Questões de Física

Um trem A viajava com uma velocidade de 40km/h quando seu maquinista percebeu que, nos mesmos trilhos à sua frente encontrava- se outro trem B em repouso. Imediatamente ele aplica os freios, imprimindo ao trem A uma aceleração retardadora constante. Nesse mesmo instante, o trem B parte uniformemente acelerado. Felizmente, por isso, foi evitada a colisão. A figura abaixo representa os gráficos velocidade-tempo dos dois trens, sendo t=0 o instante em que, simultaneamente, o trem A começou a frear, e o trem B partiu acelerado. Sabendo que nesse instante t=0 a distância entre eles era de 162m, pode-se afirmar que a menor distância entre a dianteira do trem A e a traseira do trem B foi de:

Um calorímetro de capacidade térmica desprezível contém um bloco de gelo e 100g de água em equilíbrio térmico. Com o auxílio de uma fonte que desenvolve uma potência constante, é fornecido calor para o interior do calorímetro e passa-se a monitorar sua temperatura. O gráfico abaixo informa como a temperatura no interior do calorímetro varia em função do tempo durante 25 minutos de monitoramento. Sendo o calor latente de fusão do gelo 80cal/g e o calor específico da água (líquida) 1,0cal/g 0 C, pode-se afirmar que a massa do gelo inicialmente contido no calorímetro era:

Duas pequenas esferas de mesmas dimensões que se deslocam sobre uma guia horizontal, com atritos desprezíveis, com movimento uniforme em sentidos opostos, vão colidir direta e frontalmente. Antes da colisão, a esfera A, de massa igual a 3kg, move-se para a direita com uma velocidade de módulo igual a 2m/s, enquanto que a esfera B, de massa igual a 1kg, move-se para a esquerda com uma velocidade de módulo igual a 10m/s, como ilustra a figura acima. Se a colisão não for perfeitamente elástica, haverá um decréscimo no valor da energia cinética do sistema constituído pelas duas esferas. No caso dessa colisão, esse decréscimo poderá ser, no máximo de:

No interior de uma piscina há um espelho plano horizontal. Um raio de luz monocromática, vindo do ar, penetra na água com ângulo de incidência de 45 0 , refrata-se e, a seguir, reflete-se no espelho. O raio refletido pelo espelho, que faz 60 0 com o raio refratado, retorna à superfície livre da água e emerge para o ar, como mostra, abaixo, a figura 1. Gira-se o espelho em torno de um eixo vertical até que o raio refletido por ele retorne à superfície livre da água com ângulo de incidência limite (L), como mostra a figura 2, acima. Sendo o índice de refração do ar nar =1, pode-se afirmar que, em relação à sua posição inicial, o espelho girou:

A figura mostra um avião descrevendo uma curva circular de centro C e de raio R, em um plano horizontal, com velocidade escalar constante. Sobre o avião estão atuando quatro forças: seu peso P, a força de sustentação Fs exercida pelo ar, a força de propulsão F p devida aos motores, e a força de resistência FR devida aos diversos atritos que se opõem ao movimento. Considerando- se essas informações, pode-se a? rmar que:

Analise as afirmativas abaixo. 1ª- Quando uma onda luminosa monocromática, vinda do vácuo, incide num cristal transparente, dá origem a uma onda refletida e a outra refratada, ambas de mesma frequência, porém, o comprimento da onda refletida é maior do que o da onda refratada. 2ª- A frequência de uma onda depende exclusivamente da fonte emissora. Já a velocidade de propagação de uma onda luminosa no vácuo é maior do que qualquer outro meio transparente. Considerando o conteúdo das duas afirmativas e a existência ou não de uma relação entre elas, pode-se afirmar que:

Uma pequena esfera de aço, suspensa a um suporte por um fio ideal está oscilando, com atrito desprezível, num plano vertical, entre as posições extremas A e B, nas quais o fio forma 60 0 com a vertical, como mostra a figura abaixo. A razão entre os valores máximo e mínimo da tensão no fio durante essas oscilações é igual a:

Dois projéteis são lançados do solo a uma distância de 30m um do outro: o projétil (1) obliquamente, e o projétil (2) verticalmente para cima. Verifica-se que eles se chocam no instante em que ambos atingem os pontos mais altos de suas trajetórias, a 20m do solo, como mostra a figura abaixo. Supondo a resistência do ar desprezível e considerando g=10m/s 2 , pode-se afirmar que o projétil (1) foi lançado do solo com uma velocidade de módulo igual a:

Numa região delimitada pelos eixos cartesianos OX e OY, localizada no 1º quadrante, há um campo magnético uniforme B perpendicular ao plano da página, apontando para dentro. Uma partícula de massa m e carga elétrica q penetra nessa região no ponto J, com uma velocidade V0 perpendicular ao eixo OX e a abandona no ponto K, com uma velocidade V perpendicular ao eixo OY, como mostra a figura acima.

Um bloco de 4kg é abandonado a uma altura de 4,75m verticalmente acima de uma mola ideal de constante elástica K=80N/m, que possui uma extremidade ? xa a um piso horizontal, como mostra a ? gura abaixo. Suponha que o bloco, ao colidir com a mola, a comprima verticalmente. Desprezando-se as perdas de energia mecânica, e considerando g=10m/s 2 , o valor máximo do módulo da velocidade do bloco enquanto ele está descendo é:

Analise as afirmativas abaixo. 1ª- Em uma trajetória curvilínea, o módulo do vetor velocidade média é menor que o módulo da velocidade escalar média correspondente ao mesmo intervalo de tempo. 2ª- Quando dois móveis percorrem distâncias desiguais em intervalos de tempos iguais, o que percorreu a menor distância mudou de posição mais lentamente. Considerando o conteúdo das duas afirmativas e a existência ou não de uma relação entre elas, pode-se afirmar que:

O tempo previsto para a travessia de catamarãs entre Rio e Niterói é de 15 minutos, num percurso de 6km. Certo dia, durante uma travessia, uma forte chuva obrigou o condutor a reduzir, durante 10 minutos, a velocidade do catamarã para 12km/h. Passada a chuva, o barco retomou sua marcha habitual. Por causa disso, o tempo de duração dessa travessia, em relação ao tempo estimado, sofreu um acréscimo de:

Observe a figura acima, que mostra uma ampla faixa do espectro eletromagnético. Sabendo-se que a velocidade de propagação de uma radiação eletromagnética, no ar, é aproximadamente 3.10 5 km/s, uma onda eletromagnética de comprimento de onda 10 -7 m encontra-se na faixa de:

Uma fonte luminosa pontual encontra-se sobre o eixo principal de um espelho côncavo, a 5 cm do foco. A imagem dessa fonte pontual conjugada pelo espelho forma-se a 80 cm do foco. A distância focal do espelho é:

Um automóvel viaja numa estrada plana retilínea e horizontal com uma velocidade de 8m/s. À sua frente vai um caminhão com uma velocidade de 10m/s, que transporta um espelho plano (E) preso à sua traseira, como ilustra a figura acima. O motorista do automóvel observa a imagem de seu próprio carro refletida pelo espelho plano transportado pelo caminhão. Já o motorista do caminhão observa a imagem do automóvel refletida pelo espelho plano retrovisor de seu veículo. Ambos veem as imagens do automóvel deles se afastando. As velocidades com que essas imagens deles se afastam são de:

A figura acima representa o gráfico velocidade-tempo de uma partícula. Sabe-se que, no instante t=5s, a partícula se encontra na posição de coordenada s=78m. Nesse caso, pode-se afirmar que, no instante t=0, ela se encontrava na posição de coordenada:

Um corpo cilíndrico é introduzido de boca para baixo em um recipiente aberto que contém mercúrio, de modo que nenhum ar escape de seu interior. O corpo é mantido parcialmente submerso na posição indicada na figura abaixo, na qual o mercúrio conseguiu nele penetrar até ⅓ de sua altura. Sendo a pressão atmosférica local 760mm de Hg, a diferença de nível h entre as superfícies livres do mercúrio no recipiente e no interior do corpo é igual a:

Sabe-se que 1 mol de qualquer substância possui (aproximadamente) 6.10 23 moléculas. Colocam-se 18g de água em um recipiente aberto. Decorrido algum tempo, verifica-se que, por evaporação, ¼ das moléculas passou da fase líquida para a fase gasosa. Consequentemente, a ordem de grandeza do número de moléculas que resta na fase líquida é:

O Insano é um toboágua com 41 metros de altura, localizado no Beach Park, na cidade de Fotaleza-CE. Em função da sua altura e inclinação, o toboágua proporciona uma descida extremamente rápida, e em poucos segundos o banhista chega ao ponto mais baixo com uma velocidade aproximadamente de 100,8km/h. Por essas características, o Insano é considerado o mais radical dos equipamentos do gênero no planeta. Considerando que um banhista com 70kg parte com velocidade inicial igual a zero do ponto mais alto do toboágua e que a aceleração da gravidade local é 10m/s 2 , a energia dissipada pelos diversos atritos que se opõem ao movimento ao longo da descida é:

A figura abaixo representa, num gráfico pxV, dois processos através dos quais um gás ideal evolui a partir de um estado inicial A de equilíbrio termodinâmico. No processo 1, o gás se expande isotermicamente até outro estado de equilíbrio termodinâmico B. No processo 2, ele se expande adiabaticamente até um terceiro estado de equilíbrio termodinâmico C. Verifica-se que, durante ambas as expansões, o gás realiza o mesmo trabalho W. Nesse caso, a quantidade de calor Q1 envolvido no processo 1, e a variação de energia interna ?U2 , ocorrida no processo 2, são tais que:

A figura abaixo mostra três pequenas esferas A, B e C, carregadas com cargas elétricas Q, Q’ e q, respectivamente, alinhadas sobre um plano horizontal, com a esfera C mais próxima de A do que de B. Verifica-se experimentalmente que, sendo as esferas abandonadas nas posições mostradas na figura, as três permanecem em repouso, mesmo sendo os atritos desprezíveis. Nesse caso, se |Q’|=4|Q|, e a distância entre as esferas A e B for d, a distância entre as esferas A e C será:

Uma partícula está animada por um movimento circular uniforme de período T. Seja ?t o intervalo de tempo necessário para que a partícula se desloque entre dois pontos de sua trajetória. Em cada volta, o valor máximo do módulo do impulso da resultante das forças que atuam sobre a partícula será máximo quando ?t for igual a:

Um carro de fórmula 1 possui uma chapa metálica quadrada, de um material homogêneo, para a proteção dos pés do piloto. A chapa possui um orifício circular por onde passa o eixo de direção do carro. Suponha que, durante a corrida, a chapa se aqueça de um modo uniforme e que seu lado aumente 2,00%. Nesse caso, a área do orifício circular:

No circuito esquematizado na figura apresentada abaixo, o voltímetro e o amperímetro são ideais, e a resistência do resistor R=7O. Com as chaves C1 e C2 abertas, o voltímetro indica 36V. Com apenas a chave C1 fechada, o voltímetro passa a indicar 28V. Nesse caso, imediatamente após se fechar também a chave C2 , o amperímetro indicará:

A figura 1 mostra um bloco em repouso, apoiado numa superfície plana e horizontal. Nesse caso, a superfície exerce sobre ele uma força A fi gura 2 mostra o mesmo bloco descendo, com movimento uniforme, uma rampa inclinada em relação à horizontal ao longo da reta de menor declive. Nesse caso, a rampa exerce sobre ele uma força Essas forças são tais que:

Os três blocos representados na figura abaixo têm massas iguais, estão suspensos a duas roldanas fixas e são abandonados na posição indicada. Considere os fios e as roldanas ideais e desprezíveis os atritos nos eixos das roldanas. Sendo g o vetor da aceleração da gravidade, o vetor aceleração do bloco (2) imediatamente após o instante em que são abandonados é:

As figuras abaixo mostram dois blocos, A e B, de mesmas dimensões e de massas iguais, estando o bloco A sobre o bloco B, e este apoiado sobre um piso horizontal. Na situação ilustrada na fi gura 1, os blocos estão presos um ao outro por fios horizontais que passam por uma roldana fixa a uma parede vertical. Já na situação ilustrada na fi gura 2, apenas o bloco A está preso por um fio horizontal à parede vertical. Considere ideais os fios e a roldana fixa e que são iguais os coeficientes de atrito estático, tanto entre os blocos A e B quanto entre o bloco B e o piso horizontal. Tenta-se fazer o bloco B começar a se mover exercendo sobre ele uma força horizontal na situação ilustrada na figura 1, e uma força horizontal na situação ilustrada na figura 2. A razão entre os valores dos módulos de e de tornam iminentes o deslizamento do bloco B, é igual a:

Para alimentar uma lâmpada de 20W – 5V, dispõe-se de n geradores idênticos, cada um de força eletromotriz e=6V e resistência interna r=1O, ligados a ela, como mostra o esquema acima. Para que a lâmpada funcione de acordo com suas especificações, o número n de geradores utilizados deve ser:

A figura abaixo mostra um pulso triangular, cujas dimensões e forma estão indicadas, propagando-se para a direita em uma corda. O movimento transversal de um ponto qualquer da corda ao serperturbado pelo pulso triangular tem duas fases distintas: ele vai de sua posição normal até o ponto mais alto, gastando um tempo t, e retorna do ponto mais alto até sua posição normal, gastando um tempo t ́. A razão é igual a:

Numa bicicleta, a roda dentada à qual estão acoplados os pedais tem um raio R1 =10cm . A catraca, ligada à roda dentada pela corrente, tem um raio R2 =5cm. Já a roda motriz, a traseira, tem um raio R3 =20cm, como mostra a figura acima. Durante um treino, um ciclista mantém um ritmo de 2 pedaladas por segundo. Supondo que a roda motriz role sem deslizar sobre o piso de apoio, pode-se afirmar que a velocidade da bicicleta é de aproximadamente: