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ITA · Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA)

Questão 1 — Física: Análise Dimensional

Física Análise Dimensional

ITA Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2017 — Física

Gabarito disponível

Texto-base:
Quando precisar use os seguintes valores para constantes: Aceleração da gravidade: 10 m/s². Calor específico da água: 1,0 cal/g.K. Conversão de unidade: 1,0 cal = 4,2 J. Massa específica da água: 1g/cm³. Massa da Terra: 6,0 × 10²⁴kg. Raio da Terra: 6,4 × 10⁶m. Constante de Boltzman: k_B = 1,4 × 10⁻²³J/K. Constante dos gases: R = 8,3 J/mol.K. Massa atômica de alguns elementos químicos: M_C = 12 u, M_O = 16 u, M_N = 14 u, M_Ar = 40 u, M_Ne = 20 u, M_He = 4 u. Velocidade do som no ar: 340 m/s. Massa específica do mercúrio: 13,6 g/cm³. Permeabilidade magnética do vácuo: 4π × 10⁻⁷ Tm/A. Constante de Gravitação universal G = 6,7 × 10⁻¹¹m³/kg.s².

Ondas gravitacionais foram previstas por Einstein em 1916 e diretamente detectadas pela primeira vez em 2015. Sob determinadas condições, um sistema girando com velocidade angular w irradia tais ondas com potência proporcional a Gcᵝ Qᵞ wᵟ, em que G é a constante de gravitação universal; c, a velocidade da luz e Q, uma grandeza que tem unidade em kg.m². Assinale a opção correta.
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

Análise dimensional da potência de ondas gravitacionais.

Potência: ML²T⁻³. Com P ∝ G^a c^β Q^γ ω^δ, tem-se massa: −a+γ=1; comprimento: 3a+β+2γ=2; tempo: −2a−β−δ=−3. Para β = −5, γ = 2 e δ = 6, a = 1 e as três equações se verificam.

Análise das alternativas

B, C, D e E não satisfazem simultaneamente as três equações dimensionais, para nenhum valor de a.

Referência: Análise dimensional.

Resolução comentada do VaiConcursos.

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Gabarito: A

Fonte: Gabarito preliminar: Gabarito ITA Vestibular 2017 — página 1