EN 2009 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Em um certo cruzamento de uma rodovia, no instante $t_0=0$, um veículo A possui velocidade de $4{,}0\hat\imath\ (\text{m/s})$ e outro veículo B velocidade de $6{,}0\hat\j\ (\text{m/s})$. A partir de então, o veículo A recebe, durante $2{,}8\ \text{s}$, uma aceleração de $3{,}0\ \text{m/s}^2$, no sentido positivo do eixo dos Y, e o veículo B recebe, durante $2{,}5\ \text{s}$, uma aceleração de $2{,}0\ \text{m/s}^2$, no sentido negativo do eixo dos X. O módulo da velocidade do veículo A em relação ao veículo B, em m/s, no instante $t=1{,}0\ \text{s}$, é

Pacotes são transportados de um nível para outro através de uma esteira que se move com velocidade constante de módulo igual a $0{,}80\ \text{m/s}$. Verifica-se que a esteira se move $1{,}5\ \text{m}$ para cima, com um ângulo de $12°$ com a horizontal, em seguida move-se $2{,}5\ \text{m}$ horizontalmente e finalmente $1{,}0\ \text{m}$ para baixo fazendo um ângulo de $8{,}0°$ com a horizontal. Considere: $|\vec g|=10{,}0\ \text{m/s}^2$. A massa de um pacote vale $3{,}0\ \text{kg}$, sendo transportado pela esteira sem escorregar. As potências da força exercida pela esteira sobre cada pacote, quando em movimento para cima, na inclinação de $12°$, e na horizontal, são, respectivamente, em watt.Dados: $\cos78°=0{,}21$; $\cos72°=0{,}31$; $\cos80°=0{,}17$.

Um bloco de massa igual a $2{,}00\ \text{kg}$ é solto de uma altura $H=3{,}00\ \text{m}$ em relação a uma mola ideal de constante elástica igual a $40{,}0\ \text{N/m}$. Considere a força de atrito cinético entre as superfícies em contato constante e de módulo igual a $5{,}00\ \text{N}$. Desprezando a força de atrito estático quando em repouso, isto é, desprezando as perdas de energia nas várias situações de repouso, a distância total percorrida pelo bloco até parar, em metros, é

Um aquecedor, de resistência elétrica desconhecida, aquece $1{,}00\ \text{kg}$ de água de $75{,}0\ °\text{C}$ até $85{,}0\ °\text{C}$, em $21{,}0\ \text{s}$, quando uma corrente de $10{,}0\ \text{A}$ passa por ele. Se o ligarmos no circuito elétrico abaixo, a potência dissipada nele, em watt, é.Dado: $c_{\text{água}}=4{,}20\cdot10^3\ \text{J/(kg·K)}$.

Uma pessoa está parada na beira de uma rodovia quando percebe que a frequência do som emitido pela buzina de um veículo varia de $360\ \text{Hz}$ para $300\ \text{Hz}$, à medida que o veículo passa por ele. Considerando o ar parado (sem vento), os movimentos na mesma reta e a velocidade do som no ar de módulo igual a $330\ \text{m/s}$, o módulo da velocidade do veículo, em km/h, é

Uma esfera de madeira, de massa igual a $4{,}00\ \text{kg}$, é solta de uma altura igual a $1{,}80\ \text{m}$ de um piso horizontal (massa infinita). No choque, o piso exerce uma força média de módulo igual a $12{,}0\cdot10^3\ \text{N}$, atuando no intervalo de tempo de $3{,}00\ \text{ms}$. Desprezando-se a resistência do ar, o coeficiente de restituição do choque vale.Dado: $|\vec g|=10{,}0\ \text{m/s}^2$.

Uma partícula de massa $m$ e carga elétrica positiva $q$ é lançada, no instante $t_0=0$, perpendicularmente no interior de um campo magnético uniforme $\vec B$, percorrendo uma trajetória curvilínea de raio $R$. O módulo da componente em Y do vetor velocidade da partícula, no instante $t$ igual a três oitavos do período, vale

Em uma certa galáxia, planetas orbitam em torno de uma estrela, de massa $M$, de maneira semelhante à do nosso sistema solar. Nesta galáxia, um planeta A possui massa $m_A=m$ e outro planeta B, massa $m_B=3m$. Se o módulo da velocidade de escape do planeta B é igual a duas vezes o módulo da velocidade de escape do planeta A, a razão entre os raios dos planetas $(R_A/R_B)$ é igual a

No circuito elétrico abaixo, considere a resistência elétrica de cada fonte (gerador) desprezível e o capacitor completamente carregado.Para que a potência elétrica total dissipada no circuito, com a chave S na posição (1), seja igual à potência elétrica total dissipada no circuito, com a chave S na posição (2), a voltagem $V$, em volt, entre as placas do gerador, deve ser, aproximadamente, igual a

O diagrama abaixo mostra um ciclo reversível realizado por $1{,}0$ mol de um gás ideal monoatômico. Uma máquina de Carnot operando entre as mesmas temperaturas mais baixa e mais alta, que ocorrem no ciclo, tem eficiência (rendimento), em porcentagem, de.Considere: $R=8{,}0\ \text{J/(mol·K)}$.

Um projétil de chumbo, de massa igual a $10{,}0\ \text{g}$, está na temperatura de $27{,}0\ °\text{C}$ e se desloca horizontalmente com velocidade de $400\ \text{m/s}$ quando se choca com um bloco de massa $5{,}00\ \text{kg}$, inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal. Os coeficientes de atrito entre o bloco e a superfície horizontal valem $0{,}300$ e $0{,}200$. O projétil penetra no bloco e o conjunto passa a se mover com uma velocidade de $2{,}00\ \text{m/s}$. Admitindo-se que a energia cinética perdida pelo projétil seja transformada em calor e que $40\%$ deste calor foi absorvido pelo próprio projétil, a variação de entropia (em $\text{J/K}$) do projétil é, aproximadamente, igual a.Dados: calor específico do chumbo sólido $=1{,}30\cdot10^2\ \text{J/(kg·°C)}$; calor latente de fusão $=2{,}50\cdot10^4\ \text{J/kg}$; temperatura de fusão $=327\ °\text{C}$; $0\ °\text{C}=273\ \text{K}$; $\ln10=2{,}30$; $\ln3{,}62=1{,}29$; $\ln1{,}81=0{,}59$.

Duas pedras A e B, de mesma massa, são lançadas simultaneamente, da mesma altura $H$ do solo, com velocidades iguais de módulo $V$. A pedra A foi lançada formando um ângulo de $10°$ abaixo da horizontal e a pedra B foi lançada formando um ângulo de $60°$ acima da horizontal. Despreze a resistência do ar e considere a aceleração da gravidade constante. Podemos afirmar corretamente que, ao atingir o solo:

No sistema de cargas pontuais abaixo, no vácuo, temos: $q=1{,}0\ \mu\text{C}$ e $d=1{,}0\ \text{mm}$. Se o trabalho realizado para deslocar as cargas, desde o infinito até a configuração mostrada, for igual à energia eletrostática de um capacitor plano, cuja d.d.p. entre as placas é de $3{,}0\cdot10^2\ \text{V}$, a capacitância do capacitor, em milifarad, é.Dado: $1/(4\pi\varepsilon_0)=K_0=9{,}0\cdot10^9\ \text{N·m}^2/\text{C}^2$.

Uma pequena esfera (partícula) de massa $M$ desliza, a partir do repouso (posição A), por uma trajetória (no plano vertical), passando pela posição B, da circunferência de raio $R$, com velocidade de módulo $V$, como indica a figura abaixo.Sabe-se que o coeficiente de atrito cinético entre a partícula e a trajetória vale $\mu_c$. O módulo da força de atrito que atua na esfera, no instante em que passa pela posição B, é igual a

Uma pequena esfera de massa $M$, presa a um fio ideal, é solta com o fio na posição horizontal, descrevendo a trajetória abaixo.Na posição onde a tração no fio é máxima, o fio se rompe e a esfera é lançada, atingindo o solo. O módulo da tração máxima é igual a três vezes o módulo do peso da esfera. Despreze a resistência do ar e considere $|\vec g|=10{,}0\ \text{m/s}^2$. A distância horizontal (em metros), desde a vertical de saída da esfera até a sua chegada ao solo, é

Uma partícula eletrizada de massa $m$ e carga elétrica $+q$ é lançada, com velocidade $\vec V=(v\cos\theta)\hat\imath+(v\operatorname{sen}\theta)\hat\j$, no interior de um campo magnético uniforme $\vec B=B_0\hat\imath$ ($B_0$ = constante). Despreze a ação da gravidade. O trabalho realizado pela força magnética, que atua sobre a partícula, em um intervalo de tempo $\Delta t$, é

Em um experimento com ondas estacionárias, uma corda de $60{,}0\ \text{cm}$ de comprimento e massa igual a $30{,}0\ \text{g}$ tem um extremo preso a uma mola ideal vertical, que oscila em M.H.S. de acordo com a função $Y(t)=2{,}0\operatorname{sen}(60\pi t)$ ($t$ em segundos; $Y$ em milímetros). A corda passa por uma polia ideal e tem no outro extremo um bloco pendurado de massa $M$. Para que a onda estacionária na corda tenha quatro ventres, a massa $M$ do bloco, em kg, é igual a.Dado: $|\vec g|=10{,}0\ \text{m/s}^2$.

Um certo gás ideal possui, no estado inicial A, pressão $p$, ocupando um volume $V$ e na temperatura $T$. Por meio de transformações quase-estáticas, sofre uma expansão isobárica até o estado intermediário B, onde a temperatura é $T_B=2T$ e, em seguida, uma outra expansão adiabática, atingindo o estado final C, onde o volume $V_C=3V$. Sabendo-se que o calor molar do gás a volume constante vale $(3/2)R$ ($R$ — constante de Clapeyron), a temperatura do estado final $T_C$ é

Uma espira retangular, de lados $10{,}0\ \text{cm}$ e $20{,}0\ \text{cm}$, possui $40$ voltas de fio condutor, estreitamente espaçados, e resistência elétrica de $5{,}00\ \Omega$. O vetor normal à área limitada pela espira forma um ângulo de $60°$ com as linhas de um campo magnético uniforme de módulo igual a $0{,}800\ \text{tesla}$. A partir do instante $t_0=0$, o módulo deste campo é reduzido uniformemente a zero e, em seguida, é aumentado uniformemente, porém em sentido oposto ao inicial, até atingir o módulo de $1{,}20\ \text{teslas}$, no instante $t=4{,}00\ \text{s}$. A intensidade média da corrente elétrica induzida na espira, neste intervalo de tempo, em miliamperes, é

Dois fios condutores (1) e (2), longos e paralelos, são percorridos por correntes elétricas constantes $I_1$ e $I_2=3I_1$, de sentidos contrários. A relação entre os módulos das forças magnéticas $|\vec F_{m(1)}|$ sobre o fio (1) e $|\vec F_{m(2)}|$ sobre o fio (2) é