PUC-RJ 2019 Física - Questões

Um corpo, de massa $10,0\ kg$, é levantado verticalmente com aceleração constante igual a $2,37\ m/s^2$, por uma altura de $5,00 \ m$. Calcule, em $J$, o trabalho realizado pela força peso ao longo da subida.

Dado: $g = 10 \ m/s^2$.

Seja uma força desconhecida $F$, que é aplicada em um corpo de massa igual a $4,0 \ kg$, localizado sobre um plano inclinado, fazendo um ângulo de $30^\circ$ com a horizontal, como na Figura. Esse corpo sobe com uma velocidade constante de $2,00\ m/s$ ao longo do plano.

Calcule, em $W$, a potência fornecida pela força $F$ ao longo da trajetória do corpo. Despreze todos os atritos e considere $g = 10,0\ m/s^2$.

Em um calorímetro, de capacidade calorífica desprezível, há $120\ g$ de água a $60\ ^\circ C$. Calcule a massa de gelo a $0\ ^\circ C$, em $g$, que deve ser adicionada ao calorímetro de modo que a temperatura final de equilíbrio do sistema seja $40\ ^\circ C$.

Dado:

Calor Latente de Fusão do gelo: $80 \ cal/g$.

Calor específico sensível da água: $1 \ cal/g\cdot ^\circ C$

Um pequeno copo é virado na superfície de um lago, onde o volume $V$ de ar contido no copo está na pressão atmosférica. O copo é baixado até a profundidade $H$, onde o volume de ar dentro do copo se torna $\frac{V}{2}$, como mostrado na figura.

Este processo é lento, e a temperatura do copo e da água pode ser considerada como constante.

Considerando o ar um gás ideal, calcule a profundidade $H$, em metros.

Dados:

$g = 10,0 \ m/s^2;$

$p_{atm} = 1,00 \times 10^5\ Pa;$

$\rho_{água} = 1,00 \times 10^3\ kg/m^3$

Um feixe de luz se propagando no ar encontra, perpendicularmente, uma camada de material transparente, de espessura $L = 1,50 \times 10^{-3}\ m$. O índice de refração do material é $n = 2,00$.

Calcule, em $s$, o tempo necessário para o feixe de luz atravessar o material.

Dado:

$c = 3,00 \times 10^8\ m/s$