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Ao analisar o movimento de uma partícula é possível classificá-lo em função de sua velocidade (progressivo ou retrógrado) e aceleração (uniforme, acelerada ou retardada). Os gráficos, a seguir, representam o movimento de três partículas distintas A, B e C, respectivamente.

Partícula A

Partícula B

Partícula C

Nessas condições, é correto afirmar que, para instantes de tempo de 0 a t, o movimento de:

Uma mola ideal, de constante elástica k = 100 N/m, está inicialmente travada e comprimida de um valor x = 20 cm. Uma esfera de chumbo, de dimensões desprezíveis e massa m = 1,0 g, está encostada nessa mola. Quando a mola é destravada a esfera sobe, sem atrito, o plano inclinado de 45° e é lançada, ao fim desse plano, descrevendo uma trajetória parabólica, conforme figura a seguir.

Observe que, após o lançamento, ao atingir a altura máxima de sua trajetória, a esfera terá percorrido horizontalmente uma distância 1,5 vezes a altura do ponto de lançamento da esfera no plano inclinado.

Ao chegar no ponto mais alto de sua trajetória parabólica, a esfera colide com um bloco de madeira. A colisão deforma, aquece e para a esfera. Considere que metade da energia cinética que a esfera possuía, imediatamente antes da colisão, seja utilizada no aumento de sua temperatura.

Nessas condições, a variação de temperatura, em °C, que vai ocorrer na esfera devido à colisão com o bloco de madeira será igual a:

Em um experimento, uma mola ideal é fixada verticalmente no teto do laboratório e apresenta comprimento natural igual a 100 cm. Uma partícula é então presa na extremidade inferior da mola e abandonada a partir do repouso. Através de um sensor, mediu-se a velocidade dessa partícula e plotou-se o gráfico de sua energia cinética (Ec) em função do comprimento (L) da mola, conforme ilustrado a seguir.

Desprezando quaisquer forças dissipativas e analisando o gráfico, pode-se afirmar que o período de oscilação do sistema massa-mola é, em s, igual a:

Um trator trabalha em ciclos, acelerando, movendo-se com velocidade constante e desacelerando várias vezes, ao longo do seu serviço diário. Em um desses ciclos, ao plotar o gráfico de sua velocidade escalar pelo tempo, verifica-se que o trator acelera uniformemente até o instante t₁, quando então atinge uma velocidade v, que permanece constante até o instante t₂, e, finalmente, desacelera uniformemente até o instante t₃.

Esse trator tem suas rodas traseiras com raios duas vezes maiores que os raios das rodas dianteiras. Considerando que não há escorregamento das rodas com o solo, o gráfico que melhor representa as velocidades angulares das rodas dianteiras (ω_D) e traseiras (ω_T) desse trator ao longo do tempo (t) é:

Considere o escoamento do ar ao redor das asas de um avião em voo, modelado como incompressível, invíscido e estacionário. Considerando o Princípio de Bernoulli, a força de sustentação pode ser corretamente interpretada como resultado da:

Considere um balão de vidro pirex aberto e preenchido com água até metade do seu volume total. A água é aquecida pela chama de um bico de Bunsen e, ao entrar em ebulição, o balão é retirado da chama e tampado com uma rolha.

Em seguida, o balão é virado com a rolha para baixo e o fundo é coberto por um pano molhado. À medida que o balão esfria, observa-se, até certa temperatura, a formação de bolhas no interior de todo o líquido, caracterizando que a água volta a ferver, embora discretamente.

Isso ocorre porque:

Uma partícula é abandonada no topo de uma calha metálica linear, homogênea e perfeitamente lisa. Para chegar à base da calha inclinada, conforme figura a seguir, essa partícula gasta um intervalo de tempo t.

Posteriormente, essa calha, que possui coeficiente de dilatação linear α, constante, é aquecida, sofrendo uma variação de temperatura Δθ. Abandona-se novamente a partícula, agora no topo dessa calha aquecida.

Nessas condições, e considerando que a calha continua com a mesma inclinação em relação à horizontal, o tempo gasto pela partícula para chegar à base da calha será igual a:

Uma partícula carregada eletricamente se desloca com velocidade constante, numa trajetória horizontal e perpendicular a um espelho plano fixo. O conjunto partícula-espelho encontra-se em uma região na qual atuam, simultaneamente, dois campos uniformes perpendiculares entre si, um elétrico e outro magnético, cujas intensidades são 4,0 N/C e 2,0·10⁻¹ T.

À medida que a partícula se aproxima do espelho, desprezando a ação gravitacional e a resistência do ar, a imagem também se aproxima do espelho com uma velocidade, em m/s, de:

Em períodos frios, é comum, entre usuários de chuveiros elétricos, a redução da vazão de água com o propósito de elevar sua temperatura.

Considerando um dia em que a temperatura da água, antes de passar pelo chuveiro, é de 11 °C, uma pessoa, no seu banho, abre a torneira de forma que a vazão é de 182 mL/s e verifica que a água está saindo do chuveiro com uma temperatura de 31 °C, abaixo do que lhe seria agradável. Então, buscando aumentar a temperatura de seu banho, a pessoa fecha parcialmente a torneira, fazendo com que a vazão de água no chuveiro diminua para 130 mL/s.

Nessa nova condição, considerando desprezíveis as influências da temperatura na resistividade elétrica e no calor específico dos elementos envolvidos, e, sem fazer qualquer alteração no sistema elétrico do chuveiro, tem-se que a temperatura, em °C, com que a água sairá do chuveiro será igual a:

Uma barra metálica homogênea AC, de massa m e comprimento L, está totalmente imersa numa região na qual atua um campo magnético uniforme, de intensidade B, e dirigido perpendicularmente para dentro da folha. A barra é sustentada em uma de suas extremidades por um fio ideal e isolante, que forma um ângulo θ com a vertical e, na outra extremidade, é apoiada sobre um suporte de borracha, cujo coeficiente de atrito estático entre as superfícies é μ.

Ao ser percorrida por uma corrente elétrica i, de C para A, verifica-se que a barra fica na iminência de se movimentar.

Considerando g o módulo do vetor aceleração da gravidade, a intensidade da tração no fio pode ser expressa por:

A tomografia por emissão de pósitrons (PET) é um exame de diagnóstico por imagem, utilizado na medicina nuclear, para estudar a atividade metabólica de tecidos e órgãos. Nesse procedimento, o paciente recebe um radiofármaco que emite pósitrons. Quando um desses pósitrons encontra um elétron presente nos tecidos do corpo, ocorre um processo de aniquilação entre matéria e antimatéria. Nesse processo, as duas partículas (pósitron e elétron) desaparecem e suas massas de repouso são convertidas em energia, originando dois fótons que têm momentos de mesmos módulos e sentidos opostos, sendo detectados pelos sensores do equipamento e usados para formar a imagem do exame.

A ordem de grandeza da frequência mínima de cada fóton criado é, em Hz, igual a:

Considere o sistema eletricamente isolado, representado na figura a seguir, onde três cargas elétricas puntiformes, Q_A, Q_B e Q_C, encontram-se fixas nos vértices de um triângulo equilátero.

As únicas interações relevantes entre as cargas são as de origem elétrica, e o módulo de Q_A é igual a 1 μC, mas não se conhece seu sinal e nada se sabe a respeito da carga Q_C. Já a carga Q_B vale −3 μC e está submetida a uma força eletrostática resultante F devido à interação eletrostática com as demais cargas do sistema.

Assim, a soma das cargas elétricas, em μC, nesse sistema, vale:

Quando raios cósmicos interagem com as altas camadas da atmosfera terrestre produzem partículas instáveis, denominadas múons, com energia cinética igual a K, medida no referencial da Terra. Sendo h a constante de Planck, c a velocidade da luz no vácuo e m₀ a massa de repouso dos múons, pode-se afirmar que, no referencial de um observador em repouso na Terra, o comprimento de onda de De Broglie vale:

Um espelho côncavo e um espelho convexo estão associados, coaxialmente, com suas superfícies refletoras voltadas uma para outra, cuja distância entre seus vértices vale 2R, em que R é o raio de curvatura de ambos, em módulo.

Um objeto extenso é colocado a uma distância 0,75R do espelho côncavo. Aponte as características da imagem conjugada pelo espelho convexo, devido aos raios de luz que emanam do objeto, incidem no espelho côncavo e, finalmente, refletem-se no convexo.