Questões de Vestibular Comentadas sobre física

A figura mostra o esquema simplificado do funcionamento de uma turbina a vapor, que atua como uma máquina térmica.  

Na caldeira, a água vaporiza e aumenta seu volume, sob pressão constante. Na turbina, o vapor expande e realiza trabalho, girando as hélices da turbina, sem que ocorram trocas de calor. Em seguida, no condensador, o vapor se transforma em água líquida, cujo volume diminui sob pressão constante. Finalmente, a bomba impulsiona a água de volta para a caldeira e, sendo a água praticamente incompressível, seu volume permanece constante.

O diagrama P x V que mostra o ciclo da água no interior dessa máquina térmica e o trabalho por ela desenvolvido, dado pela área sombreada, estão representados em:  

Analise o diagrama que mostra as interações da energia solar com a superfície e a atmosfera terrestres.  

(https://fisica.ufpr.br. Adaptado.)

Com base no diagrama, pode-se afirmar que  

A figura mostra uma criança que desliza por uma rampa inclinada de um ângulo θ, em relação à direção horizontal, em um local em que a aceleração gravitacional vale 10 m/s².  

Considere que sen θ = 0,60, que cos θ = 0,80, que a criança partiu do repouso no ponto P e que, 3,0 segundos depois, passou pelo ponto Q, distante 18 m de P. O valor do coeficiente de atrito entre a superfície da rampa e a roupa da criança, suposto constante durante todo o deslocamento da criança, é

Considere um trem que se desloca horizontalmente, em movimento retilíneo e uniforme, com velocidade v_t em relação aos trilhos. No interior de um dos vagões desse trem, um objeto é lançado de uma altura h, com velocidade v₀, na mesma direção e sentido da velocidade do trem. Após certo tempo, o objeto atinge o piso desse vagão a uma distância horizontal L em relação à projeção vertical do ponto de lançamento, como mostra a figura. Tanto a altura h quanto a velocidade v₀, são tomadas em relação ao piso do vagão.

  

Desprezando os efeitos da resistência do ar, se a velocidade do trem for igual a 2v_t, horizontal, constante e em relação aos trilhos, e se o objeto for lançado do mesmo ponto e com a mesma velocidade v₀, em relação ao piso do vagão, na mesma direção e sentido do movimento do trem, o objeto atingirá o piso do vagão a uma distância horizontal em relação à projeção vertical do ponto de lançamento igual a 

A luz visível é apenas uma das formas de radiação que existem. A radiação eletromagnética, por exemplo, viaja por meio de ondas que não são visíveis ao ser humano, mas podem ser medidas por meio de instrumentos.

Considere os experimentos A e B, que utilizaram ondas com as frequências indicadas na figura. 

(www.apoioescolar24horas.com.br. Adaptado.) 

Sabe-se que o comprimento de onda é igual à velocidade da onda dividida pela frequência da onda, e que as ondas dos dois experimentos foram propagadas em uma mesma velocidade. Sendo λ_b, o menor comprimento de onda observado no experimento B e λ_A, o maior comprimento de onda observado no experimento A, pode-se afirmar que λ_A/λ_b é igual a 

O plasma sanguíneo é a parte líquida do sangue e corresponde à maior parte do seu volume. Nele, proteínas, sais minerais, dióxido de carbono e outras substâncias estão dissolvidos em água. Para separar o plasma, o método de centrifugação é comumente aplicado.

Admita uma centrifuga de laboratório, girando com frequência de 60 Hz. 

pixabay.com

Se considerarmos que as amostras periféricas se encontram a 15 cm do centro de rotação, a velocidade linear, em m/s, é de aproximadamente:

Os raios-x foram identificados pelo físico alemão Wilhelm Conrad Röentgen em 1895. Enquanto realizava experimento com tubos de raios catódicos, ao interromper o feixe com a mão, viu a imagem de seus ossos exposta em uma tela.

A imagem a seguir de um raio-x dos joelhos apresenta o fenômeno descrito acima. 

Por meio das imagens geradas, é possível observar estruturas anatômicas, como ossos, órgãos e vasos sanguíneos. Assim, os raios-x:

O totem para uso de álcool em gel nos locais públicos pode ser montado a partir de uma alavanca. 

O diagrama da alavanca em que a força exercida pelo usuário é a menor possível está indicado em: 

Um bloco lançado da posição I, passando pela posição II, ao fim de 1,0 s, atinge a posição III, no instante t = 1,5 s, realizando o trajeto mostrado na figura abaixo. 

Observe o módulo da velocidade, v, do bloco em função do tempo, t.

Considerando o gráfico, o bloco se deslocou aproximadamente:

O canhão de Newton, esquematizado na figura, é um experimento mental imaginado por Isaac Newton para mostrar que sua lei da gravitação era universal. Disparando o canhão horizontalmente do alto de uma montanha, a bala cairia na Terra em virtude da força da gravidade. Com uma maior velocidade inicial, a bala iria mais longe antes de retornar à Terra. Com a velocidade certa, o projétil daria uma volta completa em torno da Terra, sempre “caindo” sob ação da gravidade, mas nunca alcançando a Terra. Newton concluiu que esse movimento orbital seria da mesma natureza do movimento da Lua em torno da Terra. 

Qual deveria ser a velocidade inicial de um projétil lançado horizontalmente do alto do Everest (a uma distância aproximada de 6.400 km do centro da Terra) para colocá-lo em órbita em torno da Terra? 

Note e adote:

Despreze a resistência do ar.

Aceleração da gravidade: g = 10 m/s²

Um componente eletrônico tem curva característica mostrada no gráfico a seguir: 

A resistência elétrica do componente na região em que ele se comporta como um resistor ôhmico vale aproximadamente: 

Considere a situação indicada na figura, em que um motor, com o auxílio de uma polia, ergue verticalmente uma caixa de massa 12 kg. A caixa contém materiais frágeis e deve ser erguida com velocidade constante. Qual é a magnitude da força vertical que o motor deve exercer para realizar a tarefa? 

Note e adote:

Despreze efeitos de atrito.

Aceleração da gravidade: g = 10 m/s² .

Uma bola de bilhar vermelha está inicialmente em repouso a 40 cm de duas das bordas (lateral e superior da figura) de uma mesa de bilhar, como mostra a figura. Uma bola branca de mesma massa e tamanho é lançada em direção à vermelha com velocidade  paralela à borda lateral.

As duas bolas colidem e, algum tempo depois, a bola vermelha está prestes a cair na caçapa posicionada na junção das duas bordas. No mesmo instante, a bola branca toca a borda superior da mesa a uma distância d da bola vermelha, conforme figura. 

O valor de d é aproximadamente: 

Note e adote:

Despreze efeitos dissipativos (como deslizamentos com atrito) e considere a colisão entre as bolas como sendo perfeitamente elástica. Considere que o diâmetro das bolas seja muito menor que as distâncias mencionadas e que não ocorram outras colisões intermediárias.

Uma certa massa de gás ideal passa pelo processo termodinâmico ilustrado na figura ao lado, que apresenta um diagrama P x V (pressão em função do volume).
Considerando que a temperatura do gás no ponto A vale TA = 50 K, assinale a alternativa que apresenta corretamente a temperatura T_B do gás no ponto B.

As lavadoras de roupa compõem um grupo de eletrodomésticos muito presente nas residências. O seu funcionamento ocorre de acordo com uma programação prévia combinando diferentes tipos de movimentos de rotação do cesto. Na etapa final de lavagem (centrifugação), a máquina gira esse cesto a uma frequência de 1500 rpm. Considerando π ≈ 3 e que o cesto possui um raio de 20 cm, a velocidade, em m/s, de um ponto pertencente à parede deste cesto corresponde a

Um estudante de Física realiza um experimento no alto de um prédio de modo a determinar a altura desse edifício. O experimento consiste em lançar verticalmente para cima uma bolinha a partir do topo do edifício com uma dada velocidade e medir novamente a velocidade da bolinha quando esta atingir o solo na base do prédio. Sabendo que os valores registrados pelo estudante são V e 3V, e desprezando a resistência do ar, assinale a expressão que representa corretamente a altura do edifício em termo de V e da aceleração da gravidade g.

Um atleta associado à Federação Sul-Mato-Grossense de Ciclismo, em sua preparaçãopara o Desafio 6 horas de MTB, faz seus treinos em um circuito circular. Seu treinador plota umgráfico da força centrípeta em função da distância percorrida (F_cp x d ) e outro da força tangencial em função da distância percorrida (F_t x d). Considere π = 3,0.



Após a análise dos gráficos e considerando o sistema conservativo, a distância percorrida no circuito em 10 voltas πé de: 

O sangue movendo-se através dos vasos pode ser considerado um fluido real. Dependendo de fatores como velocidade e temperatura, por exemplo, tal fluido poderá apresentar um deslocamento turbulento. Essa análise da turbulência é feita a partir do número de Reynolds, R_e , escrito por R_e =  , onde  é a velocidade média do fluido, D o diâmetro do tubo, p a densidade do fluido e η a viscosidade deste. Sabendo que R_e se trata de uma grandeza adimensional, a dimensão de η no Sistema Internacional de Unidades – SI – é escrita por 

Uma fonte térmica foi utilizada na realização de experimentos de análise do comportamento térmico da água e do óleo de soja. Ao utilizar a fonte para aquecer certa massa de água, verificou-se uma elevação de 60 °C dessa substância. Desprezando as mudanças de estados de agregação, bem como as perdas de calor para o ambiente e considerando os valores dos calores específicos C_água = 1 cal/g°C e c_{óleo de soja} = 0,5 cal/g°C constantes para as temperaturas consideradas, é correto dizer que a variação de temperatura sofrida pelo óleo de soja, em °C, com o triplo da massa da água durante o mesmo tempo de exposição à fonte térmica é

A ventilação mecânica é um procedimento utilizado em pacientes que apresentam quadros de insuficiência respiratória. Nesse tipo de intervenção, é utilizado um instrumento denominado respirador mecânico, para proporcionar ao paciente um aumento de sua capacidade respiratória. Esta capacidade está associada ao fluxo de oxigênio (volume por tempo), φ, que chega aos pulmões. Suponha que este fluxo esteja relacionado à pressão (P) e à velocidade da corrente de ar (v) transferida ao paciente pelo equipamento a partir da equação φ = kPv, onde k é uma constante de proporcionalidade. Nesses termos, a dimensão de k, no Sistema Internacional de Unidades (SI), é expressa por