Questões de Física do ITA 2021 com Resolução
Questões de Física do ITA 2021 com Resolução
Quando precisar use os seguintes valores para as constantes:
Aceleração local da gravidade g = 10 m/s².
Constante gravitacional universal
G = 6,67 . 10⁻¹¹ m³. kg⁻¹. s⁻².
Velocidade da luz no vácuo c = 3,0 . 10⁸ m/s.
Constante de Planck reduzida = 1,05 . 10⁻³⁴ J.s.
Permeabilidade magnética do vácuo μ0 = 4π . 10⁻⁷ N.A⁻².
Carga elétrica elementar e = 1,6 . 10⁻¹⁹ C.
Massa do elétron m0 = 9,1 . 10⁻³¹ kg.
Constante eletrostática do vácuo K0 = 9,0 . 10⁹ N.m².C⁻².
Física
QUESTÃO 01
ITA 2021: O sistema de unidades atômicas de Hartree é bastante útil para a descrição de sistemas quânticos microscópicos.
Nele, faz-se com que a carga fundamental e, a massa do elétron m0, a constante eletrostática do vácuo K0 e a constante de Planck reduzida h sejam todas numericamente iguais à unidade.
Assinale a alternativa que contém a ordem de grandeza do valor numérico da velocidade da luz no vácuo c, nesse sistema de unidades.
a) 10⁰
b) 10²
c) 10⁴
d) 10⁶
e) 10⁸
QUESTÃO 02
ITA 2021: Um trem parte do repouso sobre uma linha horizontal e deve alcançar a velocidade de 72 km/h. Até atingir essa velocidade, o movimento do trem tem aceleração constante de 0,50 m/s², sendo que resistências passivas absorvem 5,0% da energia fornecida pela locomotiva.
O esforço médio, em N, fornecido pela locomotiva para transportar uma carga de 1,0 ton é
a) 2,5 . 10².
b) 4,8 . 10².
c) 5,0 . 10².
d) 5,3 . 10².
e) 1,0 . 10³.
QUESTÃO 03
ITA 2021: Uma bola de gude de raio r e uma bola de basquete de raio R são lançadas contra uma parede com velocidade horizontal v e com seus centros a uma altura h.
A bola de gude e a bola de basquete estão na iminência de contato entre si, assim como ambas contra a parede.
Desprezando a duração de todas as colisões e quaisquer perdas de energia, calcule o deslocamento horizontal ΔS da bolinha de gude ao atingir o solo.
QUESTÃO 04
ITA 2021: Considere um sistema de três satélites idênticos de massa m dispostos nos vértices de um triângulo equilátero de lado d.
Considerando somente o efeito gravitacional que cada um exerce sobre os demais, calcule a velocidade orbital dos satélites com respeito ao centro de massa do sistema para que a distância entre eles permaneça inalterada.
QUESTÃO 05
ITA 2021: Um recipiente, de secção de área constante e igual a A, é preenchido por uma coluna de líquido de densidade ρ e altura H. Sobre o líquido encontra-se um pistão de massa M, que pode se deslocar verticalmente livre de atrito.
Um furo no recipiente é feito a uma altura h, de tal forma que um filete de água é expelido conforme mostra a figura.
Assinale a alternativa que contém o alcance horizontal D do jato de água.
QUESTÃO 06
ITA 2021: Um recipiente isolado é dividido em duas partes. A região A, com volume VA, contém um gás ideal a uma temperatura TA. Na região B, com volume VB = 2VA, faz-se vácuo.
Ao abrir um pequeno orifício entre as regiões, o gás da região A começa a ocupar a região B.
Considerando que não há troca de calor entre o gás e o recipiente, a temperatura de equilíbrio final do sistema é
a) TA/3
b) TA/2
c) TA.
d) 2TA
e) 3TA.
QUESTÃO 07
ITA 2021: Um objeto de massa M, preso a uma mola ideal, realiza uma oscilação livre de frequência f. Em um determinado instante, um segundo objeto de massa m é fixado ao primeiro.
Verifica-se que o sistema tem sua frequência de oscilação reduzida de Δf, muito menor que f.
Sabendo que (1 + x)ⁿ ≈ 1 + nx, para |x| ≪ 1, pode-se afirmar que f é dada por
QUESTÃO 08
ITA 2021: Um violão é um instrumento sonoro de seis cordas de diferentes propriedades, fixas em ambas as extremidades, acompanhadas de uma caixa de ressonância.
Diferentes notas musicais são produzidas tangendo uma das cordas, podendo-se ou não alterar o seu comprimento efetivo, pressionando-a com os dedos em diferentes pontos do braço do violão.
A respeito da geração de sons por esse instrumento são feitas quatro afirmações:
I. Cordas mais finas, mantidas as demais propriedades constantes, são capazes de produzir notas mais agudas.
II. O aumento de 1,00% na tensão aplicada sobre uma corda acarreta um aumento de 1,00% na frequência fundamental gerada.
III. Uma corda de nylon e uma de aço, afinadas na mesma frequência fundamental, geram sons de timbres distintos.
IV. Ao pressionar uma corda do violão, o musicista gera um som de frequência maior e comprimento de onda menor em comparação ao som produzido pela corda tocada livremente.
Considerando V como verdadeira e F como falsa, as afirmações I, II, III e IV são, respectivamente,
a) V V V V.
b) F V V V.
c) V F V V.
d) V V F V.
e) V V V F.
QUESTÃO 09
ITA 2021: Considere uma lente biconvexa feita de um material com índice de refração 1,2 e raios de curvatura de 5,0 cm e 2,0 cm. Ela é imersa dentro de uma piscina e utilizada para observar um objeto de 80 cm de altura, também submerso, que se encontra afastado a 1,0 m de distância,
Sendo o índice de refração da água igual a 1,3, considere as seguintes afirmativas:
I. A lente é convergente e a imagem é real.
II. A lente é divergente e a imagem é virtual.
III. A imagem está a 31cm da lente e tem 25cm de altura.
Considerando V como verdadeira e F como falsa, as afirmações I, II e III são, respectivamente,
a) V F F.
b) F V F.
c) F F V.
d) V V F.
e) F V V.
QUESTÃO 10
ITA 2021: No experimento de dupla fenda de Young, suponha que a separação entre as fendas seja de 16 m.
Um feixe de luz de comprimento de onda 500 nm atinge as fendas e produz um padrão de interferência.
Quantos máximos haverá na faixa angular dada por –30º ≼ θ < 30º?
a) 8
b) 16
c) 17
d) 32
e) 33
QUESTÃO 11
ITA 2021: Três esferas metálicas maciças E1, E2 e E3, feitas de um mesmo material e de raios R1, R2 e R3, respectivamente, podem trocar cargas elétricas entre si a partir do acionamento de contatos elétricos. Inicialmente apenas E1 encontra-se eletricamente carregada.
Em um primeiro momento estabelece-se contato elétrico entre E1 e E2, que é cortado quando o sistema atinge o equilíbrio elétrico. A seguir, estabelece-se contato entre E2 e E3.
Ao final do processo, observa-se que a carga elétrica líquida das três esferas é igual. Desprezando a capacitância mútua entre as esferas, assinale a proporção entre as massas de E1, E2 e E3, respectivamente.
a) 1:1:1
b) 1:2:2
c) 2:1:1
d) 8:1:1
e) 1:8:8
QUESTÃO 12
ITA 2021: Considere os resistores A, B, C e D, cujas resistências elétricas são dadas respectivamente por RA, RB, RC e RD e cujas curvas características são apresentadas na figura a seguir.
Denotando a resistência equivalente de associações em série e em paralelo, respectivamente, por AS e AII, assinale a alternativa que contém uma relação correta entre RA, RB, RC e RD.
a) RB = AII de (RC e RD)
b) RD = AS de (RA e RB)
c) RA = AII de (RC e RD)
d) RA = AS de (RB e RC)
e) RD = AS de (RA e RC)
ANULADA.
QUESTÃO 13
ITA 2021: Deseja-se capturar uma foto que ilustre um projétil, viajando a 500 m/s, atravessando uma maçã. Para isso, é necessário usar um flash de luz com duração compatível com o intervalo de tempo necessário para que o projétil atravesse a fruta.
A intensidade do flash de luz está associada à descarga de um capacitor eletricamente carregado, de capacitância C, através de um tubo de resistência elétrica dada por 10 Ω.
Assinale a alternativa com o valor de capacitância mais adequado para a aplicação descrita.
a) 800 pF
b) 15 μF
c) 800 μF
d) 15 F
e) 800 F
QUESTÃO 14
ITA 2021: Um cilindro condutor oco de comprimento muito longo, cuja secção transversal tem raio interno R/2 e raio externo R, é atravessado por uma densidade de corrente elétrica uniforme e paralela ao eixo do cilindro.
Qual representação gráfica abaixo melhor descreve a intensidade do campo magnético 
como função da coordenada radial r a partir do eixo de simetria do sistema?
como função da coordenada radial r a partir do eixo de simetria do sistema?
QUESTÃO 15
ITA 2021: Considere uma bobina circular de 200 voltas e 5,0 cm de raio, localizada em uma região onde existe um campo magnético uniforme de 1,25 T.
A espira encontra-se inicialmente paralela ao campo magnético e é girada em um quarto de volta em 15 ms.
Assinale a alternativa que contém o valor que melhor representa a força eletromotriz média induzida na espira durante o movimento de giro descrito.
a) 5,0V
b) 15V
c) 30V
d) 60V
e) 130V
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