Questões de Vestibular Comentadas sobre física

A figura abaixo mostra a imagem de um buraco negro na galáxia elíptica Messier 87, obtida através do uso de um conjunto de telescópios espalhados ao redor da Terra.  

No centro da nossa galáxia, também há um buraco negro, chamado Sagittarius A*. 
Usando o Sistema Internacional de unidades, a relação entre o raio da órbita, R, e o período de revolução T de um corpo que orbita em torno de um astro de massa M é dada pela 3ª Lei de Kepler R³ = G/4π² MT² , em que G=6,67 x 10^-11 N m² /kg² é a constante de gravitação universal. 
Quando T e R são expressos, respectivamente, em anos e em unidades astronômicas (UA), a 3ª Lei de Kepler pode ser escrita como R³/T² =M, em que a massa M é expressa em unidades de massa do Sol, M_sol.
Tendo sido observada uma estrela em órbita circular com R ≅ 800 UA e T ≅ 16 anos, conclui-se que a massa do buraco negro na nossa galáxia é, aproximadamente, 

A figura abaixo representa um bloco de massa 2,0 kg, que se mantém em repouso, sobre uma superfície plana horizontal, enquanto submetido a uma força F paralela à superfície e de intensidade variável.


O coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície vale 0,25. Considere g=lO m/s².
Assinale a alternativa que melhor representa o gráfico do módulo da força de atrito estático f_e em função do módulo da força aplicada.

Dois projéteis são disparados simultaneamente no vácuo, a partir da mesma posição no solo, com ângulos de lançamento diferentes, θ₁ < θ₂ conforme representa a figura abaixo.

Os gráficos a seguir mostram, respectivamente, as posições verticais y como função do tempo t, as posições horizontais x como função do tempo t e as posições verticais y como função das posições horizontais x, dos dois projéteis.

Analisando os gráficos, pode-se afirmar que
I - o valor inicial da componente vertical da velocidade do projétil 2 é maior do que o valor inicial da componente vertical da velocidade do projétil 1. II - o valor inicial da componente horizontal da velocidade do projétil 2 é maior do que o valor inicial da componente horizontal da vel0cidade do projétil 1. III- os dois projéteis atingem o solo no mesmo instante.
Quais estão corretas?

No Sistema Internacional de Unidades (SI), utiliza-se o metro (m), o quilograma (kg) e o segundo (s), respectivamente, como unidades de comprimento, massa e tempo. Em Astronomia, são definidas unidades de medida mais apropriadas para o estudo de objetos astronômicos no Sistema Solar.
A tabela abaixo mostra a equivalência entre as duas notações.

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas abaixo, na ordem em que aparecem.
A órbita do planeta Netuno em torno do Sol tem um raio médio de 4,5 x 10⁹ km. Essa distância corresponde, aproximadamente, a ........ UA.
Júpiter, o planeta mais massivo do Sistema Solar, tem massa MJ aproximadamente igual a 2 x 10²² kg, o que corresponde a ........ M_sol,
O módulo da velocidade da luz, c = 3 x 10⁵ km/s, corresponde a, aproximadamente, ........ UA/ano.

Considere uma esfera condutora carregada com carga Q, que possua um raio R. O potencial elétrico dividido pela constante eletrostática no vácuo dessa esfera em função da distância d, medida a partir do seu centro, está descrito no gráfico a seguir.


Qual é o valor da carga elétrica Q, em Coulomb?

A figura a seguir descreve um anel metálico, de raio a, carregado positivamente com carga Q, no ponto P, o campo elétrico dado pela expressão.


No limite de x >> a (leia-se: x muito maior que a), a expressão do campo elétrico E_P é equivalente

Movendo-se pelo ar e no mesmo plano que contém a base de um prisma cúbico, um raio de luz atinge um dos lados dessa base, sob um ângulo de incidência de 0º. O prisma é feito de material transparente e com índice de refração maior que o índice de refração do ar. Na figura está traçada a direção da reta normal, no ponto de incidência.


Assinale a alternativa que representa, acertadamente, o caminho do raio de luz ao atravessar a base do prisma.

Duas paredes adjacentes e ortogonais de um elevador são totalmente revestidas por espelhos planos E₁ e E₂ . Ao adentrar o elevador, um passageiro P se posiciona equidistante às duas paredes.

Levando-se em conta que a imagem de um espelho se torna objeto para o outro espelho e vice-versa, o número máximo de imagens, de si próprio, que o passageiro é capaz de visualizar quando olha para o conjunto de espelhos é igual a 

Um corpo de massa 0,2 kg atinge o fim de um plano horizontal com velocidade , de intensidade 6 m/s e na direção paralela ao plano. A partir desse ponto, inicia uma queda que o leva a outro plano horizontal, 5 m abaixo do primeiro.

Considerando que a aceleração da gravidade é 10 m/s² e que a resistência ao ar é desprezível, a energia mecânica que o corpo terá quando atingir o plano inferior será, em J, igual a

Um projétil é lançado do solo, verticalmente para cima, com velocidade inicial de 30 m/s. Após ter subido 25 m, uma carga explosiva o separa em dois pedaços, ambos de massas idênticas. Imediatamente após a explosão, um dos pedaços perde seu movimento ascendente, ficando com velocidade nula, enquanto o segundo pedaço tem movimento verticalmente para cima.

 Considerando desprezível a resistência do ar e a aceleração da gravidade local igual a 10 m/s² ,a velocidade final, em m/s, do segundo pedaço, imediatamente após a explosão, é

Uma caixa de peso P_C encontra-se apoiada em um plano inclinado de angulação α. O atrito entre as superfícies de contato da caixa e do plano pode ser desprezado. A caixa está engatada a um cabo inextensível e de massa desprezível, que, após passar por uma polia ideal, é mantido na vertical, ao ser preso a um contrapeso de peso P_P mais leve que a caixa. O contrapeso é puxado para baixo com velocidade constante, por meio de um motor engatado a ele.


A expressão que determina a intensidade da força tratora do motor sobre o contrapeso é dada por

Observe o monociclo apresentado na figura.

Se o raio externo da roda do monociclo, com o pneu, for 25 cm e adotando-se π = 3, no momento em que o monociclista imprime à roda uma rotação de frequência 2 Hz, sem deslizar, a velocidade do monociclo, em m/s, é

Um elétron E de massa m e carga q executa um movimento circular uniforme devido à ação de um campo magnético constante de intensidade B = 3 × 10⁻⁵ T. Observe no esquema a orientação do campo e o sentido do deslocamento do elétron.
Admita que a razão q/m = 1,6 × 10¹¹ C/kg. Nessas condições, a velocidade angular ω, em rad/s, desenvolvida pelo elétron, é igual a:

Em uma experiência de calorimetria, os corpos A, B e C, que possuem massas, temperaturas e energias térmicas distintas, são colocados em um recipiente isolante térmico e de paredes rígidas, suspensos por fios ideais, conforme a ilustração abaixo.
Em seguida, através da válvula V, retira-se grande parte do ar do interior do recipiente. A partir desse instante, predomina um processo de transferência de calor entre os corpos, o que altera os valores de determinada grandeza física. O referido processo de transferência de calor e a grandeza física em questão são, respectivamente:

Na figura a seguir, está representado um decantador utilizado em um processo de remoção de impurezas da água, como partículas de terra e de areia fina. Observa-se que, da altura onde se inicia a decantação até o fundo do decantador, há uma distância de 36 cm.
 Considerem-se os seguintes dados:


Nessas condições, a diferença t_T − t_A, em segundos, corresponde a:  

Uma empresa testou quatro molas para utilização em um sistema de fechamento automático de portas. Para avaliar sua eficiência, elas foram fixadas a uma haste horizontal e, em suas extremidades livres, foram fixados corpos com diferentes massas.
Observe na tabela os valores tanto das constantes elásticas K das molas quanto das massas dos corpos.


Para que o sistema de fechamento funcione com mais eficiência, a mola a ser utilizada deve ser a que apresentou maior deformação no teste. Essa mola está identificada pelo seguinte número:

Observe a reprodução da tela Cena rural, de Cândido Portinari, na qual um trabalhador faz uso de uma enxada.
portinari.org Considere que um lavrador utiliza uma enxada de massa igual a 1,3 kg. Para realizar determinada tarefa, ele faz um movimento com a enxada que desloca seu centro de massa C entre os pontos x e y, sucessivamente, em uma altura h média de 0,8 m. Esse movimento é repetido 50 vezes, de modo que, ao final da tarefa, a força exercida pelo lavrador realiza o trabalho T. Observe o esquema:
Considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s² , o valor mínimo de T, em joules, é igual a:

O Brasil ardeu em chamas em 2020. Muitas soluções foram propostas, incluindo o uso do “boi bombeiro”, porém nem todas eliminam de fato um dos três componentes que mantêm o fogo: calor, combustível e comburente. A figura a seguir representa três ações de bombeiros para extinguir o fogo.




Nas alternativas a seguir, o componente ausente no triângulo representa o componente eliminado pela ação dos bombeiros para a extinção do fogo. Assinale a alternativa que apresenta a correlação adequada entre as ações A, B e C e o componente eliminado do triângulo do fogo em cada ação, respectivamente.

Um dos fatores que determinam a capacidade de armazenamento de dados nos discos laser é o comprimento de onda do laser usado para gravação e leitura (ver figura abaixo). Isto porque o diâmetro d do feixe laser no ponto de leitura no disco é diretamente proporcional ao comprimento de onda, λ . No caso do Blu-Ray, usa-se um comprimento de onda na faixa azul (daí o nome, em inglês), que é menor que o do CD e o do DVD. As lentes usadas no leitor de Blu-Ray são tais que vale a relação d _BR  ≡ 1,2λ _BR.



A partir das informações da figura, conclui-se que a frequência do laser usado no leitor Blu-Ray é 

A diferença de potencial elétrico, U , é proporcional à corrente elétrica, i , em um trecho de um circuito elétrico resistivo, com constante de proporcionalidade dada pela resistência equivalente, R_eq , no trecho do circuito. Além disso, no caso de resistores dispostos em série, a resistência equivalente é dada pela soma das resistências ( R_eq = R₁ + R₂ + ...) . A corrente elétrica, , I_B no trecho B do circuito abaixo é três vezes maior que a corrente elétrica no trecho A , ou seja, I_B / I_A = 3. Quanto vale a resistência R_B2 ?