Questões de Concurso

    A figura apresenta dois cabos de mesmo comprimento L e mesma densidade linear de massa μ, em equilíbrio com as extremidades presas no teto e em um bloco, estando um dos blocos completamente mergulhado na água, com densidade dada por p_água. Os dois blocos mostrados na figura têm o mesmo volume, a mesma massa e sua densidade p é maior que a densidade da água. Considere que atuem nos blocos a força peso, a tração dos cabos e o empuxo da água (no caso de um dos blocos).  

Sendo ƒ₁ e ƒ₂  as frequências fundamentais de cada um dos cabos com extremidades presas, em que ƒ₁ > ƒ₂, então a razão ƒ₂/ ƒ₁ será dada por

    Uma membrana oscila com frequência ƒ em um movimento harmônico simples em torno de uma posição de equilíbrio, gerando uma onda sonora progressiva que se propaga num tubo cilíndrico muito longo preenchido por ar nas condições atmosféricas, cuja densidade é dada por p_ar, conforme mostrado na figura precedente. Definir o comprimento de onda λ, pois aparece na resposta.

Considere que I a direção do eixo de simetria do cilindro e de propagação da onda é denotado pôr x.  II a posição de equilíbrio da membrana é x =0. III no tempo t = 0, a membrana tem sua máxima amplitude com x = -A.

Nesse caso, a variação da pressão p(x, t), associada à propagação do som no tubo, será dada em função do tempo t e da posição x por

A figura anterior mostra um êmbolo preso que mantém um gás ideal confinado em um pequeno volume V₀ de um recipiente cilíndrico muito longo e com paredes adiabáticas. A parte do cilindro não ocupada pelo gás é um vácuo. O gás confinado está em equilíbrio termodinâmico com uma pressão P₀ e tem coeficiente adiabático dado por y. Em certo instante, o êmbolo (de área A) é liberado e pode deslocar-se livremente sem atrito ao longo do cilindro, então, o gás se expande, empurrando o êmbolo. Essa expansão é dada por um processo quase-estático adiabático. Nessa situação, quando o gás tiver expandido até um certo volume V > V₀, com menor que o volume total do cilindro, teremos que a força resultante sobre o êmbolo será dada por

Um recipiente cilíndrico de altura H e densidade p é colocado verticalmente em repouso sobre a superfície de um líquido com densidade p_liq, de tal modo que a base do cilindro fica em contato com o líquido, conforme a figura anteriormente apresentada. Nesse caso, se atuarem sobre o cilindro apenas a força peso e o empuxo, então a condição para que o cilindro afunde completamente na direção vertical e não volte mais a superfície será dada por

      Na figura precedente, uma caixa d’agua cúbica de lado L, fixa em determinada altura H da superfície da terra, está completamente cheia com a superfície aberta (superfície livre) em contato com o ar, e a parede de baixo da caixa é perpendicular com a direção vertical. Considere que um pequeno orifício de área a seja aberto na parede de baixo da caixa e a água comece a vazar para o ar. Considere também que o regime de escoamento da água seja o de um fluido ideal, isto é, um fluido incompressível e não viscoso.

Com base nessas informações, e assumindo-se por g a aceleração da gravidade na superfície da terra, é correto afirmar que, imediatamente após a abertura do orifício na base da caixa, a velocidade inicial de queda V da superfície livre será dada por