Em um calorímetro à temperatura ambiente de 30 °C, de capacidade térmica 40 cal/°C, são misturados 20 gramas de gelo a −20 °C, 50 gramas de água a 25 °C e 10 gramas de vapor de água a 120 °C. Estabelecido o equilíbrio térmico, admitindo que não haja perda de calor para o ambiente, a temperatura final da mistura, em °C, é de aproximadamente 
Dados: Calor específico do gelo = 0,50 cal/g °C Calor específico da água = 1,0 cal/g °C Calor específico do vapor de água = 0,50 cal/g °C Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g Calor latente de vaporização da água = 540 cal/g 

Um professor de Física leva para a sala de aula uma bússola, um pedaço de fio de cobre esmaltado, pilhas, porta-pilha, uma chave interruptora e um estilete.

Como ele está desenvolvendo o estudo de Eletromagnetismo pretende, com os instrumentos acima mencionados, mostrar o experimento de

Uma máquina térmica opera, segundo o ciclo de Carnot, entre duas fontes a 300 K e 700 K, respectivamente.

Se, em cada ciclo, ela retira da fonte quente 2,0 . 10³ calorias, o trabalho realizado, em joules, em cada ciclo, por essa máquina é de 

Dado:

1 cal = 4,2 J 

Um espelho plano E é disposto sobre uma superfície horizontal. Um raio luminoso AP incide sobre o espelho gerando o refletido PB, como mostra a figura abaixo.
O ângulo de incidência i do raio luminoso no espelho é tal que

Um pequeno objeto luminoso é colocado a 1,80 m de um anteparo. Uma lente, de distância focal 40,0 cm, é colocada entre o objeto e o anteparo projetando neste uma imagem do objeto, nítida e ampliada. Nestas condições, a distância da lente até o anteparo, em cm, vale

Um espelho esférico côncavo de raio de curvatura 36 cm fornece, de um objeto real colocado entre o vértice e o foco do espelho, uma imagem ampliada três vezes.

A distância do objeto ao vértice do espelho é, em cm,

Uma fonte luminosa esférica de 2,0 cm de diâmetro ilumina um objeto opaco, também esférico, de diâmetro 3,0 cm, colocado a 1,0 m de distância. Um anteparo é colocado a 3,0 m do objeto e a 4,0 m da fonte, perpendicularmente à reta que une os seus centros.
Nestas condições, a relação entre os raios das regiões de penumbra e de sombra projetadas no anteparo vale

Um motor produz vibrações transversais em uma corda de 0,60 m de comprimento, tendo uma extremidade fixa a uma parede e a outra ligada ao motor. A frequência produzida pelo motor é de 50 Hz e na corda se estabelece uma onda estacionária, de acordo com a figura abaixo.

A velocidade de propagação da onda na corda é, em m/s,

A água pinga de uma torneira num tanque com água. Verifica-se que, em meio minuto, caem 20 gotas e que, em meio minuto, as cristas das ondas formadas percorrem 2,0 m.

O comprimento de onda da perturbação é, em cm,

Um bloco de massa 100 g oscila em MHS preso à extremidade de uma mola de constante K = 800 N/m, sobre uma superfície horizontal sem atrito.

O máximo afastamento do bloco em relação à origem é de 10 cm. A máxima velocidade do bloco é, em m/s,

Duas pequenas partículas, inicialmente, estão eletricamente neutras. Retiram-se, então, 5,0 . 10¹⁰ elétrons de uma delas que são transferidos para a outra partícula.

A seguir, elas são separadas de 2,0 cm, no vácuo. A intensidade da força elétrica entre as partículas será, em newtons, de 

Dados:

Constante eletrostática do vácuo: 9,0 . 10⁹ N.m²/C²

Carga elementar: 1,6 . 10⁻¹⁹ C 

Duas cargas puntiformes Q₁ = 2,0 . 10⁻⁸ C e Q₂ = −3,0 . 10⁻⁸C são fixas nos pontos A e B, separadas de 20 cm, no vácuo.

Uma partícula de massa m = 1,0 . 10^{− 3} grama e carga q = 1,0 μC é abandonada no ponto médio do segmento que une A e B. A aceleração inicial adquirida pela partícula, em m/s², vale 

Dado: Constante eletrostática do vácuo = 9,0 . 10⁹ N.m²/C²

Considere as linhas de força de um campo elétrico uniforme E ,de intensidade E = 5,0 . 10⁴ N/C, e dois pontos A e B, no interior desse campo, como mostra a figura abaixo.

O trabalho realizado pelo campo para deslocar uma carga q = 2,0 μC de A até B, em joules, vale

Considere o circuito elétrico, esquematizado abaixo, constituído por um gerador (E =22 V, r = 1,0 Ω), três resistores (R₁ = 2,0 Ω, R2 = 5,0 Ω e R₃ = 3,0 Ω), um capacitor (C = 2,0 pF) e uma chave interruptora (k).

A relação entre a quantidade de carga elétrica armazenada no capacitor quando a chave k aberta e aquela quando k está fechada vale

Considere o circuito elétrico, esquematizado abaixo, constituído por um gerador (E = 15 v e r = 1,0 Ω), três resistores (R₁ = 4,0 Ω, R₂ =10 Ω e R₃ =10 Ω), e os aparelhos de medida ideais, amperímetro (A) e voltímetro (V)

As indicações dos aparelhos (A) e (V) valem, respectivamente,

Um fio metálico, longo e retilíneo, é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 2,5 A. Uma partícula eletrizada com carga q = 4,0 μC move-se paralelamente ao fio, a 5,0 cm do mesmo, com velocidade de 2,0 . 10⁶ m/s. A intensidade da força magnética que atua na partícula, em newtons, vale 
Dado: Permissividade absoluta do meio = 4 π . 10⁻⁷ T.m/A 

Considerando os efeitos relativísticos, a velocidade com que um elétron deveria se mover para que a sua massa seja o dobro daquela em repouso, em função da velocidade (c) da luz, é

A energia de um fóton de frequência 5 . 10¹⁴ Hz é, em eV, 

Dados: h = 6,6 . 10⁻³⁴ J.s 1 e V = 1,60 . 10⁻¹⁹ J 

Três feixes de radiação eletromagnética são emitidas na região A onde há um campo magnético uniforme, perpendicular à superfície desta folha de prova, dirigido para dentro.

Os feixes I, II e III correspondem, respectivamente, às radiações

Stefan e Boltzmann formularam uma lei que relaciona a potência irradiada P com a área A da superfície emissora e a temperatura absoluta T de um corpo.

P = ε. σ. A. T⁴, sendo σ uma constante universal σ = 5,7 . 10⁻⁸ W/m² . K⁴ e ε uma constante numérica menor do que 1, denominada emissividade da superfície.

Da mesma forma que um corpo irradia calor, ele também absorve calor do ambiente circundante, com mesmo valor de ε. Assim, a potência efetiva irradiada por um bloco de alumínio polido (ε = 0,05), de área A = 0,20 m², à temperatura de 127 °C, num ambiente a 27 °C vale em W, aproximadamente,