Em um experimento que valida a conservação da energia mecânica, um objeto de 4,0 kg colide horizontalmente com uma mola relaxada, de constante elástica de 100 N/m. Esse choque a comprime 1,6 cm. Qual é a velocidade, em m/s, desse objeto, antes de se chocar com a mola?
Pela conservação da energia mecânica, $\dfrac{mv^2}{2}=\dfrac{kx^2}{2}$. Com $m=4{,}0$ kg, $k=100$ N/m e $x=0{,}016$ m, resulta $v=x\sqrt{\dfrac{k}{m}}=0{,}016\sqrt{25}=0{,}08$ m/s.
Resposta: alternativa C.
A figura a seguir descreve um anel metálico, de raio $a$, carregado positivamente com carga $Q$. No ponto P, situado sobre o eixo do anel a uma distância $x$ do centro, o campo elétrico é dado por $E_P=\dfrac{kQx}{(a^2+x^2)^{3/2}}$. No limite de $x\gg a$, a expressão do campo elétrico $E_P$ é equivalente
Se $x\gg a$, então $a^2+x^2\approx x^2$. Logo, $E_P\approx\dfrac{kQx}{(x^2)^{3/2}}=\dfrac{kQ}{x^2}$, exatamente o campo produzido por uma carga pontual $Q$ a distância $x$.
Resposta: alternativa A.
Uma partícula de $9{,}0\times10^{-30}$ kg, carregada com carga elétrica de $1{,}0\times10^{-16}$ C, penetra perpendicularmente em um campo magnético uniforme de $1{,}0\times10^{-6}$ T, quando sua velocidade está em $1{,}0\times10^6$ m/s. Ao entrar no campo magnético, a carga passa a descrever um círculo. O raio desse círculo, em metros, é
A força magnética fornece a força centrípeta: $qvB=\dfrac{mv^2}{r}$. Assim, $r=\dfrac{mv}{qB}=\dfrac{9{,}0\times10^{-30}\cdot10^6}{10^{-16}\cdot10^{-6}}=9{,}0\times10^{-2}$ m.
Resposta: alternativa D.
A energia interna de um gás perfeito (gás ideal) tem dependência somente com a temperatura. O gráfico que melhor qualifica essa dependência é
Para uma quantidade fixa de gás ideal, $U=nC_VT$. Portanto, a energia interna é diretamente proporcional à temperatura absoluta, correspondendo a uma reta crescente que passa pela origem.
Resposta: alternativa A.