Questões de Concurso

Molas são dispositivos práticos para emprego em experimentos de sala de aula. Um professor suspende verticalmente um mesmo corpo com duas molas iguais em duas situações: arranjo de molas em série (s) e em paralelo (p) para observar o movimento oscilatório produzido pelo arranjo. 
Fonte: adaptado de wikipedia commons




Assinale a alternativa que identifica corretamente a relação esperada para a proporção Ts/Tp entre os períodos de oscilação, Ts e Tp, de cada situação considerando que o modelo elástico para a força de restituição é válido.

Em 2020 a física Andreia Ghez recebeu o prêmio Nobel de Física por seus trabalhos na descrição do buraco negro que existe no centro da Via Láctea a partir do movimento observado de estrelas, registrado ao longo de cerca de 20 anos. Abaixo vemos a reconstrução da trajetória de estrelas (círculos) em torno de um ponto (indicado visualmente por uma estrela de cinco pontas, que representa a posição do buraco negro nas imagens). 



Fonte: UCLA Galactic Center Group - https://youtu.be/tMax0KgyZZU 

Considere as afirmativas abaixo.

I. A partir do período orbital e dos raios médios identificados para as diferentes estrelas observadas é possível inferir a massa do buraco negro. II. Os dados todos são incompatíveis com as leis de Kepler já que buracos negros só podem ser descritos pela relatividade geral de Einstein. III. A proporção entre o quadrado do período das órbitas e o cubo de seus raios médios deve resultar um valor relativamente consistente para as órbitas fechadas que sejam identificadas pelos pesquisadores.

Estão corretas as afirmativas:

Se a partir da observação experimental da geometria de Marte utilizando um telescópio seja verificado que ele tem raio de cerca de 3400km, ao passo que o raio da terra é de 6400 km, é possível, utilizando o modelo newtoniano para a gravitação, estimar que a proporção entre os valores da aceleração da gravidade na superfície de Marte (gM) e na Terra (gT), gM/gT, obedece:

Na presença da força de arrasto significativo a queda livre não é um modelo adequado para a descrição da queda dos corpos. Dois modelos efetivos usualmente são evocados para explorar o fenômeno e envolvem a força de resistência, surgida no deslocamento do corpo contra um meio fluido, dependente da velocidade:
Modelo 1: proporcional (dependência linear) da força de resistência com a velocidade (quando o corpo se desloca em meio denso suficiente para que o escoamento do fluido sob sua superfície seja laminar)

Modelo 2: com dependência quadrática da força de resistência com velocidade (quando o escoamento do fluido contra o corpo apresenta turbulência). 

Em termos desses dois modelos considerando um corpo de 1kg com velocidade terminal de 20 m/s, e assumindo g = 10 m/s² , os valores estimados dos coeficientes de proporcionalidade desta força produzida sobre o corpo nos modelos 1 e 2, respectivamente, são:

A missão Mars-2020 da Nasa levou um rover (Perseverance) e um drone (Ingenuity) à Marte. A atmosfera marciana é muito rarefeita, e ainda que a gravidade seja consideravelmente menor, isso exige que o drone precise rotacionar suas hélices a valores muito maiores do que os drones usuais que voam na atmosfera terrestre para conseguir produzir a força de sustentação, e essa demonstração também representa um feito tecnológico apreciável, afinal equivaleria a tentar voar um drone à altitudes de cerca de 27 km na Terra. No primeiro voo, no dia 19 de abril de 2021, a Ingenuity apenas subiu verticalmente a 3 m de altitude em um tempo de 3 s. Considerando que a gravidade em Marte é de cerca de 4 m/s² , a massa do drone é de 2 kg e que a velocidade de subida foi constante de 1 m/s, assinale a alternativa correta sobre a potência desenvolvida na subida (que não leva em consideração o esforço do motor para rodar as pás das hélices):