ISCTE - Licenciatura em Engenharia de Telecomunicações e Informática
Física, Ano lectivo 01/02, 20/6/02
Exame de 2ª Época Duração: 3h
Justifique todas as respostas.
1- (3 valores)
Considere uma esfera lançada (partindo do repouso) numa calha sem
atrito como a da figura ao lado.
3m
a) Qual o tempo de queda até ao ponto A? (0,5 valores)
b) Qual a altura hB sabendo que a esfera sai da calha com uma
velocidade que em módulo é 8 m/s? (1,0 valores)
A
1m
B hB
c) A esfera atinge o solo no ponto C com que velocidade horizontal?
(Se não resolveu a alínea b considere hB=60 cm) (1,5 valores)
C
1m
2- (3 valores)
a) Sabe-se que num sistema solar as órbitas dos planetas têm uma distância à estrela central d e um período
de translação T que se relacionam (aproximadamente) por T 2/d 3=cte. Determine essa constante. (Lembrese que ac=ω2d e ω=2π/T.) (1,5 valores)
b) Sabendo que a translação de Saturno em torno do Sol dura 29,46 anos (terrestres), qual a
distância de Saturno ao Sol, dSat, em termos da distância da Terra ao Sol, dT? (1,5 valores)
3- (4 valores)
Considere o sistema de dois corpos ilustrado na figura sendo m2=2m1=700g.
a) Represente as forças envolvidas neste sistema mecânico? (1,0 valor)
m1
b) Quais as acelerações que os corpos sofrem quando deixados livres? (1,5 valores)
m2
c) Qual a tensão na corda? (1,5 valores)
4- (4 valores)
Um feixe de electrões é deflectido por duas placas metálicas
paralelas. A velocidade dos electrões segundo x é 3 Mm/s. Massa do
electrão: me=9,1×10-31 kg.
a) Qual o valor do campo eléctrico que provoca uma deflexão do
raio como a da figura? (2 valores)
y
d2=16 cm
x
d =42 cm
1
b) Qual a potência despendida pela fonte de alimentação para que o
desvio se efectuasse em 0,14 µs (Se não resolveu a alínea b considere E=50 N/m)? (2 valores)
5- (3 valores)
Considere um plano não condutor infinito com uma distribuição uniforme de cargas positivas com densidade
σ= 5 nC/m2.
a) Caracterize o campo eléctrico, E, em todos os pontos do espaço. (1,5 valores)
b) Se o plano fosse finito, por que motivo a caracterização de E(x,y,z) seria mais difícil? (1,5 valores)
6- (3 valores)
Na sua famosa experiência de 1911, Rutherford disparou partículas α (núcleos de Hélio, i.e. 2 protões de
massa mp e 2 neutrões de massa mn) contra núcleos de ouro. Observou que algumas partículas eram
reflectidas: eram as partículas que colidiam com o núcleo do átomo! As partículas α eram aceleradas até à
velocidade vα=2,00×107 m/s, a carga dum protão é qp=1,60×10-19C, a massa das partículas alfa (2mp+2mn) é
6,64×10-27 kg e o número atómico do ouro é 79.
a) Qual a carga das partículas α e qual a carga do núcleo de ouro? (0,5 valores)
b) Qual a energia cinética das partículas antes de começarem a diminuir a velocidade? (0,5 valores)
c) A que distância do núcleo se dá a inversão de sentido das partículas α? (ke=8,99×109Nm2/C2) (2 valores)