A velejadora brasileira Tamara Klink completou sozinha a Passagem Noroeste, uma travessia de 6 600 km pelo Ártico que se tornou possível graças ao degelo causado pelas mudanças climáticas. A viagem de 60 dias entre a Groenlândia e o Alasca a bordo do veleiro denominado Sardinha 2 foi um desafio pessoal para Tamara, mas também uma mensagem de alerta sobre os efeitos do aquecimento global.
(www.gazetaesportiva.com. Adaptado.)
Considerando as informações apresentadas no excerto, a velocidade média desenvolvida pelo veleiro Sardinha 2 nessa travessia foi de, aproximadamente,
A velocidade média é a distância percorrida dividida pelo tempo gasto, e as alternativas estão em km/h. Então o tempo precisa estar em horas:
$$\Delta t=60\ \text{dias}\cdot 24\ \dfrac{\text{h}}{\text{dia}}=1\,440\ \text{h}.$$Logo
$$v_m=\frac{\Delta s}{\Delta t}=\frac{6\,600}{1\,440}\approx 4{,}6\ \text{km/h}.$$Um trabalhador descarta, a partir do repouso, um bloco de madeira de 5,0 kg em uma caçamba, por meio de uma rampa. A altura de que o bloco vai descer pela rampa é de 3,0 m, como mostra a figura.
Sabendo que a aceleração gravitacional é igual a 10 m/s² e que ocorre perda de 60 J de energia mecânica durante o deslocamento do bloco pela rampa, o valor da energia cinética com que o bloco chegará ao final da rampa é de
No início o bloco está em repouso, de modo que a energia mecânica é apenas potencial gravitacional:
$$E_i=m\,g\,h=5{,}0\cdot 10\cdot 3{,}0=150\ \text{J}.$$No final da rampa a altura é nula e a energia mecânica é só cinética. Como 60 J se dissipam no percurso,
$$E_c=E_i-E_{\text{dissipada}}=150-60=90\ \text{J}.$$Há procedimentos médicos em que se usa calor com o objetivo de aliviar dores e rigidez musculares e aumentar o fluxo sanguíneo. Nesses procedimentos, o calor é fornecido aos tecidos do corpo de diferentes formas, como por meio de bolsas térmicas, que são aquecidas e colocadas em contato com o corpo do paciente, ou por meio de luz infravermelha, a qual é emitida por determinados tipos de lâmpadas, que são colocadas a certa distância do corpo do paciente. Em cada um desses dois procedimentos de uso do calor, por meio de bolsas térmicas e por meio de luz infravermelha, a principal forma de propagação do calor da fonte para o corpo do paciente se dá, respectivamente, pelos processos de
Bolsa térmica: está em contato direto com a pele. A energia passa das moléculas mais agitadas da bolsa para as da pele por colisões e vibrações, sem transporte de matéria. É a condução.
Lâmpada de infravermelho: fica afastada do paciente. O ar é mau condutor, e a convecção exigiria correntes de fluido transportando o calor até o corpo, o que não é o mecanismo principal. A energia chega como radiação infravermelha, uma onda eletromagnética que se propaga mesmo sem meio material e é absorvida pela pele. É a irradiação.
Na figura, estão representados trechos das ondas produzidas pelos batimentos cardíacos de um paciente durante duas etapas de um teste ergométrico.
Sabendo que as representações das duas etapas, na figura, seguem a mesma escala, a onda da etapa 2, em relação à onda da etapa 1, tem menor
Nos dois gráficos, a variação ΔV é a mesma, então a amplitude e a altura da onda não mudam. O intervalo de tempo até $t_0$ também é o mesmo, pois a escala é igual.
Na etapa 2 cabem mais batimentos nesse mesmo intervalo. Logo a frequência $f=\dfrac{N}{\Delta t}$ é maior, e o período $T=\dfrac{1}{f}$, intervalo entre dois batimentos consecutivos, é menor. A energia transportada, que cresce com a frequência para a mesma amplitude, também é maior na etapa 2.
Um chuveiro elétrico apresenta dois níveis de aquecimento: verão e inverno. No nível 1, modo verão, a potência de funcionamento desse chuveiro é menor do que no nível 2, modo inverno, como mostra a tabela.
| Nível | Potência (W) |
|---|---|
| 1 | 4 200 |
| 2 | 6 600 |
A diferença entre os consumos de energia elétrica no modo inverno e no modo verão, para um banho de 10 minutos, é igual a
A energia consumida é $E=P\,\Delta t$. Como a resposta é em kWh, a potência entra em kW e o tempo em horas.
Os 10 minutos de banho equivalem a $\Delta t=\dfrac{10}{60}=\dfrac{1}{6}\ \text{h}$.
A diferença de potência entre os dois modos é
$$\Delta P=6\,600-4\,200=2\,400\ \text{W}=2{,}4\ \text{kW}.$$Então
$$\Delta E=\Delta P\,\Delta t=2{,}4\cdot\frac{1}{6}=0{,}4\ \text{kWh}.$$