Questões de Vestibular Comentadas sobre física

Além de poderem ser observados em pequenos objetos e máquinas construídas pelo homem, os campos magnéticos também estão presentes em escala astronômica. As estrelas, como o Sol, produzem intensos campos, criando ao seu redor o que se chama de magnetosfera. [....] Existem objetos estelares capazes de produzir campos magnéticos absurdamente altos, como o que ocorre nos pulsares – restos mortais de estrelas gigantes, constituídos apenas por nêutrons. São campos magnéticos na ordem de 100 milhões de Tesla! Perto deles, o campo magnético produzido pela Terra é quase nada: sua intensidade está na ordem de 0,0001 Tesla, bem menor do que a do ímã de geladeira. Mesmo assim, o campo magnético terrestre é de fundamental importância para o desenvolvimento da vida por aqui. O fato de o planeta possuir um campo magnético impede que partículas com alta energia, vindas do espaço interestelar ou do próprio Sol, atinjam a superfície terrestre, o que poderia ser prejudicial a diversas formas de vida, inclusive a nossa.
http://cienciahoje.org.br/coluna/da-geladeira-ao-espaco-sideral/. Acesso em 02.mar.2019. (Adaptado)

A respeito do magnetismo terrestre, são feitas as seguintes afirmações.
I. As partículas com alta energia, vindas do espaço interestelar ou do próprio Sol, citadas no texto, quando eletrizadas e sob a ação do campo magnético terrestre, são responsáveis pela formação das auroras polares. II. As bússolas são pequenos imãs que, quando livres, alinham-se com o campo magnético terrestre citado no texto e se posicionam aproximadamente na direção Norte-Sul do planeta. III. O campo magnético terrestre, apesar de baixa intensidade, como citado no texto, possui módulo, direção e sentido constantes em todos os pontos da superfície da Terra, fato esse que possibilita seu uso na orientação de viajantes em qualquer posição do planeta.
Em relação às afirmações acima, marque V para as verdadeiras e F para as falsas e assinale a alternativa correta.

Os termômetros são equipamentos construídos para realizar medidas de temperatura de forma indireta. O termômetro é montado para utilizar uma propriedade física cujas variações estão associadas à temperatura, chamada de propriedade termométrica. O valor da temperatura é determinado e indicado em função da situação física detectada, sendo que, para efeitos de calibração, se faz necessário o uso de referências ou de padrões.
Qual das alternativas possui propriedades físicas que podem ser utilizadas para construção de termômetros para realizar medidas de variações de temperaturas?

Um circuito, utilizando um conjunto gerador de células fotovoltaicas e um resistor, é montado conforme mostra a Figura A. O gráfico da Figura B indica as curvas de Diferença De Potencial (DDP) em função da corrente elétrica do conjunto gerador de células fotovoltaicas e do resistor indicados na Figura A.

Qual a potência que o conjunto gerador de células fotovoltaicas fornece ao resistor nas condições do circuito da Figura A?

Três tipos de laser comumente utilizados para depilação têm comprimentos de onda λ₁ = 760 nm , λ₂ = 800 nm e λ₃ = 1060 nm , respectivamente. Se a velocidade da luz vale c = 3, 0 x 10⁸ m/s, o laser de maior frequência tem uma frequência de aproximadamente

Na depilação, o laser age no interior da pele, produzindo uma lesão térmica que queima a raiz do pelo. Considere uma raiz de pelo de massa m = 2, 0 x 10⁻¹⁰ kg inicialmente a uma temperatura T = 36^o C que é aquecida pelo laser a uma temperatura final Tf = 46 C. Se o calor específico da raiz é igual a c = 3000 J/(kg ^o C) , o calor absorvido pela raiz do pelo durante o aquecimento é igual a

Uma sessão de depilação a laser utiliza pulsos de alta potência e curta duração. O tempo total da sessão depende da área tratada. Considere certa situação em que a luz do laser incide perpendicularmente em uma área A = 2 mm² com uma intensidade média igual a I = 2, 0 x10⁴ W/m² . A energia luminosa que incide nessa área durante um intervalo de tempo Δt 3 ms é igual a

Leve em conta ainda os dados mostrados no gráfico da questão anterior, referentes à temperatura da água ( T ) em função da profundidade ( d ). Considere um volume cilíndrico de água cuja base tem área A = 2 m² , a face superior está na superfície a uma temperatura constante T_A e a face inferior está a uma profundidade d a uma temperatura constante T_B , como mostra a figura a seguir. Na situação estacionária, nas proximidades da superfície, a temperatura da água decai linearmente em função de d , de forma que a taxa de transferência de calor por unidade de tempo ( ), por condução da face superior para a face inferior, é aproximadamente constante e dada por em que é a condutividade térmica da água. Assim, a razão é constante para todos os pontos da região de queda linear da temperatura da água mostrados no gráfico apresentado.

Utilizando as temperaturas da água na superfície e na profundidade d do gráfico e a fórmula fornecida, conclui-se que, na região de queda linear da temperatura da água em função de d , é igual a

Frequentemente esses drones são usados para medir a temperatura da água ( T ) em função da profundidade ( d ), a partir da superfície ( d = 0 ), como no caso ilustrado no gráfico a seguir (dados adaptados).

Considere que a densidade da água é p = 1000 kg/m³ e constante para todas as profundidades medidas pelo drone. Qual é a diferença de pressão hidrostática entre a superfície e uma profundidade para a qual a temperatura da água é T = 19^o C? 

Considere um drone que utiliza uma bateria com carga total q = 900 mAh . Se o drone operar por um intervalo de tempo igual a Δt = 90 min , a corrente média fornecida pela bateria nesse intervalo de tempo será igual a

Em uma pescaria é utilizada uma linha com boia e anzol. Inicialmente, na posição de espera, a linha acima da boia mantém-se frouxa e a boia flutua, ficando com 1/3 do seu volume submerso (figura 1). Quando o peixe é fisgado, a boia é puxada, ficando totalmente submersa e momentaneamente parada; simultaneamente, a linha que a une ao anzol fica esticada verticalmente (figura 2). A parte superior da linha, acima da boia, mantém-se frouxa. Nessa situação, quanto vale o módulo da tensão da linha que une a boia ao anzol? Despreze as massas da linha e do anzol, bem como o atrito viscoso com a água.

O físico inglês Stephen Hawking (1942-2018), além de suas contribuições importantes para a cosmologia, a física teórica e sobre a origem do universo, nos últimos anos de sua vida passou a sugerir estratégias para salvar a raça humana de uma possível extinção, entre elas, a mudança para outro planeta. Em abril de 2018, uma empresa americana, em colaboração com a Nasa, lançou o satélite TESS, que analisará cerca de vinte mil planetas fora do sistema solar. Esses planetas orbitam estrelas situadas a menos de trezentos anos-luz da Terra, sendo que um anoluz é a distância que a luz percorre no vácuo em um ano.

Considere um ônibus espacial atual que viaja a uma velocidade média v = 2,0 x 10⁴ km/s . O tempo que esse ônibus levaria para chegar a um planeta a uma distância de 100 anos-luz é igual a

(Dado: A velocidade da luz no vácuo é igual a c = 3,0 10⁸ m/s .)

 Um objeto de massa m = 10 kg está suspenso por dois cabos que exercem trações  de mesma intensidade T, de modo que . As trações exercidas pelos cabos estão dispostas conforme mostra a figura ao lado, fazendo um ângulo de 30° com a direção horizontal. O objeto está em equilíbrio estático e sujeito à atração gravitacional da Terra. Nesse local, a aceleração gravitacional é g = 10 m/s². 

As medições no local são executadas por um observador inercial. Sabe-se que 1 V3 sen 30° = cos 60° = 1/2 , e que sen 60° = cos 30° = √3/2. 

Levando em consideração os dados apresentados, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do módulo da tração exercida por cada cabo. 

Na maioria dos peixes elétricos as descargas são produzidas por órgãos elétricos constituídos por células, chamadas eletroplacas, empilhadas em colunas.

Suponha que cada eletroplaca se comporte como um gerador ideal. Suponha que o sistema elétrico de um poraquê, peixe elétrico de água doce, seja constituído de uma coluna com 5000 eletroplacas associadas em série, produzindo uma força eletromotriz total de 600 V.

(https://hypescience.com. Adaptado.)

Considere que uma raia-torpedo, que vive na água do mar, possua um sistema elétrico formado por uma associação em paralelo de várias colunas, cada uma com 750 eletroplacas iguais às do poraquê, ligadas em série, constituindo mais da metade da massa corporal desse peixe.

(www.megatimes.com.br. Adaptado.)


Desconsiderando perdas internas, se em uma descarga a raia-torpedo conseguir produzir uma corrente elétrica total de 50 A durante um curto intervalo de tempo, a potência elétrica gerada por ela, nesse intervalo de tempo, será de

A sensibilidade visual de humanos e animais encontra-se dentro de uma estreita faixa do espectro da radiação eletromagnética, com comprimentos de onda entre 380 nm e 760 nm. É notável que os vegetais também reajam à radiação dentro desse mesmo intervalo, incluindo a fotossíntese e o crescimento fototrópico. A razão para a importância dessa estreita faixa de radiação eletromagnética é o fato de a energia carregada por um fóton ser inversamente proporcional ao comprimento de onda. Assim, os comprimentos de onda mais longos não carregam energia suficiente em cada fóton para produzir um efeito fotoquímico apreciável, e os mais curtos carregam energia em quantidade que danifica os materiais orgânicos.

(Knut Schmidt-Nielsen. Fisiologia animal: adaptação e meio ambiente, 2002. Adaptado.)

A tabela apresenta o comprimento de onda de algumas cores do espectro da luz visível:

Sabendo que a energia carregada por um fóton de frequência f é dada por E = h × f, em que h = 6,6 × 10^–34 J·s, que a velocidade da luz é aproximadamente c = 3 × 10⁸ m/s e que 1 nm = 10^–9 m, a cor da luz cujos fótons carregam uma quantidade de energia correspondente a 3,96 × 10^–19 J é 

Em uma atividade de sensoriamento remoto, para fotografar determinada região da superfície terrestre, foi utilizada uma câmera fotográfica constituída de uma única lente esférica convergente. Essa câmera foi fixada em um balão que se posicionou, em repouso, verticalmente sobre a região a ser fotografada, a uma altura h da superfície.




Considerando que, nessa atividade, as dimensões das imagens nas fotografias deveriam ser 5000 vezes menores do que as dimensões reais na superfície da Terra e sabendo que as imagens dos objetos fotografados se formaram a 20 cm da lente da câmera, a altura h em que o balão se posicionou foi de 

Para obter energia térmica, com a finalidade de fundir determinada massa de gelo, produziu-se a combustão de um mol de gás butano (C₄H₁₀), a 1 atm e a 25 ºC. A reação de combustão desse gás é:

C₄H₁₀ (g) +13/2 O₂ (g)→ 4CO₂ (g) + 5H₂ O (l)

As entalpias-padrão de formação (ΔH) das substâncias citadas estão indicadas na tabela:

Considerando que a energia térmica proveniente dessa reação foi integralmente absorvida por um grande bloco de gelo a 0 ºC e adotando 320 J/g para o calor latente de fusão do gelo, a massa de água líquida obtida a 0 ºC, nesse processo, pelo derretimento do gelo foi de, aproximadamente,

A figura representa o perfil, em um plano vertical, de um trecho de uma montanha-russa em que a posição de um carrinho de dimensões desprezíveis é definida pelas coordenadas x e y, tal que, no intervalo 0 ≤ x ≤ 2π, y = cos(x).



Nessa montanha-russa, um carrinho trafega pelo segmento horizontal A com velocidade constante de 4 m/s. Considerando g = 10 m/s² ,√2 = 1,4 e desprezando o atrito e a resistência do ar, a velocidade desse carrinho quando ele passar pela posição de coordenada será

    Para completar minha obra, restava uma última tarefa: encontrar a lei que relaciona a distância do planeta ao Sol ao tempo que ele leva para completar sua órbita.

    Por fim, já quase sem esperanças, tentei T²/D³. E funcionou! Essa razão é igual para todos os planetas! No início, pensei que se tratava de um sonho. Essa é a lei que tanto procurei, a lei que liga cosmo e mente, que demonstra que toda a Criação provém de Deus. Minha busca está encerrada.

(Apud Marcelo Gleiser. A harmonia do mundo, 2006. Adaptado.)

A lei mencionada no texto refere-se ao trabalho de um importante pensador, que viveu

O gráfico representa a velocidade escalar de um nadador em função do tempo, durante um ciclo completo de braçadas em uma prova disputada no estilo nado de peito, em uma piscina.

(www.if.ufrj.br. Adaptado.)

Considerando que, em um trecho de comprimento 36 m, o nadador repetiu esse ciclo de braçadas e manteve o ritmo de seu nado constante, o número de braçadas completas dadas por ele foi em torno de

Uma foto que “viralizou” nas redes sociais foi a de uma águia-de-cabeça-branca chamada Bruce. A foto, tirada em um santuário no Canadá, foi registrada pelo fotógrafo amador Steve Biro quando a ave estava em pleno voo. Essa foto atraiu a atenção de fotógrafos profissionais do mundo todo por apresentar elementos significativos, tais como o olhar da águia para a lente, o toque da ponta das asas na água e a nitidez da imagem enantiomorfa formada.
Sobre a foto apresentada, podemos afirmar corretamente que
<https://tinyurl.com/y2n45vy7> Acesso em: 17/05/2019. Original colorido.