Questões Militares Sobre física

Em muitos problemas de física desprezam-se as forças de resistência ao movimento. Entretanto, sabe-se que, na prática, essas forças são significativas e muitas vezes desempenham um papel determinante.

Por exemplo, “no automobilismo, os veículos comumente possuem dispositivos aerodinâmicos implementados, os quais têm a função de contribuir para o aumento da ‘Downforce’, uma força vertical, inversa à sustentação, que busca incrementar a aderência dos pneus ao asfalto através de um acréscimo na carga normal, permitindo que o veículo possa realizar as curvas com uma velocidade maior do que o faria sem estes dispositivos”.

(Trecho retirado da monografia intitulada “Sistema ativo de redução de arrasto aerodinâmico por atuador aplicado a um protótipo de fórmula SAE”, de autoria de Danilo Barbosa Porto, apresentada na Escola de Engenharia de São Carlos, da Universidade de São Paulo, em 2016).

Para avaliar o papel da “Downforce”, considere um carro de Fórmula 1, de massa M, realizando uma curva em determinada pista plana. Ao se desprezar completamente os efeitos produzidos pelo seu movimento em relação ao ar, mas considerando o atrito entre pneus e o asfalto, o carro consegue fazer a curva, sem derrapar, a uma velocidade máxima V. Porém, ao levar em conta, especificamente, a atuação da “Downforce” D (desconsiderando a força de arrasto) a velocidade máxima V' do carro, nessa mesma curva, muda em função de D. Nessas condições, o gráfico que melhor representa a relação em função de D é

Uma partícula é abandonada sobre um plano inclinado, a partir do repouso no ponto A, de altura h, como indicado pela figura (fora de escala). Após descer o plano inclinado, a partícula se move horizontalmente até atingir o ponto B. As forças de resistência ao movimento de A até B são desprezíveis. A partir do ponto B, a partícula então cai, livre da ação de resistência do ar, em um poço de profundidade igual a 3h e diâmetro x. Ela colide com o chão do fundo do poço e sobe, em uma nova trajetória parabólica até atingir o ponto C, o mais alto dessa nova trajetória.

Na colisão com o fundo do poço a partícula perde 50% de sua energia mecânica. Finalmente, do ponto C ao ponto D, a partícula move-se horizontalmente experimentando atrito com a superfície. Após percorrer a distância entre C e D, igual a 3h, a partícula atinge o repouso.

Considerando que os pontos B e C estão na borda do poço, que o coeficiente de atrito dinâmico entre a partícula e o trecho é igual a 0,5 e que durante a colisão com o fundo do poço a partícula não desliza, a razão entre o diâmetro do poço e a altura de onde foi abandonada a partícula, x/h , vale

O gráfico seguinte representa a velocidade escalar v de uma partícula em movimento retilíneo. 
                                 
Considerando que, em t = 0, a partícula está na origem dos espaços (S₀ =0) , o gráfico que melhor representa a posição (S) dessa partícula até o instante t = 5 s é 

Os coeficientes de dilatação linear α_A e α_B dos materiais que constituem duas barras homogêneas, A e B, têm sua temperatura variando de acordo com o gráfico a seguir.

                   

                    

Ao determinar o valor desses coeficientes tem-se: 

Baseando-se nos estudos de Michael Faraday, Maxwell unificou, em 1864, todos os fenômenos elétricos e magnéticos observáveis em um trabalho que estabeleceu conexões entre as várias teorias da época, derivando uma das mais elegantes teorias já formuladas. Maxwell demonstrou, com essa nova teoria, que todos os fenômenos elétricos e magnéticos poderiam ser descritos em apenas quatro equações, conhecidas atualmente como equações de Maxwell: as equações básicas para o eletromagnetismo, assim como a lei da gravitação universal e as três leis de Newton são fundamentais para a mecânica clássica. Diante do exposto, analise as afirmativas a seguir.

I. A Lei de Gauss para a eletricidade relaciona os campos elétricos e suas fontes, as cargas elétricas, e pode ser aplicada mesmo para campos elétricos variáveis com o tempo.

II. A Lei de Faraday descreve a relação entre um campo magnético e a corrente elétrica que o origina.

III. A Lei de Ampère descreve as características do campo elétrico originando um fluxo magnético variável.

IV. Na Lei de Gouss para o magnetismo, as linhas de campo magnético são contínuas, ao contrário das linhas de força de um campo elétrico que se originam em cargas elétricas positivas e terminam em cargas elétricas negativas.

Estão INCORRETAS apenas as afirmativas

Em uma feira de brinquedos havia um brinquedo de corrida de automóveis, em que dois carros (A e B) percorriam duas pistas circulares concêntricas em Movimento Circular Uniforme (MCU) tendo a pista do carro (A) mais rápido 60 cm e a do mais lento (B) 30 cm. Os carros passam um pelo outro a cada 30 segundos, quando se movem no mesmo sentido e a cada 10 segundos, quando se movem em sentidos opostos. Para cada um dos carros a velocidade angular, o período e a velocidade escalar são, respectivamente

De acordo com o censo de 2011, a diminuta porção de terra no meio do mar acolhe pouco mais de 84 mil habitantes. Com uma área de 572 quilômetros quadrados, a Ilha de Man é composta majoritariamente por campos e áreas rurais, e suas áreas urbanas mais importantes são a capital Douglas e o distrito de Ramsey. Mas, o que torna a Ilha de Man especial e ainda serve de base para a economia do lugar é um evento que acontece anualmente e dura duas semanas. O Tourist Trophy (TT), como é mais conhecido, começou em 1907 e, desde então, movimenta multidões de aficionados por velocidade em uma peregrinação anual, a fim de prestigiar o evento motociclístico centenário. São duas semanas dedicadas ao Tourist Trophy durante o verão no hemisfério Norte. A largada é individual e cada piloto sai com 10 segundos de intervalo dos outros. Isso porque a disputa não é para quem chega primeiro, e sim para quem termina a corrida no menor tempo relativo. Não se trata de simplesmente vencer seu oponente: é uma questão de vencer a pista. Mais e mais velocidade em menor tempo. Trata-se de uma grandeza relacionada não à velocidade, mas à mudança da velocidade, em relação ao tempo. A unidade dessa grandeza física, no Sistema Internacional de Unidades, é:

A teoria cinética dos gases se baseia em quatro postulados; analise-os.

I. O gás é formado por moléculas que se encontram em movimento desordenado e permanente. Cada molécula pode ter velocidade diferente das demais.

II. Cada molécula do gás interage com as outras somente por meio de colisões (forças normais de contato). A única energia das moléculas é a energia cinética.

III. Todas as colisões entre as moléculas e as paredes do recipiente que contêm o gás são perfeitamente elásticas. A energia cinética total se conserva, mas a velocidade de cada molécula pode mudar.

IV. As moléculas são infinitamente pequenas. A maior parte do volume ocupado por um gás é o espaço vazio.

Estão corretas as afirmativas

Foi-se o tempo em que o forno micro-ondas servia apenas para aquecer alimentos e estourar pipoca. Hoje, todos sabem que podemos preparar vários tipos de comida de forma muito mais rápida e prática. E não se trata de pratos prontos congelados! Era de causar espanto ver micro-ondas com opções de “brigadeiro”, “arroz” ou “lasanha”. Mas atualmente isso é muito comum. Porém, cozinhar utilizando o micro-ondas requer um cuidado muito específico: que vasilhas podemos utilizar? Qual material é adequado? Assim, o vidro comum apresenta menor resistência ao choque térmico do que o vidro pirex por que:

Analise o circuito esquematizado a seguir. 

                 

(Dados: Circuito I – R₁ = 3Ω; circuito II – R₂ = 8Ω; circuito III – R₃ = 24Ω.)

A resistência do equivalente desse circuito é: 

Analise as afirmativas a seguir.

I. Em uma expansão isotérmica reversível, o sistema recebe uma quantidade de calor da fonte de aquecimento.

II. Em uma expansão adiabática reversível, o sistema não troca calor com as fontes térmicas (M-N).

III. Em uma compressão isotérmica reversível, o sistema não cede calor para a fonte de resfriamento.

IV. Em uma compressão adiabática reversível, o sistema não troca calor com as fontes térmicas.

V. Numa máquina de Carnot, a quantidade de calor que é fornecida pela fonte de aquecimento e a quantidade cedida à fonte de resfriamento são proporcionais às suas temperaturas absolutas.

Estão corretas apenas as afirmativas.

Você sabia que o chuveiro elétrico é responsável por cerca de 30% do consumo de energia de uma residência? Como é um dos equipamentos domésticos de maior potência, acaba consumindo mais energia e, como consequência, impacta diretamente no valor da conta de energia. Para se ter uma ideia, a potência média de um chuveiro elétrico é de 4.400 W, enquanto a potência média de um ar-condicionado de 12.000 BTUs, por exemplo, é de 1.400 W. Ou seja, para quem quer economizar é inevitável revisar alguns hábitos de uso do chuveiro elétrico. E faz alguma diferença posicioná-lo na opção “verão” ou “inverno”? A resposta é sim. Na indicação “inverno”, o consumo de energia é 30% maior, em média. Isso acontece porque as posições “inverno” e “verão” regulam a passagem da corrente elétrica, necessária para aquecer a água. Se você mora em uma região quente, sabe que o calor acaba gerando um aumento da quantidade de banhos de uma casa. Para driblar esse consumo extra, deve-se deixar o chuveiro no modo “verão”. Dessa forma, é correto afirmar que

Graças aos avanços da tecnologia, que proporcionaram a automatização dos dispositivos e a utilização de equipamentos cada vez mais leves e mais seguros, saltar de paraquedas tornou-se uma atividade acessível a todos e, atualmente, lidera o ranking dos esportes radicais mais procurados e com o maior índice de satisfação. Um paraquedista juntamente com seu paraquedas tem massa total de 144 kg. A força de resistência do ar tem intensidade R = kv² , sendo k = 40 Ns² /m² . Considerando g = 10 m/s² , a velocidade limite de queda será:

“A Itaipu Binacional é líder mundial em produção de energia limpa e renovável, tendo produzido mais de 2,4 bilhões de MWh desde o início de sua operação, em 1984. Com 20 unidades geradoras e 14.000 MW de potência instalada, fornece cerca de 17% da energia consumida no Brasil e 76% no Paraguai. Em 2016, Itaipu produziu um total de 103.098.366 Megawatts-hora (103 milhões de MWh), estabelecendo um novo recorde mundial de produção anual. A maior marca anterior havia sido estabelecida em 2013, com 98.630.035 MWh. O terceiro melhor ano em produção foi 2012, com a geração de 98.287.128 MWh. Na usina de energia elétrica de Itaipu a energia ______________ é transformada em energia ______________ e assim também, em todas as usinas, ela produz _________________ que permite, através de um transformador, elevar a ______________ e, então, diminuir a corrente _______________, de modo a diminuir as perdas de energia por efeito joule nas linhas de transmissão.” Assinale a alternativa que completa correta e sequencialmente a afirmativa anterior.

A força mínima necessária a ser aplicada sobre a área menor de valor 5,5 x 10^–4 m^{2 ,} para que um corpo de peso 4.000 N, colocado sobre a área maior de um elevador hidráulico que possui 0,55 m² de área seja elevado, é de:

Numa região em que existe um campo elétrico, uma partícula com carga q = 1,5 . 10^–9 se desloca do ponto A ao ponto B. Durante esse deslocamento, a força elétrica realiza um trabalho igual a 9 . 10^–3 J sobre a partícula. Em V, a diferença de potencial V_A – V_B entre os dois pontos considerados vale:

Um circuito constituído por um gerador de tensão e três resistores R₁, R₂ e R₃ estão representados no gráfico a seguir com seus respectivos valores de tensões e das correntes elétricas. Quando essa associação é submetida a uma tensão constante de 1.400 V e os três resistores estão ligados em série, considerando 1 caloria igual a 4,2 joules, a energia dissipada nos resistores, em ½ minuto, em calorias, será:

O gráfico a seguir mostra um corpo de 1,5 kg que se move horizontalmente com velocidade constante de 10 m/s, num plano e que encontra uma rampa e sobe até atingir a altura máxima de 4,0 metros. No plano não há atrito, somente no início da rampa é que o atrito existe. A quantidade de energia mecânica transformada em energia térmica durante a subida do corpo na rampa é:

(Considere g = 10 m/s.)