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Um estudante esqueceu uma torneira parcialmente aberta no laboratório didático, desperdiçando 0,8 litros por minuto.

Supondo que a saída da torneira tenha uma seção reta de 1,2 cm de diâmetro, e que a água venha de um reservatório em forma de cubo regular com 2 metros de aresta, calcule a velocidade com que o nível do reservatório diminui:

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Um experimento para medir o calor específico da água utiliza o seguinte material:

Um copo de alumínio recoberto externamente por isopor, uma resistência elétrica (para fornecer o calor), uma fonte de corrente com leitura de tensão e corrente, um termômetro e um cronômetro digital.

Numa primeira experiência, utilizando 50 gramas de água, o técnico do laboratório encontrou, para o calor específico da água 4,30 J/(g ⁰C).

Num segundo experimento, desta vez utilizando 100 gramas de água, encontrou 4,24 J/(g ⁰C).

A hipótese feita pelo técnico é de que o copo de alumínio não é ideal, pois tem uma capacidade térmica que não é desprezível. Escolha a opção que melhor estima a capacidade térmica do copo de alumínio utilizado nos experimentos, sabendo que o calor específico da água é 4,18 J/(g ⁰C). Despreze a possibilidade de trocas de calor com o ambiente:

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A figura a seguir ilustra um experimento de um laboratório didático, constituído de uma panela de pressão, uma placa aquecedora, um manômetro de mercúrio e um termômetro.

A conexão entre a panela de pressão e o manômetro é um capilar muito fino, que praticamente não permite a passagem de calor. Assim, o manômetro se mantém à temperatura ambiente qualquer que seja a temperatura do gás na panela. O manômetro propriamente é feito de dois capilares de vidro verticais unidos por uma pequena mangueira flexível, contendo mercúrio. O volume total do manômetro é desprezível perto do volume da panela de pressão. Chamaremos de “h” a diferença de altura entre os níveis de mercúrio do lado esquerdo e direito do manômetro, sendo que o lado direito está aberto para a atmosfera:

Suponha que o volume útil da panela seja 1 litro e se mantenha constante durante o experimento. Suponha também que “h” é zero quando o gás está à temperatura ambiente (300 K).

Qual a relação entre a variação de altura “Δh” do manômetro para uma dada variação de temperatura “ΔT” do gás? (Para este cálculo, a densidade do mercúrio deve ser tomada aproximadamente constante e igual a 13,33 kg/l, g= 10 m/s² e P_atm=10⁵ N/m² ).

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Uma mola de constante elástica 10 N/m e massa desprezível está apoiada horizontalmente numa mesa e uma das suas extremidades, à direita, está presa numa parede. A outra extremidade, livre, recebe o impacto, da esquerda para a direita, de uma pequena quantidade de massa de modelar (49 g) a uma velocidade de 2 m/s. Após o impacto a massa de modelar fica presa à extremidade da mola e passa a descrever um movimento harmônico na horizontal, sem atrito.

Calcule o tempo que levará o conjunto massa mola para, a partir do impacto, atingir o ponto onde a mola fica mais estendida. A opção que mais se aproxima do resultado é:

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A corda de um violão está afinada no lá fundamental (440 hz) e tem o comprimento de 60 cm entre os pontos de apoio. É possível produzir um harmônico (múltiplo da frequência fundamental) ao tocar com o dedo levemente numa posição onde haveria um nó da frequência desejada no momento em que se percute a corda. Medida à partir de uma das extremidades da corda, qual a posição do nó para que a frequência produzida seja 1320 hz?

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Numa certa região do espaço estão fixas duas cargas elétricas pontuais dispostas da seguinte forma:

Q1, de 3,00 micro Coulomb está localizada na posição x= -3,00cm e y = 0,00 cm;

Q2, de -1,00 micro Coulomb, na posição x= 0,00 cm, y= -2,00 cm.

Conside que a constante eletrostática K vale 9,00 10⁹ Nm² /C² .

Nessas circunstâncias, podemos dizer que as componentes x e y do campo elétrico resultante, na posição x= 0,00 e y = 0,00 são, respectivamente:

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Das afirmações propostas abaixo, qual qualificaria melhor um voltímetro ideal?

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Em um dado microscópio eletrônico, elétrons são acelerados e adquirem uma energia de 17,6 keV, formando um feixe.

Deseja-se mudar a direção do feixe colocando ao longo do caminho uma região de campo magnético uniforme. Esta região com campo tem comprimento L= 10mm ao longo da linha do feixe. Esta dimensão é pequena o suficiente para que o deslocamento do feixe seja desprezível dentro da região de campo, mas os elétrons adquirem uma velocidade transversal devido à força magnética tal que o feixe fica defletido de um ângulo θ .

Calcule o campo magnético necessário, nestas condições, para defletir o feixe de um ângulo de 0,1 rad. Considere que o ângulo seja pequeno o suficiente para usar a aproximação tan (θ) ≈θ .

São dados: a razão carga/massa do elétron = 1,76 x 10¹¹ C/kg,

carga do elétron = 1,6 x 10^-19 C e √20 ≈ 4,5. Despreze efeitos relativísticos.

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O técnico do laboratório de ensino da UFJF precisa filtrar um feixe de elétron para garantir que todas as partículas saindo do canhão cheguem num alvo com a mesma velocidade. Para isso, ele monta um experimento com geradores de campos elétricos, magnéticos e um anteparo furado por um buraco muito pequeno.

Como mostrado na figura abaixo, os elétrons são acelerados por uma diferença de potencial de 2 kV.

Ao sair do acelerador, os elétrons se propagam ao longo do eixo z. Numa região do espaço, os campos elétricos

e magnéticos

são perpendiculares entre si e paralelos aos eixos x e y, respectivamente, nos sentidos positivos dos eixos. O buraco do anteparo foi colocado no eixo z.

Sabendo que o campo magnético tem um modulo de 0,1 Tesla e que a razão carga/massa do elétron vale 1,76 x 10¹¹ C/kg, qual valor o campo elétrico deve ter para o feixe passar pelo buraco do anteparo?

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No circuito mostrado na figura abaixo a fonte de tensão é de 12V. Os resistores têm os valores seguintes:

R₁ = 10kΩ, R₂ = 10kΩ, R₃ = 1kΩ, R₄ = 8 kΩ, R₅= 8 kΩ

Queremos achar a diferença de potencial nos terminais do resistor R₃.

Dos valores indicados abaixo, qual é a reposta correta?

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A figura ilustra a montagem de uma experiência em laboratório didático. Um suporte sustenta um dinamômetro (d) no qual está pendurado um cilindro metálico (c), pronto para ser imerso no líquido contido na proveta graduada (p). A densidade do líquido é conhecida bem como o valor da aceleração da gravidade.

Esse experimento serve para comprovar a lei de

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Para determinar o equivalente mecânico do calor (J), um grupo de alunos usou um tubo isolante, com comprimento interno de 1,00 m, um termômetro e várias bolinhas de ferro, de tamanho desprezível e calor específico 0,10 cal/(g.°C). O tubo é dotado de uma tampa com furo por onde pode ser inserido o termômetro, que fica com seu bulbo inserido dentro do tubo. As bolinhas são depositadas no fundo do tubo (figura 1). É medida a temperatura inicial do sistema: θ_i = 20,00°C; adota-se o valor da aceleração da gravidade: g = 10 m/s² . Fechado o tubo, o conjunto é virado de 180° (figura 2) por 50 vezes.

Ao final do procedimento, a temperatura das bolinhas é medida: θ_f = 21,25 °C.

O equivalente mecânico do calor, assim determinado, vale, em J/cal,

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Em um laboratório didático de Física, os estudantes têm a incumbência de determinar, experimentalmente, a resistência de um resistor ôhmico de 300 kΩ, por eles desconhecida. Para tanto, eles dispõem de cabos de ligação, bateria de 12 V e amperímetro (DC) de vários fundos de escala. Para conseguir o resultado mais preciso, o fundo de escala mais adequado, dentre os disponíveis a seguir, terá que ser de

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No laboratório de Física de certa escola, o professor propôs aos seus alunos conseguirem identificar o desenho que há em uma cabeça de alfinete, colocando à disposição deles algumas lentes esféricas. A imagem direita e ampliada do desenho será obtida pelos alunos que posicionarem a cabeça do alfinete sobre o eixo principal de uma lente

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O eixo da Terra, em torno do qual a Terra gira completando uma volta em 24 horas, não é perpendicular ao plano de sua órbita em torno do Sol. Há uma inclinação de cerca de 23° , que também não é constante, mas demora milhares de anos para se alterar. A principal consequência dessa inclinação é a