A irradiação solar é estimada em $6{,}0\times10^7$ W/m² e a superfície radiante do Sol é de $6{,}0\times10^{18}$ m². Desconsiderando-se perdas de energia, a potência total irradiada pelo Sol é interceptada pela Terra quando está distribuída por uma área da ordem de $10^{23}$ m². Com isso, podemos dizer que a potência total irradiada pelo Sol e a irradiação solar recebida pela Terra são, em ordem de grandeza, respectivamente, iguais a:
A potência total irradiada é $P=IA=(6{,}0\times10^7)(6{,}0\times10^{18})=3{,}6\times10^{26}$ W, cuja ordem de grandeza é $10^{26}$ W. Na Terra, $I=P/A\approx3{,}6\times10^3$ W/m², da ordem de $10^3$ W/m² = 1 kW/m².
Resposta: alternativa E.
O espectrômetro de massa é um equipamento de análise que pode medir a razão massa/carga $(m/q)$. Um íon de carga $q$ e massa $m$ é produzido na fonte $S$ e acelerado por uma diferença de potencial $V=1000$ V, entrando numa região em que existe um campo magnético $B=10$ T, saindo do plano da folha. O íon descreve um semicírculo de diâmetro $d=80$ cm até atingir o detector. Admitindo-se que as perdas de energia sejam nulas, a razão $m/q$ do íon é:
Da aceleração elétrica, $qV=mv^2/2$. No campo magnético, $qvB=mv^2/r$, portanto $r=mv/(qB)$. Eliminando $v$, obtém-se $m/q=B^2r^2/(2V)$. Como $r=0{,}40$ m, $m/q=(10^2)(0{,}40^2)/(2\cdot1000)=8{,}0\times10^{-3}$ kg/C = 8,0 g/C.
Resposta: alternativa A.
O tempo de reação é uma medida importante que evidencia a capacidade do sistema nervoso em processar um estímulo e convertê-lo numa ação física. Pilotos de Fórmula 1 reagem em cerca de 0,2 s, enquanto uma pessoa normal reage em torno de 0,5 s. Entre avistar um obstáculo e iniciar uma manobra evasiva, uma pessoa normal dirigindo um automóvel a 360 km/h se desloca:
Na mesma velocidade, a distância percorrida durante a reação é proporcional ao tempo. Logo, $d_n/d_{F1}=0{,}5/0{,}2=2{,}5$. A pessoa normal percorre 2,5 vezes a distância do piloto, isto é, 150% a mais.
Resposta: alternativa D.
No circuito da figura, a fonte fornece uma quantidade limitada de carga para o circuito. O capacitor $C_3$ tem capacitância variável $(C_3>0)$ e as capacitâncias $C_1=C_4=2C$ e $C_2=C_5=C$. Para um dado ajuste de $C_3$, observa-se que $q_1=q_4$ e $q_2=q_5$. Nessa situação, o valor de $q_3$ e a capacitância equivalente do circuito são, respectivamente:
Pela simetria, os nós superior e inferior ficam no mesmo potencial, de modo que a ddp em $C_3$ é nula e $q_3=0$. O ramo superior tem dois capacitores $2C$ em série, equivalendo a $C$. O ramo inferior tem dois capacitores $C$ em série, equivalendo a $C/2$. Esses ramos estão em paralelo, então $C_{eq}=C+C/2=3C/2$.
Resposta: alternativa C.
No loop da figura, a menor velocidade que um objeto de massa $m$, no ponto mais alto da trajetória, deve ter para concluir o movimento circular é $v=\sqrt{gr}$, com $g=10$ m/s² e $r$ o raio do loop. Desprezando o atrito e quaisquer outras forças de resistência ao movimento, a altura mínima $h$ de que o objeto deve ser abandonado para concluir o movimento é:
A figura indica diâmetro de 20 m, portanto $r=10$ m. No topo, a condição mínima é $v^2=gr$. Pela conservação da energia entre a altura inicial e o topo: $mgh=mg(2r)+mv^2/2$. Assim, $h=2r+r/2=5r/2=25$ m.
Resposta: alternativa A.