A cada ciclo respiratório que executamos, um certo volume de ar entra (a 20 °C) e sai (a 37 °C) de nossas vias respiratórias durante uma inspiração e uma expiração, respectivamente. Em uma situação de repouso, em um adulto saudável, aproximadamente 500 mL de ar entram e saem a cada ciclo, e a frequência respiratória vale, aproximadamente, 12 ciclos/minuto.
Dados: calor específico do ar = $0{,}24\text{ cal/(g°C)}$; densidade do ar = $1{,}2\text{ g/L}$; $1\text{ cal}=4{,}2\text{ J}$.
Nessas condições, a energia mínima gasta pelo organismo apenas no aquecimento do ar, durante uma semana, seria suficiente para manter uma lâmpada de 100 W acesa por, aproximadamente:
Em cada ciclo, a massa de ar aquecida é $m=0{,}5\cdot1{,}2=0{,}6\text{ g}$. Assim, $Q=mc\Delta T=0{,}6\cdot0{,}24\cdot17=2{,}448\text{ cal}\approx10{,}3\text{ J}$ por ciclo.
Em uma semana há $12\cdot60\cdot24\cdot7=120960$ ciclos, totalizando aproximadamente $1{,}24\times10^6\text{ J}$. Para uma lâmpada de $100\text{ W}$, $t=E/P\approx1{,}24\times10^4\text{ s}\approx3{,}5\text{ h}$.
O globo ocular é, do ponto de vista óptico, um sistema convergente que pode apresentar defeitos, os quais irão prejudicar a visão dos objetos. Pode-se dizer que uma pessoa que apresenta o globo ocular mais longo do que o normal apresenta:
Quando o globo ocular é mais longo que o normal, a imagem de objetos distantes tende a se formar antes da retina. Esse defeito é a miopia.
O ano de 2009 foi escolhido pela UNESCO como Ano Internacional da Astronomia. O motivo desta comemoração é o aniversário de 400 anos da primeira utilização do telescópio para observação astronômica por Galileu Galilei. Posteriormente, verificou-se que sistemas de lentes podem ser utilizados para a construção de dois tipos de lunetas: astronômica e terrestre. Essas lunetas têm em sua objetiva uma lente convergente. Para a luneta astronômica, a ocular é uma lente convergente e, para a luneta terrestre utilizada por Galileu, a ocular é uma lente divergente.
Usando a luneta de Galileu, o observador obtém uma imagem final:
Na luneta de Galileu, a objetiva convergente e a ocular divergente são ajustadas para que a imagem final observada seja virtual, direita e ampliada.
O sistema cardiovascular dos humanos é constituído de um tubo fechado através do qual o sangue flui devido ao bombeamento exercido pelo coração. Para bombear o sangue, as paredes do coração se contraem e relaxam periodicamente. Considere que a densidade do sangue seja igual à densidade da água e que o coração consiga bombear o sangue a uma pressão de 150 mmHg acima da pressão atmosférica. Para efeito de cálculo, considere $1\text{ atm}=750\text{ mmHg}$.
Fazendo a analogia entre o sistema cardiovascular e uma coluna de líquido, até que altura o coração consegue bombear o sangue?
A sobrepressão é $150/750=0{,}20\text{ atm}\approx2{,}0\times10^4\text{ Pa}$. Pela relação $\Delta p=\rho gh$, com $\rho\approx1000\text{ kg/m}^3$ e $g\approx10\text{ m/s}^2$, resulta $h=2{,}0\text{ m}$.
O sistema cardiovascular humano apresenta batimentos periódicos, em média 100 vezes por minuto. Qual é a frequência média, em hertz, desses batimentos?
Frequência em hertz significa número de ciclos por segundo. Assim, $f=100/60=5/3\text{ Hz}$.
A audiologia estuda os fenômenos da audição e, para isso, usa a Física e a Biologia como conhecimentos complementares. Em um adulto normal, a audição atinge boa percepção na faixa de 2.000 Hz a 4.000 Hz. Isso ocorre porque a audição é mais sensível a ondas sonoras de comprimento de onda cerca de quatro vezes o comprimento do canal auditivo externo.
Para uma pessoa cuja frequência de maior sensibilidade se encontra em torno de 3.400 Hz, qual seria a medida do seu canal auditivo externo? Considere a velocidade do som no ar igual a $340\text{ m/s}$.
Pela relação $v=\lambda f$, $\lambda=340/3400=0{,}10\text{ m}=10\text{ cm}$. Como esse comprimento de onda corresponde a cerca de quatro vezes o comprimento do canal, $L=10/4=2{,}5\text{ cm}$.
O grupo One Degree Less tem promovido a campanha: “Pinte seu telhado de branco, e ajude a diminuir a temperatura de ilhas de calor nos grandes centros urbanos”. A hipótese está fundamentada na característica da cor branca de
Superfícies brancas apresentam alta refletância para a luz visível e parte relevante da radiação solar incidente. Assim, absorvem menos energia e tendem a aquecer menos.
No jargão aeronáutico, fala-se costumeiramente em quatro forças: sustentação, peso, propulsão e arrasto. O diagrama de corpo livre de um avião está representado abaixo. Para um voo em linha reta, nivelado e com velocidade constante, tem-se:
Velocidade constante implica aceleração nula. Pela 1ª Lei de Newton, a soma vetorial de todas as forças sobre o avião deve ser nula:
$\vec S+\vec P+\vec F_A+\vec E=\vec 0$.
Resposta adotada: alternativa B.
Auditoria: a redação/notação do item é problemática, pois a alternativa A, se interpretada literalmente como duas igualdades vetoriais, também expressa o equilíbrio nas direções vertical e horizontal.
Ondas de rádio FM, raios X e a luz visível são exemplos de radiações eletromagnéticas. No vácuo, qual é a característica física comum dessas radiações?
Todas as ondas eletromagnéticas propagam-se no vácuo com a mesma velocidade, $c\approx3{,}0\times10^8\text{ m/s}$.
Um gás ideal
O modelo de gás ideal não contempla interações intermoleculares capazes de produzir condensação ou outras transições de fase. Portanto, dentro do modelo ideal, não há mudança de fase.
As moléculas de ozônio ($O_3$) são um filtro natural que diminui a incidência de raios ultravioleta no planeta. Nesse contexto,
Dado: número de Avogadro = $6\times10^{23}$.
No espectro eletromagnético, a radiação ultravioleta possui frequência maior e comprimento de onda menor que a luz visível.
A figura abaixo descreve o efeito fotoelétrico. Esse experimento contribuiu para a descoberta da
O efeito fotoelétrico evidenciou o caráter corpuscular da luz, complementando fenômenos como interferência e difração, que evidenciam seu caráter ondulatório. Isso sustenta a dualidade onda-partícula.