Questões de Vestibular Comentadas sobre física

Certa quantidade de gás sofre três transformações sucessivas, A → B, B → C e C → A, conforme o diagrama p-V apresentado na figura abaixo.

A respeito dessas transformações, afirmou-se o seguinte:

I. O trabalho total realizado no ciclo ABCA é nulo.

II. A energia interna do gás no estado C é maior que no estado A.

III. Durante a transformação A՜B, o gás recebe calor e realiza trabalho.

Está correto apenas o que se afirma em

Note e adote:

o gás deve ser tratado como ideal a transformação B →C é isotérmica.

Um trabalhador de massa m está em pé, em repouso, sobre uma plataforma de massa M. O conjunto se move, sem atrito, sobre trilhos horizontais e retilíneos, com velocidade de módulo constante v. Num certo instante, o trabalhador começa a caminhar sobre a plataforma e permanece com velocidade de módulo v, em relação a ela, e com sentido oposto ao do movimento dela em relação aos trilhos. Nessa situação, o módulo da velocidade da plataforma em relação aos trilhos é

Em uma aula de laboratório de Física, para estudar propriedades de cargas elétricas, foi realizado um experimento em que pequenas esferas eletrizadas são injetadas na parte superior de uma câmara, em vácuo, onde há um campo elétrico uniforme na mesma direção e sentido da aceleração local da gravidade. Observou-se que, com campo elétrico de módulo igual a 2 x 10³ V/m, uma das esferas, de massa 3,2 x 10^-15 kg, permanecia com velocidade constante no interior da câmara. Essa esfera tem

Note e adote:

carga do elétron = -1,6 x 10^-19 C c

arga do próton = + 1,6 x 10^-19 C

aceleração local da gravidade = 10 m/s²

A notícia “Satélite brasileiro cai na Terra após lançamento falhar”, veiculada pelo jornal O Estado de S. Paulo de 10/12/2013, relata que o satélite CBERS-3, desenvolvido em parceria entre Brasil e China, foi lançado no espaço a uma altitude de 720 km (menor do que a planejada) e com uma velocidade abaixo da necessária para colocá-lo em órbita em torno da Terra. Para que o satélite pudesse ser colocado em órbita circular na altitude de 720 km, o módulo de sua velocidade (com direção tangente à órbita) deveria ser de, aproximadamente,

Note e adote:

raio da Terra = 6 x 10³ km

massa da Terra = 6 x 10²⁴ kg

constante de gravitação universal G = 6,7 x 10^-11m³ / (s² kg)

Luz solar incide verticalmente sobre o espelho esférico convexo visto na figura abaixo.

Os raios refletidos nos pontos A, B e C do espelho têm,respectivamente, ângulos de reflexão θ_A, θ_B e θ_C tais que

Dispõe-se de várias lâmpadas incandescentes de diferentes potências, projetadas para serem utilizadas em 110 V de tensão. Elas foram acopladas, como nas figuras I, II e III abaixo, e ligadas em 220 V.

Em quais desses circuitos, as lâmpadas funcionarão como se estivessem individualmente ligadas a uma fonte de tensão de 110 V?

No desenvolvimento do sistema amortecedor de queda de um elevador de massa m, o engenheiro projetista impõe que a mola deve se contrair de um valor máximo d, quando o elevador cai, a partir do repouso, de uma altura h, como ilustrado na figura ao lado. Para que a exigência do projetista seja satisfeita, a mola a ser empregada deve ter constante elástica dada por


Note e adote: forças dissipativas devem ser ignoradas; a aceleração local da gravidade é g.



                                        

Para impedir que a pressão interna de uma panela de pressão ultrapasse um certo valor, em sua tampa há um dispositivo formado por um pino acoplado a um tubo cilíndrico, como esquematizado na figura ao lado.Enquanto a força resultante sobre opino for dirigida para baixo, a panela está perfeitamente vedada. Considere o diâmetro interno do tubo cilíndrico igual a 4 mm e a massa do pino igual a 48 g.Na situação em que apenas a força gravitacional, a pressão atmosférica e a exercida pelos gases na panela atuam no pino, a pressão absoluta máxima no interior da panela é

Note e adote:

π = 3

1 atm = 10⁵ N/m²

aceleração local da gravidade = 10 m/s²

A trajetória de um projétil, lançado da beira de um penhasco sobre um terreno plano e horizontal, é parte de uma parábola com eixo de simetria vertical, como ilustrado na figura. O ponto P ܲ sobre o terreno, pé da perpendicular traçada a partir do ponto ocupado pelo projétil, percorre ͵ 30 m desde o instante do lançamento até o instante em que o projétil atinge o solo. A altura máxima do projétil, de 200 m acima do terreno, é atingida no instante em que a distância percorrida por P ܲ, a partir do instante do lançamento, é de 10 m. Quantos metros acima do terreno estava o projétil quando foi lançado?

Imponderabilidade é a sensação de ausência de peso. Essa sensação também ocorre quando a aceleração do corpo é a aceleração da gravidade, como numa queda livre, e não necessariamente pela ausência de gravidade, como se poderia imaginar. A imponderabilidade é sentida pelos astronautas quando em órbita numa estação espacial ou até mesmo por você, quando o carro em que você está passa muito rápido sobre uma lombada. A imponderabilidade pode ser sentida também pelos tripulantes de um avião que faça manobras especialmente planejadas para tal.

A figura a seguir mostra a trajetória de um avião durante uma manobra planejada para produzir a sensação de imponderabilidade na qual se pretende que, num determinado ponto da trajetória, a força resultante seja centrípeta e proporcionada pelo peso. 

Qual deve ser a velocidade do avião, em módulo, para que no ponto P indicado na trajetória os passageiros fiquem em queda livre e, portanto, sintam-se imponderáveis? 

Para responder à questão , considere a afirmativa referente à figura e ao texto abaixo.


                           

Na figura acima, está representada uma pista sem atrito, em um local onde a aceleração da gravidade é constante. Os trechos T1, T2 e T3 são retilíneos. A inclinação de T1 é maior do que a inclinação de T3, e o trecho T2 é horizontal. Um corpo é abandonado do repouso, a partir da posição A.



Com base nessas informações, afirma-se:


I. O movimento do corpo, no trecho T1, é uniforme.

II. No trecho T3, o corpo está em movimento com aceleração diferente de zero.

III. No trecho T2, a velocidade e a aceleração do corpo têm a mesma direção e o mesmo sentido.


Está/Estão correta(s) a(s) afirmativa(s)

O gol que Pelé não fez

Na copa de 1970, na partida entre Brasil e Tchecoslováquia, Pelé pega a bola um pouco antes do meio de campo, vê o goleiro tcheco adiantado, e arrisca um chute que entrou para a história do futebol brasileiro. No início do lance, a bola parte do solo com velocidade de 108 km/h (30 m/s), e três segundos depois toca novamente o solo atrás da linha de fundo, depois de descrever uma parábola no ar e passar rente à trave, para alívio do assustado goleiro.

Na figura vemos uma simulação do chute de Pelé.

Considerando que o vetor velocidade inicial da bola após o chute de Pelé fazia um ângulo de 30º com a horizontal (sen30º = 0,50 e cos30º = 0,85) e desconsiderando a resistência do ar e a rotação da bola, pode-se afirmar que a distância horizontal entre o ponto de onde a bola partiu do solo depois do chute e o ponto onde ela tocou o solo atrás da linha de fundo era, em metros, um valor mais próximo de

Em um pêndulo, um fio de massa desprezível sustenta uma pequena esfera magnetizada de massa igual a 0,01 kg. O sistema encontra-se em estado de equilíbrio, com o fio de sustentação em uma direção perpendicular ao solo.


Um ímã, ao ser aproximado do sistema, exerce uma força horizontal sobre a esfera, e o pêndulo alcança um novo estado de equilíbrio, com o fio de sustentação formando um ângulo de 45º com a direção inicial. Admitindo a aceleração da gravidade igual a 10 m × s^-2, a magnitude dessa força, em newtons, é igual a:

Aceleradores de partículas são ambientes onde partículas eletricamente carregadas são mantidas em movimento, como as cargas elétricas em um condutor. No Laboratório Europeu de Física de Partículas – CERN, está localizado o mais potente acelerador em operação no mundo. Considere as seguintes informações para compreender seu funcionamento:


• os prótons são acelerados em grupos de cerca de 3000 pacotes, que constituem o feixe do acelerador;

• esses pacotes são mantidos em movimento no interior e ao longo de um anel de cerca de 30 km de comprimento;

• cada pacote contém, aproximadamente, 10¹¹ prótons que se deslocam com velocidades próximas à da luz no vácuo;

• a carga do próton é igual a 1,6 × 10^-19 C e a velocidade da luz no vácuo é igual a 3 × 10⁸ m × s^-1.

Nessas condições, o feixe do CERN equivale a uma corrente elétrica, em ampères, da ordem de grandeza de:

Uma barca para transportar automóveis entre as margens de um rio, quando vazia, tem volume igual a 100 m³ e massa igual a 4,0 × 10⁴ kg. Considere que todos os automóveis transportados tenham a mesma massa de 1,5 × 10³ kg e que a densidade da água seja de 1000 kg × m^-3.

O número máximo de automóveis que podem ser simultaneamente transportados pela barcacorresponde a:

No solo da floresta amazônica, são encontradas partículas ricas em fósforo, trazidas pelos ventos,com velocidade constante de 0,1 m × s⁻¹, desde o deserto do Saara.


Admita que uma das partículas contenha 2,0% em massa de fósforo, o que equivale a 1,2 × 10¹⁵ átomos desse elemento químico.

A energia cinética de uma dessas partículas, em joules, ao ser trazida pelos ventos, equivale a:

Uma rede elétrica fornece tensão eficaz de 100 V a uma sala com três lâmpadas, L1, L2 e L3.Considere as informações da tabela a seguir:





As três lâmpadas, associadas em paralelo, permanecem acesas durante dez horas, sendo E₁, E₂ e E, as energias consumidas, respectivamente, por L₁, L₂ e L₃.A relação entre essas energias pode ser expressa como:

O número de bactérias em uma cultura cresce de modo análogo ao deslocamento de uma partícula em movimento uniformemente acelerado com velocidade inicial nula. Assim, pode-se afirmar que a taxa de crescimento de bactérias comporta-se da mesma maneira que a velocidade de uma partícula.


Admita um experimento no qual foi medido o crescimento do número de bactérias em um meio adequado de cultura, durante um determinado período de tempo. Ao fim das primeiras quatro horas do experimento, o número de bactérias era igual a 8 × 10⁵.

Após a primeira hora, a taxa de crescimento dessa amostra, em número de bactérias por hora,foi igual a:

Modelos elétricos são frequentemente utilizados para explicar a transmissão de informações em diversos sistemas do corpo humano. O sistema nervoso, por exemplo, é composto por neurônios (figura 1), células delimitadas por uma fina membrana lipoproteica que separa o meio intracelular do meio extracelular. A parte interna da membrana é negativamente carregada e a parte externa possui carga positiva (figura 2), de maneira análoga ao que ocorre nas placas de um capacitor.

                        

A figura 3 representa um fragmento ampliado dessa membrana, de espessura d, que está sob ação de um campo elétrico uniforme, representado na figura por suas linhas de força paralelas entre si e orientadas para cima. A diferença de potencial entre o meio intracelular e o extracelular é V. Considerando a carga elétrica elementar como e, o íon de potássio K⁺, indicado na figura 3, sob ação desse campo elétrico, ficaria sujeito a uma força elétrica cujo módulo pode ser escrito por

A figura representa ondas chegando a uma praia. Observa-se que, à medida que se aproximam da areia, as cristas vão mudando de direção, tendendo a ficar paralelas à orla. Isso ocorre devido ao fato de que a parte da onda que atinge a região mais rasa do mar tem sua velocidade de propagação diminuída, enquanto a parte que se propaga na região mais profunda permanece com a mesma velocidade até alcançar a região mais rasa, alinhando-se com a primeira parte.

                        

O que foi descrito no texto e na figura caracteriza um fenômeno ondulatório chamado