EsPCEx · 2000 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Escolha os estados inicial e final antes de escrever a equação de energia. O trabalho das forças resultantes altera a energia cinética; forças conservativas podem ser representadas por energia potencial. Atrito e outras forças dissipativas entram pelo trabalho que realizam ao longo do deslocamento.

A resistência do ar realiza trabalho dissipativo sobre a bola, convertendo parte da energia mecânica em energia interna do ar e do corpo. Assim, a energia mecânica da bola diminui durante a queda. Ao mesmo tempo, a bola acelera para baixo e sua energia cinética aumenta.

Identifique primeiro o intervalo de tempo e o referencial adotado no enunciado. A posição informa onde o móvel está; a velocidade descreve como a posição varia; a aceleração descreve como a velocidade varia. Em um gráfico, a inclinação fornece uma taxa de variação, enquanto a área só representa deslocamento quando os eixos são velocidade e tempo.

Do gráfico, o movimento parte do repouso e atinge $15\text{ m/s}$ em $15\text{ s}$. Logo, $a=1\text{ m/s}^2$. Em $10\text{ s}$, a velocidade é $v=10\text{ m/s}$. Pelo teorema da energia cinética, $W_R=\Delta E_c=\frac12mv^2=\frac12\cdot1000\cdot10^2=5{,}0\times10^4\text{ J}=50{,}0\text{ kJ}$.

Faça um diagrama de forças para o corpo escolhido e defina os eixos mais convenientes para o movimento. A segunda lei de Newton relaciona a soma vetorial das forças à aceleração, por isso cada componente deve ser escrita com o sinal correspondente ao eixo adotado.

Em queda livre no vácuo, ambos os blocos possuem a mesma aceleração $g$. No referencial que cai com o conjunto, os blocos ficam em ausência aparente de peso e não há necessidade de força elástica para manter a distância entre eles. Como a mola começou sem deformação, sua distensão permanece nula: $x=0$.

Comece isolando o corpo ou o conjunto que está em equilíbrio. Sobre ele, marque as forças externas com direção, sentido e ponto de aplicação. O equilíbrio exige resultante de forças nula; para um corpo extenso, também exige soma dos momentos nula em relação a qualquer eixo escolhido.

O ponto $A$ pertence a um fio ideal e está em equilíbrio. Em um elemento infinitesimal do fio, as trações aplicadas em sentidos opostos têm o mesmo módulo. Portanto, a resultante das forças sobre esse elemento é nula: $F_R=0\text{ N}$.

Comece isolando o corpo ou o conjunto que está em equilíbrio. Sobre ele, marque as forças externas com direção, sentido e ponto de aplicação. O equilíbrio exige resultante de forças nula; para um corpo extenso, também exige soma dos momentos nula em relação a qualquer eixo escolhido.

As componentes horizontais das duas trações se anulam. As componentes verticais sustentam o peso da barra: $P=2T\sin60^\circ=2\cdot50\cdot\frac{\sqrt3}{2}=50\sqrt3\text{ N}$.

Escolher o eixo de rotação em um apoio costuma eliminar forças desconhecidas do cálculo dos momentos. Depois de obter a grandeza pedida, verifique se as forças encontradas também satisfazem o equilíbrio translacional. O braço de uma força é sempre a distância perpendicular entre sua linha de ação e o eixo.

Comece isolando o corpo ou o conjunto que está em equilíbrio. Sobre ele, marque as forças externas com direção, sentido e ponto de aplicação. O equilíbrio exige resultante de forças nula; para um corpo extenso, também exige soma dos momentos nula em relação a qualquer eixo escolhido.

No nó $B$, a tração $t_1$ é vertical e equilibra o peso do bloco, de modo que $t_1=P=100\text{ N}$. Não existe nenhuma outra força horizontal além de $t_2$; para o equilíbrio horizontal, deve ser $t_2=0$. Assim, $t_2/t_1=0$.

Identifique primeiro o intervalo de tempo e o referencial adotado no enunciado. A posição informa onde o móvel está; a velocidade descreve como a posição varia; a aceleração descreve como a velocidade varia. Em um gráfico, a inclinação fornece uma taxa de variação, enquanto a área só representa deslocamento quando os eixos são velocidade e tempo.

O movimento vertical dos dois corpos é idêntico: ambos partem da mesma altura, com velocidade vertical inicial nula e aceleração $g$. A velocidade horizontal de $B$ não altera o tempo de queda. Portanto, $t_A=t_B$ e $\Delta t=0$.

Separe as etapas térmicas antes de fazer a conta: aquecimento ou resfriamento dentro de uma fase usa calor sensível, e mudança de fase usa calor latente. Em um sistema termicamente isolado, o calor cedido por uns corpos corresponde ao calor recebido por outros.

Durante a ebulição de uma substância pura, a temperatura permanece constante enquanto o calor recebido é utilizado na mudança de fase. No gráfico, o patamar ocorre em $80^\circ\text{C}$.

Adote sinais consistentes para os calores trocados e verifique se a temperatura final proposta é compatível com os estados físicos. Em um gráfico de aquecimento, cada trecho inclinado e cada patamar têm significados diferentes. Some a energia de todas as etapas percorridas pela substância.

Localize objeto, vértice e foco antes de calcular a posição da imagem. A reflexão obedece à igualdade entre os ângulos medidos a partir da normal. Para espelhos esféricos, a relação entre distância focal, posição do objeto e posição da imagem deve ser usada com a convenção de sinais apropriada.

A tinta preta absorve grande parte da luz visível incidente, enquanto o papel branco reflete difusamente grande parte dessa luz. O contraste entre absorção na escrita e reflexão no fundo permite a leitura.

Identifique primeiro o intervalo de tempo e o referencial adotado no enunciado. A posição informa onde o móvel está; a velocidade descreve como a posição varia; a aceleração descreve como a velocidade varia. Em um gráfico, a inclinação fornece uma taxa de variação, enquanto a área só representa deslocamento quando os eixos são velocidade e tempo.

A distância total é $\Delta s=200+100=300\text{ km}$. O tempo total da viagem, incluindo a parada, vai de $07{:}00$ até $12{:}00$, portanto $\Delta t=5\text{ h}$. Logo, $v_m=\Delta s/\Delta t=300/5=60\text{ km/h}$.

Confira se a relação escolhida utiliza as grandezas realmente fornecidas. Quando o movimento tem etapas, calcule cada intervalo separadamente antes de somar tempos ou deslocamentos. No fim, compare o sinal obtido com o sentido definido como positivo e faça a conversão de unidades apenas depois de manter a equação coerente.

Identifique primeiro o intervalo de tempo e o referencial adotado no enunciado. A posição informa onde o móvel está; a velocidade descreve como a posição varia; a aceleração descreve como a velocidade varia. Em um gráfico, a inclinação fornece uma taxa de variação, enquanto a área só representa deslocamento quando os eixos são velocidade e tempo.

Sem resistência do ar, a aceleração gravitacional independe da massa. Como os corpos têm a mesma velocidade inicial e partem do mesmo ponto, suas equações de movimento são idênticas. Eles atingem a mesma altura máxima e retornam ao solo no mesmo instante.

Identifique primeiro o intervalo de tempo e o referencial adotado no enunciado. A posição informa onde o móvel está; a velocidade descreve como a posição varia; a aceleração descreve como a velocidade varia. Em um gráfico, a inclinação fornece uma taxa de variação, enquanto a área só representa deslocamento quando os eixos são velocidade e tempo.

O raio da pista é $R=100\text{ m}$. O ciclista realiza $20$ voltas em $40\text{ min}=2400\text{ s}$, logo $f=20/2400=1/120\text{ Hz}$. Assim, $\omega=2\pi f=\pi/60\text{ rad/s}$ e $v=\omega R=(\pi/60)\cdot100=5\pi/3\text{ m/s}$.

Confira se a relação escolhida utiliza as grandezas realmente fornecidas. Quando o movimento tem etapas, calcule cada intervalo separadamente antes de somar tempos ou deslocamentos. No fim, compare o sinal obtido com o sentido definido como positivo e faça a conversão de unidades apenas depois de manter a equação coerente.

Identifique primeiro o intervalo de tempo e o referencial adotado no enunciado. A posição informa onde o móvel está; a velocidade descreve como a posição varia; a aceleração descreve como a velocidade varia. Em um gráfico, a inclinação fornece uma taxa de variação, enquanto a área só representa deslocamento quando os eixos são velocidade e tempo.

O deslocamento é a área sob o gráfico $v\times t$. De $0$ a $6\text{ s}$ há um triângulo de área $\frac12\cdot6\cdot V_F=3V_F$. De $6$ a $12\text{ s}$ há um retângulo de área $6V_F$. Como o total é $100\text{ m}$, $9V_F=100$, portanto $V_F=100/9\text{ m/s}$.

Identifique se o problema pede uma propriedade da onda no meio ou a frequência percebida por um observador. A velocidade do som depende do meio e das condições físicas; período e frequência descrevem a fonte. Quando há movimento relativo, estabeleça claramente quem se aproxima de quem.

Mesma nota significa mesma frequência fundamental e mesma intensidade está associada à mesma ordem de amplitude sonora. O que diferencia os instrumentos é o timbre, determinado pela composição e pelas intensidades relativas dos harmônicos que acompanham a frequência fundamental.

Determine primeiro quais pontos do fluido estão à mesma profundidade e quais superfícies estão expostas à pressão externa. Em repouso, a diferença de pressão entre dois níveis depende da densidade, da gravidade e da diferença vertical de altura. Para corpos imersos, o empuxo depende do volume de fluido deslocado.

Tanto o navio quanto o submarino estão em equilíbrio vertical. Em cada caso, a soma das forças verticais deve ser nula. Assim, o empuxo equilibra o peso: $E_1=P_1$ para o navio e $E_2=P_2$ para o submarino.

Localize o objeto, o cristalino e a retina para compreender onde a imagem deveria se formar. O sistema óptico do olho ajusta sua convergência por acomodação. Uma lente corretiva altera a direção dos raios antes de entrarem no olho, deslocando a posição da imagem para a retina.

Na visão corrigida, a imagem de um objeto distante deve ser formada sobre a retina. O sistema óptico do olho produz uma imagem real, invertida e menor que o objeto.

Relacione o defeito visual à posição da imagem sem correção e só então escolha o tipo de lente. Use a vergência com sua unidade adequada quando o exercício trouxer distâncias focais. Um esquema de raios ajuda a confirmar se a lente precisa aumentar ou reduzir a convergência do conjunto.