Sobre a impossibilidade de se colocar um satélite em órbita da Terra em um plano que não passe pelo centro do planeta, é correto afirmar que essa impossibilidade
A força gravitacional exercida pela Terra sobre o satélite aponta continuamente para o centro da Terra. Portanto, trata-se de uma força central.
Se o satélite se movesse em um plano que não contivesse o centro terrestre, a força gravitacional teria uma componente perpendicular a esse plano, alterando o movimento para fora dele.
Uma órbita plana sob a gravidade central deve, assim, conter o centro de atração.
Isso não exige que o plano orbital coincida com o plano equatorial terrestre.
Uma casca esférica condutora, de raio $R$, tem em seu centro uma carga elétrica puntiforme positiva $q$. Sobre $E$, o módulo do campo elétrico em um ponto no interior da casca condutora, situado a uma distância $r$ do centro ($r < R$), é correto afirmar que
Questão anulada pela CEV/UECE no gabarito oficial definitivo de 09/07/2009. A anulação prevalece sobre qualquer alternativa na correção do vestibular.
Fisicamente, é essencial distinguir duas regiões. Na cavidade esférica em torno da carga central, com $0
A diferença entre cavidade e material metálico é essencial para avaliar as alternativas. O documento de gabarito consultado confirma a anulação, mas não informa a fundamentação específica da decisão. Por isso, nenhuma letra deve ser apresentada como gabarito oficial.
Sobre um sistema que sofre um ciclo termodinâmico completo, conforme ilustrado na figura a seguir, é correto afirmar que
Em um ciclo termodinâmico completo, o sistema retorna ao estado inicial. Como a energia interna é função de estado, sua variação no ciclo é nula: $\Delta U=0$.
Pela Primeira Lei da Termodinâmica, adotando $W$ como o trabalho realizado pelo sistema, $\Delta U=Q-W$. Portanto, $0=Q-W$ e $Q=W$. No gráfico $p\times V$, o ciclo é anti-horário, de modo que o trabalho líquido realizado pelo gás é negativo; o calor líquido também é negativo. A alternativa correta é C.
Três esferas puntiformes, colineares, cada uma de massa $m$, estão presas umas às outras e a um eixo de rotação por meio de três hastes rígidas, cada uma de comprimento $l$, inextensíveis e de massas desprezíveis em relação às massas das esferas. O conjunto (eixo, haste, esfera, haste, esfera, haste, esfera), conforme visto na figura a seguir, gira no plano da prova (plano horizontal), em torno desse eixo de rotação, com velocidade angular $\omega$ constante. A tensão $T$ nas hastes 1, 2 e 3 é, respectivamente:
As esferas se encontram, respectivamente, a distâncias $l$, $2l$ e $3l$ do eixo.
Cada uma executa movimento circular de velocidade angular $\omega$.
Esfera externa: a haste 3 fornece sua força centrípeta: $T_3=m\omega^2(3l)=3ml\omega^2$.
Esfera intermediária: a haste 2 puxa para o eixo e a haste 3 puxa para fora. Portanto, $T_2-T_3=m\omega^2(2l)$, o que dá $T_2=5ml\omega^2$.
Esfera interna: $T_1-T_2=m\omega^2l$, logo $T_1=6ml\omega^2$. Assim, as tensões nas hastes 1, 2 e 3 são, nessa ordem, $6ml\omega^2$, $5ml\omega^2$ e $3ml\omega^2$.
Você está dirigindo um automóvel com velocidade constante de $20\ \text{m/s}$ ao longo de uma estrada reta e horizontal, seguindo um caminhão com a mesma velocidade e no mesmo sentido. Em certo momento, um objeto, a $3\ \text{m}$ de altura do solo, se desprende da parte traseira do caminhão e vem ao chão. Despreze a resistência do ar, considere $g=10\ \text{m/s}^2$ e trate o objeto como uma partícula puntiforme. A respeito da distância mínima entre a frente do automóvel e a traseira do caminhão para que o objeto em queda não atinja o automóvel, antes de bater no chão, pode-se afirmar corretamente que
No instante em que se desprende, o objeto conserva a velocidade horizontal do caminhão, igual a $20\ \text{m/s}$.
Como a resistência do ar é desprezada, sua aceleração horizontal é nula e essa velocidade permanece constante.
O automóvel também se desloca horizontalmente a $20\ \text{m/s}$. Assim, a velocidade horizontal relativa entre o objeto e o automóvel é $v_{\text{rel}}=20-20=0$. A distância horizontal entre eles permanece constante durante a queda.
Desse modo, qualquer separação inicial positiva entre a frente do automóvel e a traseira do caminhão impede a colisão com o objeto antes de ele alcançar o solo. A altura de queda e $g$ são desnecessários para essa conclusão.
Um raio de luz, se propagando inicialmente no vácuo, incide na superfície lateral de um cilindro de material cujo índice de refração é $1{,}2$ do valor para o vácuo. Suponha que o raio de luz se propague em um plano que contém o eixo do cilindro e incida perpendicularmente a esse eixo. Sobre o desvio, em relação à direção de incidência, que o raio sofrerá ao atravessar o cilindro, é correto afirmar que
Como o raio se propaga em um plano que contém o eixo do cilindro e sua direção é perpendicular a esse eixo, a trajetória é radial na seção longitudinal considerada. Assim, o raio chega à superfície lateral na direção normal.
Na refração,
\[n_1\operatorname{sen}i=n_2\operatorname{sen}r\]
Para $i=0^\circ$, segue $r=0^\circ$, independentemente dos índices de refração.
O raio segue sem mudar de direção e também emerge normalmente pela superfície oposta.
Portanto, o desvio angular total é nulo.
O índice $1{,}2$ não implica um desvio de $1{,}2^\circ$.