem comprimento de onda igual a 6,0×10-7 m no vácuo. Considere as seguintes afirmações:

I - A frequência dessa onda luminosa é 5,0×1014 Hz.

II - A velocidade dessa onda é 1,8×108 m/s em um meio cujo índice de refração é igual a 5/3.

III - O comprimento dessa onda é 1,0×10-6 m em um meio cujo índice de refração é igual a 5/3.

Dado

Velocidade da luz no vácuo = 3,0×108 m/s

Marque a única opção CORRETA:

Em um circuito elétrico, uma lâmpada com resistência de 1,0 kΩ está colocada em série com uma bateria de 12 V e com um conjunto de N resistores idênticos, cada um com resistência de 6 kΩ, colocados paralelos entre si.

Nessas condições, a lâmpada consome 40% do total da potência fornecida pela bateria. Qual é o número N de resistores?

Sejam duas cargas pontuais, com mesma carga Q em módulo. A força atrativa entre elas é 0,010 N quando estão separadas por uma distância D.

Ao multiplicar Q por 0,01 e dividir D por 100, a nova força entre elas, em N, é

Seja o sistema mostrado na figura. A caixa 2, de massa m2 = 2,0 kg, está descendo com velocidade constante e igual a 1,5 m/s. O coeficiente de atrito cinético entre a caixa 1 e a mesa que a sustenta é 0,4.

Qual é a massa da caixa 1, em kg?

Dado

aceleração da gravidade g = 10 m/s²