Questão de Física - ITA 2022 - Considere um octaedro regular cujos vértices estão todos ligados por capacitores

Considere um octaedro regular cujos vértices estão todos ligados por capacitores idênticos de capacitância C. Cada par de vértices, vizinhos ou não, está ligado por um capacitor. Calcule a capacitância equivalente entre dois vértices vizinhos do sólido. 

a) C 

b) 2 C 

c) 3 C 

d) 8 C/3 

e) 8 C

RESPOSTA:

Letra C.

Se “N” nós de um circuito estiverem interconectados com “N(N – 1)/2” capacitores iguais a “C”, então a capacitância equivalente entre dois nós “1” e “2” é dada por:

Isso porque não conseguimos distinguir os pontos “3”, “4”, ... e “N” em relação aos pontos “1” e “2”. Se trocarmos os pontos “3” e “4”, por exemplo, nada muda. Há uma simetria. Como os pontos “3”, “4”, ... , “N” são intercambiáveis, eles estão em uma equipotencial e podemos desprezar os capacitores entre “3” e “4”, “3” e “5” etc., já que estão em curto-circuito. 

Questão de Física - ITA 2022 - Considere o movimento de um objeto de massa m g = 1,0 , positivamente carregado

Considere o movimento de um objeto de massa m g = 1,0 , positivamente carregado, com carga 20,0 , µC , na presença do campo gravitacional da superfície terrestre, g, e de um campo eletromagnético dado por

em que 

O eixo z corresponde à direção vertical para cima. Sabendo que a partícula partiu da origem do sistema de coordenada com velocidade υ,  escrita em termos de suas componentes paralela e perpendicular a 

calcule o tempo necessário para ela atingir a posição z = 1,0 m. 

a) 0,33 s 

b) 0,66 s 

c) 1,00 s 

d) 1,33 s 

e) 1,66 s

RESPOSTA:

Letra A.

O movimento ao longo de z só é influenciado por Ez porque Ey acelera a partícula ao longo de y e porque Bz só faria a partícula girar no plano xy

Questão de Física - ITA 2022 - Considere uma montagem de um experimento de dupla fenda de Young

Considere uma montagem de um experimento de dupla fenda de Young, na qual as fendas estão afastadas de d = 2,0 mm e são iluminadas por luz azul (λ = 480 nm) e amarela (λ =' 600 nm) de mesma intensidade. O padrão de difração resultante é projetado sobre um anteparo localizado a 5,0 m das fendas. A que distância, contada a partir da região brilhante central, uma franja verde pode ser observada no anteparo. 

a) 1,2 mm 

b) 1,5 mm 

c) 6,0 mm 

d) 9,0 mm 

e) Não é possível observar uma franja verde a partir desse arranjo experimental.

RESPOSTA:

Letra E.

O dispositivo apresentado permite que se observe a formação de máximos e mínimos de interferência para cada comprimento de onda mencionado. Podemos, dessa forma, observar regiões claras devido às interferências construtivas da luz azul e amarela, ou regiões escuras, onde nenhuma componente é capaz de iluminar. Contudo, nas regiões claras, há também a possibilidade de ocorrer simultaneamente interferência construtiva das duas componentes de luz e, neste caso, a cor resultante observada seria o branco (conforme sistema aditivo de cores para a luz). Portanto, não haveria nenhuma possibilidade de se observar, para esse arranjo experimental, qualquer componente de luz na cor verde.

Questão de Física - ITA 2022 - Uma lente delgada convergente, com distância focal de 5 cm

Uma lente delgada convergente, com distância focal de 5 cm, é alinhada à frente de um espelho côncavo, de distância focal de 2 cm, de forma a compartilhar o mesmo eixo óptico. Seja x = 0 a posição do vértice do espelho e x = 8 cm a posição da lente. Quais as posições entre os elementos ópticos em que se pode colocar um objeto de forma que nenhuma imagem seja formada na região x > 8 cm? 

a) 0 cm ≤ x ≤ 2,67 cm 

b) 3 cm ≤ x ≤ 6 cm 

c) 3 cm ≤ x ≤ 8 cm 

d) 5 cm ≤ x ≤ 8 cm 

e) 6 cm ≤ x ≤ 8 cm

RESPOSTA:

Letra B.

Para que não ocorra formação de imagem após a lente, o objeto e a imagem conjugada pelo espelho devem estar posicionados entre o foco e vértice da lente (3 cm ≤ x ≤ 8 cm). Para a imagem formada pelo espelho, temos:

Juntando com a condição da posição do objeto, conclui-se que: 3cm  ≤ x ≤  6cm

Questão de Física - ITA 2022 - Muitos instrumentos musicais, como o piano, geram sons a partir da excitação

Muitos instrumentos musicais, como o piano, geram sons a partir da excitação de cordas com extremidades fixas. Ao pressionar uma tecla do piano, um dispositivo mecânico percute uma corda tensionada, produzindo uma onda sonora. O som produzido pelo piano em um determinado instante de tempo é captado e a sua decomposição espectral é fornecida no gráfico a seguir, à respeito do qual são feitas três sentenças. 

I. Para gerar um espectro sonoro dessa natureza é necessário acionar 5 teclas do piano. 

II. A velocidade de propagação de cada nota no ar é proporcional à sua frequência característica. 

III. A frequência fundamental da corda, sujeita a uma tensão T, é inversamente proporcional à sua densidade linear de massa. Assinale a alternativa correta. 

a) As sentenças I, II e III são falsas. 

b) Apenas a sentença I é verdadeira. 

c) Apenas a sentença II é verdadeira. 

d) Apenas a sentença III é verdadeira.

RESPOSTA:

Letra A.

(I) Falsa. O piano produz notas cujo timbre será composto por um harmônico fundamental de maior intensidade, acompanhado de outros harmônicos secundários. Portanto, no espectro fornecido não se pode afirmar que necessariamente foram acionadas 5 teclas. 

(II) Falsa. A velocidade do som depende do meio no qual ele se propaga, sendo, portanto, constante para o ar e independente da frequência.

(III) Falsa. Pela Equação de Taylor 

 , tem-se que a frequência fundamental é inversamente proporcional à raiz quadrada da densidade linear de massa.