Resolução – UNESP 2016 Meio do Ano (1ª Fase) – Física (continuação)

Questão

Um experimento foi feito com a finalidade de determinar a frequência de vibração de um diapasão. Um tubo cilíndrico aberto em suas duas extremidades foi parcialmente imerso em um recipiente com água e o diapasão vibrando foi colocado próximo ao topo desse tubo, conforme a figura 1. O comprimento L da coluna de ar dentro do tubo foi ajustado movendo-o verticalmente. Verificou-se que o menor valor de L, para o qual as ondas sonoras geradas pelo diapasão são reforçadas por ressonância dentro do tubo, foi de 10 cm, conforme a figura 2.

Considerando a velocidade de propagação do som no ar igual a 340 m/s, é correto afirmar que a frequência de vibração do diapasão, em Hz, é igual a
(A) 425.
(B) 850.
(C) 1360.
(D) 3400.
(E) 1700.

Solução:

O comprimento L mostrado no tubo é $$\frac{1}{4}$$ do comprimento de onda. Portanto \[\frac{\lambda}{4} = 0,1 \longrightarrow \lambda = 0,4\, m\] Agora é só calcular a frequência. \[v = \lambda\cdot f \longrightarrow 340 = 0,4\cdot f \longrightarrow f = 850\, Hz\] Resposta: letra B.

Questão

Em um trecho de uma instalação elétrica, três resistores ôhmicos idênticos e de resistência 80 Ω cada um são ligados como representado na figura. Por uma questão de segurança, a maior potência que cada um deles pode dissipar, separadamente, é de 20 W.

Dessa forma, considerando desprezíveis as resistências dos fios de ligação entre eles, a máxima diferença de potencial, em volts, que pode ser estabelecida entre os pontos A e B do circuito, sem que haja riscos, é igual a
(A) 30.
(B) 50.
(C) 20.
(D) 40.
(E) 60.

Solução:

Primeiro precisamos descobrir a corrente que passar no resistor da direita. \[P = R\cdot i^{2} \longrightarrow 20 = 80\cdot i^{2} \longrightarrow i = 0,5\, A\] Agora precisamos descobrir a resistência equivalente. Primeiro fazemos a equivalência dos resistores em paralelo. \[\frac{1}{R_{eq1}} = \frac{1}{80} + \frac{1}{80} \longrightarrow R_{eq1} = 40\, \Omega\] Agora calculamos a equivalência com o resistor da direita. \[R_{eq2} = 40 + 80 \longrightarrow R_{eq2} = 120\, \Omega\] Agora basta calcular a voltagem. \[U = R\cdot i \longrightarrow U = 120\cdot 0,5 \longrightarrow U = 60\, V\] Resposta: letra E.

Questão

Um ímã em forma de barra, com seus polos Norte e Sul, é colocado sob uma superfície coberta com partículas de limalha de ferro, fazendo com que elas se alinhem segundo seu campo magnético. Se quatro pequenas bússolas, 1, 2, 3 e 4, forem colocadas em repouso nas posições indicadas na figura, no mesmo plano que contém a limalha, suas agulhas magnéticas orientam-se segundo as linhas do campo magnético criado pelo ímã.

Desconsiderando o campo magnético terrestre e considerando que a agulha magnética de cada bússola seja representada por uma seta que se orienta na mesma direção e no mesmo sentido do vetor campo magnético associado ao ponto em que ela foi colocada, assinale a alternativa que indica, correta e respectivamente, as configurações das agulhas das bússolas 1, 2, 3 e 4 na situação descrita.

Solução:

O campo magnético “sai" do polo norte e “entra" no polo sul.

A bússola 1 está diretamente ao lado do polo sul, portanto sua agulha aponta para a direita.

A bússola 2 está acima do ímã, bem no meio entre os dois polos, portanto sua agulha aponta para a esquerda.

A bússola 3 está diretamente ao lado do polo norte, portanto sua agulha aponta para a direita.

A bússola 4 está abaixo do ímã, bem no meio entre os dois polos, portanto sua agulha aponta para a esquerda.

Resposta: letra C.

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