[F31] 01) O gráfico representa a velocidade em função do tempo de

4º
F31/F32 – VL
Esta prova contém
M
4
A
30/09/09
questões.
INSTRUÇÕES:
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Resoluções e respostas somente a tinta, azul ou preta.
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Utilize os espaços determinados para respostas, não ultrapassando seus limites.
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Evite rasuras e o uso de corretivos.
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Resoluções com rasuras ou corretivo não serão revisadas.
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Resoluções e respostas que estiverem a lápis não serão corrigidas.
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Boa prova!
[F31] 01) O gráfico representa a velocidade em função do tempo de uma pequena
esfera em movimento retilíneo, onde v = 20 m/s, t1 = 3 s e t2 = 9 s. Em t = 0, a esfera
se encontra na origem da trajetória.
a) (2,5 pontos) determine o espaço total percorrido pela esfera, desde t = 0 até o
instante t3 = 12 s.
b) (2,5 pontos) calcule a aceleração da esfera no instante t = 10 s.
[F31] 02) (5,0 pontos) No circuito representado a seguir, a bateria é ideal e a
intensidade de corrente i1 é igual a 2,0 A. Determine o valor da força eletromotriz ε da
bateria.
[F32] 01) Uma pessoa, com o objetivo de medir a pressão interna de um botijão de gás
contendo butano, conecta à válvula do botijão um manômetro em forma de U, contendo
mercúrio. Ao abrir o registro R, a pressão do gás provoca um desnível de mercúrio no tubo,
como ilustrado na figura.
Considere a pressão atmosférica dada por 105 Pa, o desnível h = 104 cm de Hg e a secção
do tubo 2 cm2.
Adotando a massa específica do mercúrio igual a 13,6 g/cm3 e g = 10 m/s2, determine:
a) (2,0 pontos) a pressão do gás, em pascal.
b) (2,0 pontos) a força que o gás aplica na superfície do mercúrio em A.
(Advertência: este experimento é perigoso. Não tente realizá-lo.)
[F32] 02) Uma pequena esfera de material sólido e transparente é utilizada para produzir, a
partir de um pulso de luz laser, vários outros pulsos. A esfera, de raio r = 2,2 cm, é
espelhada, exceto em uma pequena região (ponto A).
Um pulso de luz, de pequena duração, emitido pelo laser, segue a trajetória Ro, incidindo em
A com ângulo de incidência de 70°. Nesse ponto, o pulso é, em parte, refletido, prosseguindo
numa trajetória R1, e, em parte, refratado, prosseguindo numa trajetória R2 que penetra na
esfera com um ângulo de 45° com a normal. Após reflexões sucessivas dentro da esfera, o
pulso atinge a região A, sendo em parte, novamente refletido e refratado. E assim
sucessivamente. Gera-se, então, uma série de pulsos de luz, com intensidades
decrescentes, que saem da esfera por A, na mesma trajetória R1. Considere sen 70°=0,94;
sen 45°= 0,70; 2 = 1,4.
Nessas condições,
a) (2,0 pontos) Represente, na figura B, toda a trajetória do pulso de luz dentro da esfera.
b) (2,0 pontos) Determine, em m/s, o valor V da velocidade de propagação da luz no interior
da esfera.
c) (2,0 pontos) Determine, em segundos, a separação (temporal) t, entre dois pulsos
sucessivos na trajetória R1.
O índice de refração de um material é igual à razão entre a velocidade da luz no vácuo e a
velocidade da luz nesse material.