O circuito simples constituído por um pequeno resistor R, uma lâmpada L e uma bateria \( ε \), é ligado e desligado por uma chave composta de um oscilador, do tipo massa-mola horizontal, que se move em movimento harmônico simples, e toca suave e periodicamente os terminais A e B do circuito, conforme figuras 1 e 2 a seguir.

Figura 2: Circuito fechado (lâmpada acesa)

Dessa forma, a lâmpada L emite pulsos luminosos na frequência de 10^-1 Hz.

Considere que a mola ideal, de constante elástica k = 0,4π² N/m, seja eletricamente isolante, bem como a plataforma horizontal sobre a qual o bloco condutor de massa M oscila; que o contato entre o bloco e os terminais A e B aconteça no ponto de máxima energia potencial do oscilador massa-mola.

Nessas condições, a massa M tem valor, em kg, igual a

Duas placas A e B, idênticas e condutoras, dispostas horizontalmente e fixas, conforme figura a seguir, geram na região entre elas um campo elétrico uniforme.

A densidade superficial de cargas da placa A é + 3 μC/cm², enquanto a placa B, a 6,0 cm da placa A, está aterrada. Uma partícula, de massa m, eletrizada com carga – 12 pC, foi abandonada entre as placas e permaneceu em repouso. A permissividade absoluta do meio entre as placas é igual a 9,0 ∙ 10^-12 N^-1 m^-2 C2.

Nessas condições, o potencial elétrico da placa A, em volts, e a massa m da partícula, em gramas, são, respectivamente

Defeitos da visão, dependendo de sua gravidade, podem interromper o sonho de muitos jovens de se tornarem militares da Força Aérea Brasileira.

Considere que um desses jovens, ainda receoso com a possibilidade cirúrgica para correção de seu defeito visual, siga usando óculos de lentes corretivas. Observe, nos desenhos a seguir, a diferença no tamanho aparente dos olhos desse jovem, primeiro sem o uso dos óculos e depois com os óculos.

A partir da análise desses desenhos conclui-se que a formação da imagem no olho desse jovem, quando se encontra sem os óculos de correção, está melhor indicada na figura, fora de escala, mostrada na alternativa

Entre o final do século XIX e início do século XX várias questões da física estavam sem respostas. A física clássica não era suficiente para explicar todos os comportamentos observáveis da matéria. A teoria eletromagnética clássica, fundamentada nas equações de Maxwell, apesar de amplamente aplicável, não conseguia explicar alguns fenômenos.

Observe a descrição suscinta de alguns fenômenos:

I - Ondas eletromagnéticas são geradas por cargas aceleradas. Assim, quando um elétron, por exemplo, realiza um movimento de frequência f, a onda eletromagnética emitida também tem frequência f. Além disso, a velocidade de propagação dessa onda, no vácuo, vale aproximadamente 3,0 ∙ 10⁸ m/s.

II - Um corpo bom absorvedor é um bom emissor de radiação térmica, assim como um mau absorvedor é um mau emissor. Um corpo negro é um corpo ideal, capaz de absorver toda a radiação térmica incidente nele e, portanto, emitir totalmente essa radiação. As moléculas na superfície de um corpo negro se comportam como osciladores harmônicos, que só admitem determinados valores de energia. Dessa forma, a emissão e absorção de energia em um corpo negro se dá em quantidades quantizadas.

III - Quando radiações eletromagnéticas incidem numa placa metálica, cargas elétricas podem absorver energia suficiente para escaparem. Essas cargas “arrancadas”, chamadas de fotoelétrons, possuem energias cinéticas que independem da intensidade da radiação incidente, mas que dependem da frequência dessa radiação.

IV - Em um estado estacionário, o átomo não emite radiação eletromagnética. No entanto, quando o átomo passa de um estado estacionário para outro, ele acaba por emitir uma quantidade discreta de energia, igual à diferença entre as energias correspondentes aos dois estados.

Dos fenômenos citados acima, o único explicado satisfatoriamente pela teoria eletromagnética clássica é o descrito em

No alojamento de um Cadete, está presente uma janela de vidro, cuja condutibilidade térmica é Kv = 0,8 W∙m^-1∙K^-1.

Em dias de inverno observa-se uma diferença pequena entre as temperaturas dos ambientes interno e externo a esse alojamento. Com o intuito de minimizar a perda de calor e aumentar essa diferença de temperatura entre os ambientes, através da janela de vidro, o Cadete aderiu uma placa de isopor completamente lisa sobre ela, conforme a ilustração a seguir.

Essa placa de isopor tem uma condutibilidade térmica KISO = 0,4 W∙m^-1∙K^-1 e possui área e espessura idênticas às da janela de vidro. Após atingir o regime estacionário, o Cadete aferiu a temperatura da superfície do vidro em contato com o ambiente externo Text = 5 ºC, e a temperatura interna, na superfície do isopor em contato com o ambiente interno, Tint = 26 ºC. Considerando que o fluxo de calor ocorra apenas perpendicularmente à superfície do isopor e da janela de vidro, a temperatura T, em Kelvin, na interface entre o vidro e o isopor, vale

Uma onda periódica harmônica se propaga em uma corda homogênea, tensa e infinita de acordo com a função de onda, em unidades do SI, dada por

Y₁(x, t) = 10 sen [10 x - 20 π t]

Uma segunda onda, Y₂(x,t), também periódica harmônica, é sobreposta à onda inicial, de tal forma que a onda resultante na corda tem amplitude constante e igual ao dobro da amplitude da onda descrita por Y₁(x,t). Considere que a velocidade de propagação das ondas na corda é constante.

Nessas condições, das opções a seguir, a função de onda que melhor descreve a onda Y₂(x,t) é dada por

Uma máquina térmica, operando entre as temperaturas T₁ e T₂ pode realizar quaisquer ciclos indicados no diagrama p x v abaixo.

Sabendo-se que o Ciclo de Carnot é representado por A → E → B → C → D → A, analise as assertivas a seguir.

I - A quantidade de calor rejeitada para a fonte fria no ciclo B → F → C → B é menor que a quantidade de calor rejeitada no ciclo A → E → D → A.

II - O trabalho desenvolvido pela máquina no ciclo A → E → B → C → D → A é maior que o trabalho no ciclo A → E → B → C → D → G → A.

III - O ciclo que apresenta o maior trabalho desenvolvido pela máquina é o Ciclo de Carnot.

IV - A energia recebida pela máquina, sob a forma de trabalho, do meio externo nos ciclos A → E → D → A e B → F → C → B tem o mesmo módulo.

Pode-se afirmar que

Um êmbolo móvel, situado a uma altura de 15 cm da base de um cilindro de paredes adiabáticas e de raio R = 10 cm, confina uma porção de um gás ideal monoatômico, conforme indicado na figura a seguir.

Inicialmente, o gás está à temperatura ambiente e sob a pressão de 1 ∙ 10⁵ P_a. Mantendo-se a pressão constante, uma quantidade de calor Q é fornecida ao gás que expande de forma lenta e constante, enquanto sua temperatura é elevada. Imediatamente após retirar a fonte externa de calor, verificase que a temperatura do gás aumenta e o êmbolo fica posicionado a uma altura de 25 cm. Sob essas condições, a quantidade de calor, em joules, fornecida ao gás foi igual a

Duas esferas maciças, A e B, de mesmo volume, são colocadas, sucessivamente, dentro de um recipiente contendo certo líquido. Em condições de equilíbrio hidrostático observase que a esfera A fica com 2/3 de seu volume submerso, enquanto a B, por sua vez, fica com 1/2 de seu volume submerso, como representado nas figuras a seguir.

Em outro momento, essas mesmas esferas, A e B, se comportam como partículas que se movimentam inicialmente em sentidos opostos, sobre um plano liso e horizontal, conforme figura a seguir, e sofrem uma colisão frontal parcialmente elástica, com coeficiente de restituição igual a 1/3.

Considerando que antes da colisão a razão entre os módulos das velocidades de B e A valia 2, \( {\large{V_B \over V_A}}=2 \), tem-se que, após a colisão, a razão entre as velocidades de B e A, \( \large{V'_B \over V'_A} \), será igual a

Sobre um plano, inicialmente na direção horizontal, é apoiado um bloco de massa 1 kg e de dimensões desprezíveis, conforme figura 1.

Em seguida, o plano é inclinado para 30°, conforme figura 2; sendo que, nesse momento o bloco fica na iminência de descer ao longo do plano.

Posteriormente, uma mola ideal é presa ao topo do plano inclinado; deforma-se de 5 cm essa mola e prende-se a outra extremidade dela ao bloco, conforme figura 3.

Observa-se, então, que o bloco permanece em repouso, porém, agora na iminência de subir ao longo do plano inclinado.

Nessas condições, a constante elástica da mola, em N/m, vale