Observe a figura abaixo.

A figura acima apresenta parte da curva de aquecimento de uma massa m de água, expressa em º⌀ em função do tempo. No eixo do tempo, t_f corresponde ao último instante em que toda a massa m estava no estado sólido, a uma temperatura de 7,5 º⌀. Considerando que a massa m recebe calor exclusivamente a partir de uma fonte térmica a uma taxa constante e igual a 7500 cal/min, e desprezando perdas de calor da água para o ambiente e/ou para o recipiente que o contém, é correto afirmar que o instante t_e é igual a:

Dados: t_f = 10s; c_água = 1cal/gºC; e L_fusão,gelo = 80 cal/g.

O corpo humano é capaz de absorver e emitir calor de diferentes maneiras, uma delas por irradiação. A diferença entre o fluxo de energia irradiada da pele para o ambiente e a energia absorvida pela pele proveniente do ambiente, é chamada de potência líquida (P_L). Assim, a P_L corresponde ao fluxo líquido (ganho ou perda) de energia do corpo humano por segundo, por irradiação. Considerando que a temperatura da pele humana é de aproximadamente 33,2 ºC (que naturalmente é um pouco abaixo da temperatura interna) a uma temperatura ambiente de aproximadamente 20 ºC, assinale a alternativa que corresponde ao módulo do fluxo líquido de energia, por dia, por uma pessoa, em unidades de caloria alimentar (1 caloria alimentar = 4 x 10³ J).

Dados:

Área da pele humana: aproximadamente 1,5 m²;

Poder emissivo do corpo negro a 33,2ºC: aproximadamente 498 W/m²;

Poder emissivo do corpo negro a 20ºC: aproximadamente 418 W/m²; e

Emissividade e absorvidade da pele humana: aproximadamente 0,98.

Despreze variações da temperatura da pele humana e do ambiente ao longo do dia.

Em um laboratório de física, um professor faz uma demonstração sobre o fenômeno dos batimentos, que é decorrente da interferência de ondas sonoras. Para isso, dois autofalantes A e B estão separados por uma certa distância, e emitirão ondas sonoras senoidais a 510 Hz. Na mesma linha que une os autofalantes, há um trilho sobre o qual se move um carrinho, cuja velocidade pode ser ajustada, e sobre o qual sentarão os estudantes. Assim, quando o carrinho se move entre os autofalantes, as ondas sonoras percebidas possuem uma frequência diferente de 510 Hz, cuja intensidade oscila com uma frequência f_bat, que é a frequência dos batimentos. Considerando que, em média, o ouvido humano é capaz de perceber batimentos de até 15 Hz, qual é a velocidade limite em que o carrinho pode se movimentar entre os autofalantes, para que os batimentos possam ser percebidos pelos estudantes? Considere que a velocidade da propagação da onda sonora no ar é de 340 m/s e despreze ruídos e a existência de outras fontes sonoras durante a demonstração do professor.

Observe as figuras abaixo:

Na ausência de gravidade, não é possível medir a massa de um corpo por meio de balanças convencionais. Entretanto, se o corpo for acoplado a uma mola e colocado para oscilar em um movimento harmônico simples (MHS), as características do movimento permitem obter uma boa estimativa do valor da sua massa m (minimizando possíveis formas de dissipação de energia durante a oscilação). Assim, para estimar o ganho ou perda de massa durante uma missão espacial, um astronauta pode medir a sua própria massa, sentando em um aparato formado por uma cadeira de massa desprezível ligada a uma mola de constante elástica k. O aparato possui um sensor de posição do sistema massa+cadeira, que exibe na tela de um computador a posição do astronauta (e cadeira) em função do tempo. Os gráficos acima correspondem aos gráficos da posição em função do tempo, que foram obtidos durante uma missão espacial, referentes às oscilações do astronauta (sentado na cadeira), no 1° dia sem gravidade, no 100º dia sem gravidade, e de uma massa padrão de 6,0 kg apoiada sobre a cadeira, também na condição de ausência da gravidade. Com base nesses gráficos é correto afirmar que a variação da massa do astronauta foi, com precisão de uma casa decimal,

Observe a figura abaixo.

Em um laboratório de física, um cordão de comprimento L está com uma das extremidades presa a um motor oscilador, enquanto a outra está fixada a um gancho por meio do qual é possível medir a tensão no fio. Ajustando o motor para oscilar na sua frequência máxima permitida (f_máx), e submetendo o fio a uma tensão T₁, observa-se a formação de uma onda estacionária cujo padrão de oscilação (harmônico) está representado na figura acima. Para obter uma onda estacionária que exiba 9 nós, utilizando o mesmo cordão de comprimento L, de maneira que o 1º e o 9° nós estejam localizados nas extremidades do fio, e mantendo a oscilação do motor na mesma frequência f_máx, a tensão do fio deverá ser ajustada para um novo valor T₂ igual a:

Analise as afirmativas abaixo e, cm seguida, assinale a opção correta.

I - Por ser sempre perpendicular à trajetória, a força magnética nunca realiza trabalho.

II - É possível manter uma carga elétrica em equilíbrio estável, desde que ela esteja no centro geométrico de uma configuração de cargas elétricas estáticas.

III - Uma partícula sujeita a uma força restauradora sempre realizará um Movimento Harmônico Simples.

IV - A força normal atuando num objeto só será igual a reação à força peso se esse objeto se encontrar sobre uma superfície plana horizontal.

Uma embarcação em formato de paralelepípedo possui base com área de 4 m² e altura de 1 m e flutua em equilíbrio. Um pacote com massa de 100 kg é solto de uma altura de 20 m em relação à superfície da embarcação e cai sem sofrer resistência do ar, colidindo com essa de forma perfeitamente inelástica. Se a densidade da água é de 1000 kg/m³ e a densidade da embarcação é de 100 kg/m³, a profundidade máxima atingida pelo fundo da embarcação em relação à água após o impacto tem o valor, em metros, de

O planeta X, esférico e com densidade homogênea, possui a mesma massa da Terra, metade do raio terrestre e período de rotação de 2 horas. Deseja-se colocar um objeto cm órbita circular ao redor de X. Para tal, escolhe-se como local de lançamento um ponto desse planeta onde se utilize a menor quantidade possível de energia nessa tarefa. O lançamento é feito em uma direção paralela à superfície, a partir de uma pequena elevação de terra cuja altitude em relação ao nível do mar é muito pequena em comparação ao raio do planeta. Dessa forma, podemos fazer a aproximação de que o raio da órbita é igual ao raio de X.

Empregando a mínima energia possível no lançamento, assinale a alternativa que corresponde ao intervalo que contém o módulo da velocidade em relação ao solo com que o objeto deve ser lançado.

Dados:

velocidade de escape da Terra: 11,2 km/s.

velocidade de um ponto no equador da Terra em relação ao seu centro: 460 m/s.

As duas barras homogêneas com comprimentos L1 e L2 possuem massas m1 e m2 respectivamente, e podem girar sem atrito em torno das articulações no solo.O sistema é colocado em repouso, conforme a imagem, e o equilíbrio se mantém devido ao atrito no contato entre as duas barras, cujo coeficiente de atrito estático vale µ.

A largura das barras é desprezível. A extremidade da barra menor possui formato de semicírculo (com raio desprezível). O centro de massa das barras se encontra abaixo do ponto de contato entre elas. Os ângulos são tais que \( \theta < { \large \pi \over 2}; φ < { \large \pi \over 2}; \theta + φ > { \large \pi \over 2} \). Para que o sistema permaneça em equilíbrio ao ser solto nessa posição, é preciso que a razão \( { \large m_2 \over m_1} \) esteja contida no intervalo real [a,b], com:

Na figura abaixo, a caixa grande de massa M pode deslizar horizontalmente (sem girar) sobre o piso sem atrito, e a roldana acoplada a ela tem massa desprezível. No início da observação do movimento, o objeto de massa m se encontra na posição indicada na figura.

O fio é inextensível, e sua porção que se estende desde a roldana à parede (onde está preso) é horizontal. Determine o valor do cosseno de \( \theta \) para que esse ângulo se mantenha constante durante a queda do objeto de massa m.