Em uma aula de física para estudantes de graduação, o professor aborda o fenômeno do efeito Doppler, que descreve as variações de frequência percebidas devido ao movimento relativo entre a fonte sonora e o observador. Um trem se move em linha reta a uma velocidade constante em direção a um ponto onde um observador está parado. O trem emite um sinal sonoro de frequência ƒ₀. A partir dessa situação hipotética, assinale a frequência percebida pelo observador, considerando que a velocidade do som no ar é v_s e a velocidade do trem é v_t.

Em uma aula de termodinâmica, o professor aborda o funcionamento das máquinas térmicas, dispositivos que convertem calor em trabalho mecânico por meio de ciclos termodinâmicos. Uma usina termelétrica opera com uma máquina térmica ideal que realiza o ciclo de Carnot, trocando calor entre uma fonte quente a T_q = 600 K e uma fonte fria a T_f = 300 K. Sobre o rendimento e o funcionamento da máquina térmica, assinale a afirmativa correta.

Um rali irá acontecer em um clima muito frio, quando a temperatura está próxima do ponto de congelamento. O coeficiente de atrito estático entre os pneus do carro e a pista congelada é metade do valor do coeficiente de atrito estático entre as superfícies em um dia quente e seco. A equipe, preocupada com o sucesso e a segurança do piloto, analisa o percurso. A velocidade máxima com que o carro pode fazer uma curva de raio R, com segurança no dia da competição:

Durante uma aula sobre dinâmica orbital, o professor explica que a distribuição de massa no sistema solar é altamente desigual, com a maior parte da massa concentrada no Sol, que exerce a força gravitacional predominante. No entanto, os planetas, especialmente os gigantes gasosos, também desempenham um papel relevante, influenciando a estabilidade e o movimento de outros corpos, como asteroides e cometas. Assinale, a seguir, um fenômeno relacionado à dinâmica do sistema solar.

Em uma pesquisa de campo, cientistas observam o comportamento das ondas em um tanque de água. Eles notam que, ao introduzir dois obstáculos próximos à superfície, ocorre o fenômeno de difração, fazendo com que as ondas passem pelos obstáculos e se espalhem em direções diferentes. Esse fenômeno é comparado a outros comportamentos de ondas, como a interferência, a reflexão e a refração, todos presentes em fenômenos acústicos, ópticos e mecânicos. Com base nesse contexto, trata-se de um fenômeno ondulatório e sua aplicação prática:

Uma pedra de massa igual a 0,75 kg presa a um fio gira num círculo horizontal de 35 cm de raio, descrevendo o movimento de um pêndulo cônico como demonstra a figura:



O fio forma com a vertical um ângulo de 30°. A tensão no fio é, aproximadamente:

A teoria geocêntrica, formulada por Cláudio Ptolomeu, no século II, consolidou-se como a visão predominante por muitos séculos. Ela pressupunha que a Terra era o centro do universo, com todos os corpos celestes (Sol, planetas e estrelas), orbitando em esferas concêntricas ao seu redor. Para explicar fenômenos como o movimento retrógrado dos planetas, o modelo introduzia sistemas complexos de epiciclos e deferentes. Esse modelo foi desafiado pelo heliocentrismo no Renascimento Científico, mas o seu legado permaneceu influente em áreas como a filosofia e a teologia. Trata-se de uma limitação do modelo geocêntrico, levando à sua posterior substituição pelo heliocentrismo:

Durante uma aula sobre acústica, o professor explica que dois instrumentos musicais diferentes, como um violino e uma flauta, podem tocar a mesma nota musical (mesma frequência fundamental) com a mesma intensidade, mas ainda assim produzir sons que o ouvinte percebe como distintos. Esse fenômeno é estudado a partir das qualidades fisiológicas do som. Assinale, a seguir, a diferença percebida entre os sons do violino e da flauta.

No século XVI, Nicolau Copérnico propôs o modelo heliocêntrico em sua obra De Revolutionibus Orbium Coelestium, desafiando a visão geocêntrica de Ptolomeu, predominante na Europa medieval. A substituição do modelo geocêntrico pelo heliocêntrico envolveu importantes avanços teóricos e empíricos, sendo posteriormente refinado por Johannes Kepler, que introduziu as leis dos movimentos planetários, e por Galileu Galilei, que utilizou evidências observacionais. Com base nesse contexto, assinale a alternativa que melhor explica uma contribuição científica essencial do modelo heliocêntrico no desenvolvimento da ciência moderna.

A Lei da Gravitação Universal, formulada por Isaac Newton, descreve a força de atração gravitacional entre dois corpos com massa no universo. Ela é amplamente utilizada em situações práticas, como engenharia e astronomia, devido à sua simplicidade e precisão em muitos contextos cotidianos. Considere um ponto distante da Terra onde a aceleração da gravidade é 25% da aceleração da gravidade na Terra. A distância entre o centro da Terra e esse ponto é: