PUC-RJ 2021 Física - Questões

Uma caixa oca cúbica de massa $10\ kg$ se encontra flutuando em um líquido tal que $20\%$ de seu volume se encontra submerso. O líquido se encontra em um tanque de $1,6\ m$ de profundidade, aberto à pressão atmosférica. No fundo do tanque, a pressão é $20\%$ maior que a da superfície. Qual é o volume da caixa, em litros?

Dados:

$g = 10\ m/s^2$

$p_{atm} = 1,0\times 10^5\ Pa$

Sobre fenômenos elétricos e magnéticos, considere as seguintes afirmações:

I – Correntes elétricas em um fio metálico são fruto do movimento de cargas positivas (prótons) livres no metal.

II – Raios formados em uma tempestade são descargas devido à magnetização das nuvens.

III – As propriedades magnéticas de um imã comum são consequência da existência e do movimento de cargas elétricas em seu interior.

É correto afirmar que

Ao se movimentar sobre o plano horizontal $x–y$, uma partícula de massa $m = 2,0\ kg$ possui uma velocidade vetorial inicial dada pelas componentes $(v_x = 5,0\ m/s;\ v_y = 9,0\ m/s)$. Após sofrer a ação de uma força $F$ e uma força de atrito $f_{at}$, ambas horizontais, sua velocidade final é dada por $(v_x = 5,0\ m/s;\ v_{yf} )$.

Sabendo que o trabalho realizado pela força $F$ é $\tau_F=83 \ J$, e que o trabalho realizado pela força de atrito $\tau_{fat}$ tem módulo $20\ J$, calcule $v_{yf}$ (em $m/s$) sabendo que é positiva.

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

Uma quantidade de $400\ g$ de água a $30\ ^\circ C$ se encontra dentro de um calorímetro ideal de capacidade térmica desprezível.

Calcule, em $g$, a quantidade mínima de gelo a $0\ ^\circ C$ que deve ser adicionada à água de modo a que, ao atingir o equilíbrio, o sistema contenha água a $0\ ^\circ C$.

Dados:

densidade da água $= 1,0\ g/cm^3$

calor específico da água $= 1,0\ cal/(g\cdot ^\circ C)$

calor latente de fusão da água $L = 80\ cal/g$

Dois resistores em paralelo, com resistências $R_1$ e $R_2$ ($R_2 < R_1$), quando submetidos a uma diferença de potencial $U = 90\ V$, dissipam uma potência de $810\ W$ na forma de calor. Esses mesmos dois resistores, quando em série e submetidos à mesma $U = 90\ V$, dissipam $180\ W$ na forma de calor.

Calcule os valores de $R_1$ e $R_2$, respectivamente, em $\Omega$.