Uma feixe de luz propaga-se na horizontal e atravessa uma rede de difração disposta na vertical.

Observações:

!$ \bullet !$ comprimento de onda da luz: !$ λ !$ = 5,5 x 10⁻⁷ m;

!$ \bullet !$ número de fendas por centímetro da rede de difração: 4000.

Os valores mais próximos para os senos dos ângulos !$ θ !$, indicados na figura, para !$ θ !$ > 0, correspondentes aos dois primeiros pontos brilhantes projetados numa parede vertical são:

O circuito acima é alimentado por uma fonte de 12 V. Todas os valores de resistências apresentados encontram-se em !$ Ω !$. A potência, em W, fornecida pela fonte é:

A figura acima mostra um aparato com uma barra de aço vertical, tendo sua extremidade superior presa ao teto e sua extremidade inferior encostada na ponta de uma gangorra em forma de “L”. Por sua vez, a gangorra também encosta em um apoio elástico, que é preso na parede indicada. Após a montagem do aparato, a barra de aço é aquecida por igual.

Dados:

!$ \bullet !$ aceleração da gravidade: !$ g !$;

!$ \bullet !$ massa da barra de aço: !$ m !$;

!$ \bullet !$ comprimento da barra de aço: !$ c !$;

!$ \bullet !$ coeficiente de dilatação linear da barra de aço: !$ α !$;

!$ \bullet !$ coeficiente elástico do apoio: !$ K !$;

!$ \bullet !$ comprimento horizontal da gangorra: 2!$ L !$;

!$ \bullet !$ comprimento vertical da gangorra: !$ L !$;

!$ \bullet !$ variação de temperatura após o aquecimento: !$ T !$.

Observações:

!$ \bullet !$ a deformação da barra de aço após a dilatação é muito menor que !$ L !$;

!$ \bullet !$ o pino indicado na figura mantém-se fixo;

!$ \bullet !$ antes do aquecimento, o apoio elástico está encostado na gangorra e sem energia potencial armazenada.

Ao final do processo de aquecimento, o trabalho realizado pela força peso da barra de aço e a energia potencial armazenada no apoio elástico são, respectivamente:

A figura mostra um esquema com dois espelhos planos verticais presos a blocos que oscilam na mesma direção sobre uma superfície horizontal sem atrito. Observa-se também a presença de uma partícula em repouso.

Dados:

!$ \bullet !$ amplitude da oscilação de cada bloco: !$ A !$;

!$ \bullet !$ massa de cada conjunto (bloco e espelho): !$ m !$;

!$ \bullet !$ constante elástica de cada mola: !$ K !$.

Observações:

!$ \bullet !$ cada espelho chega a encostar com velocidade nula na partícula em repouso, porém em instantes diferentes;

!$ \bullet !$ quando o espelho da esquerda encosta na partícula em repouso, o espelho da direita está voltando, com a mola se comprimindo, e à sua maior velocidade escalar.

A maior distância relativa entre as imagens da partícula nos espelhos e a maior velocidade escalar relativa entre elas são, respectivamente:

Uma partícula de carga negativa, inicialmente em repouso, está sujeita ao seu peso e ao campo elétrico !$ \vec{E} !$ vertical constante provocado por um plano infinito eletrizado. Como mostrado na figura, a partícula está presa por um fio ideal não condutor enrolado a uma roldana em forma de anel. Essa roldana pode girar de forma solidária a uma outra roldana com o dobro da massa e o dobro do raio. Ao girar, o fio é desenrolado à mesma velocidade escalar dos pontos do perímetro da roldana menor.

Dados:

!$ \bullet !$ aceleração da gravidade: !$ g !$;

!$ \bullet !$ módulo do campo elétrico vertical: !$ E !$;

!$ \bullet !$ massa da partícula: !$ m !$;

!$ \bullet !$ massa da roldana menor: !$ m !$;

!$ \bullet !$ massa da roldana maior: 2!$ m !$;

!$ \bullet !$ carga da partícula: −!$ Q !$;

!$ \bullet !$ raio da roldana menor: !$ r !$;

!$ \bullet !$ raio da roldana maior: 2!$ r !$.

Observações:

!$ \bullet !$ as roldanas estão sustentadas por hastes presas do teto aos respectivos centros;

!$ \bullet !$ as roldanas giram sempre em torno de seus centros e sem atrito;

!$ \bullet !$ todos os pontos do anel de cada roldana sempre estão à mesma velocidade escalar;

!$ \bullet !$ toda a massa de cada roldana está igualmente distribuída em seu respectivo perímetro.

Pelo princípio da conservação da energia, conclui-se que a aceleração da partícula eletrizada, ao iniciar seu movimento, é:

Duas partículas A e B de massas iguais se deslocam no plano XY. As coordenadas de suas posições, em função do instante de tempo t, em que 0 !$ \le !$ t !$ \le !$ t_choque, são, respectivamente, S_A = (t² − 9t + 13, t − 2) e S_B = (−2t + 3, t² − 7t + 13). No instante t = t_choque, as partículas chocam-se elasticamente. Imediatamente após o choque, o módulo da soma de seus vetores de velocidade é:

Considere uma parede plana que apresenta temperaturas conhecidas e distintas em suas superfícies A e B (Figura 1), respectivamente iguais a T_A1 e T_B1. De modo a minimizar a taxa de transferência de calor, decide-se recobrir a superfície B com uma película isolante. Dados:

!$ \bullet !$ espessura da parede: 10 cm;

!$ \bullet !$ espessura da película isolante: 6 mm;

!$ \bullet !$ razão entre a taxa de transferência de calor da parede recoberta com a película isolante e a taxa de transferência de calor na situação não isolada: 0,4.

Observações:

!$ \bullet !$ com o recobrimento da superfície B (Figura 2), suponha as temperaturas externas iguais a T_P (lado da película) e a T_A2;

!$ \bullet !$ a taxa de transferência de calor é constante ao longo das paredes nas duas situações.

Para garantir-se T_B1 − T_A1 = T_P − T_A2, a razão entre as condutividades térmicas da película isolante e do material da parede é:

Uma balança de massa desprezível recebe a aplicação de 3 forças, como indicado na figura acima. A distância x assinalada, em metros, que garante o equilíbrio, é aproximadamente:

Uma fonte sonora está pendurada por um fio ideal, conforme ilustrado na figura, realizando um movimento pendular.

Dados:

• frequência da fonte sonora: !$ f !$;

• comprimento do fio do pêndulo: !$ L !$;

• aceleração da gravidade: !$ g !$;

• velocidade do som: !$ v !$.

Se !$ θ !$_max é o ângulo máximo atingido pelo fio que sustenta a fonte com relação à vertical, a frequência máxima do som ouvido por um observador localizado a uma distância ínfima do ponto mais baixo
da trajetória da fonte é:

Em dois experimentos, A e B, uma partícula foi fixada à esquerda e outra partícula à direita foi solta com velocidade nula, conforme geometrias apresentadas nas figuras acima. Em cada experimento, mediu-se a velocidade final que a partícula da direita alcançou muito tempo após ser solta.

Observação:

!$ \bullet !$ os movimentos das partículas nos experimentos ocorrem sempre na horizontal e sem a influência da gravidade.

Definindo !$ v !$_A como a velocidade escalar final da partícula solta no experimento A e !$ v !$_B como a velocidade escalar final da partícula solta no experimento B, a razão !$ v !$_A/!$ v !$_B é