Em uma competição de maratona aquática em águas abertas, os competidores nadam em um circuito de 10 km montado, em geral, no mar. No final de uma prova, a competidora A está a 100 m da linha de chegada e outra competidora, B, está 5 m atrás da competidora A, ambas nadando a uma velocidade de 1 m/s, em linha reta, conforme mostra a figura.
Considerando que a competidora A mantenha sua velocidade constante até o final da prova, se a competidora B desejar alcançar a nadadora A até a linha de chegada, ela deverá imprimir ao seu nado, a partir do momento mostrado na figura, uma aceleração constante mínima de
A competidora A nada $100\ \text{m}$ a $1\ \text{m/s}$, então chega à linha em $t=100\ \text{s}$.
Para alcançá-la até a linha de chegada, B precisa percorrer $100+5=105\ \text{m}$ nesse mesmo tempo, partindo com $v_0=1\ \text{m/s}$:
$$105=1\cdot 100+\frac{a\cdot 100^2}{2}\ \Rightarrow\ 5=5\,000\,a\ \Rightarrow\ a=1\times10^{-3}\ \text{m/s}^2.$$Essa é a aceleração mínima, pois uma aceleração menor faria B chegar à linha depois de A.
O navio mercante Forte de São Felipe, que estava encalhado há seis dias no litoral de São Luís, no Maranhão, conseguiu desencalhar quando flutuou com a chegada da preamar, que é a maré de maior altura prevista para o dia.
(https://g1.globo.com, 22.02.2024. Adaptado.)
O fenômeno físico que permitiu que o navio flutuasse com a chegada da maré alta é explicado
Com a maré alta, o nível da água sobe e o casco do navio passa a deslocar um volume de água suficiente para que o empuxo, $E=\rho_{\text{água}}\,V_{\text{desl}}\,g$, iguale o peso do navio e o suspenda do fundo. É o princípio de Arquimedes.
Os teoremas de Stevin e de Pascal tratam da pressão em um líquido em repouso, o experimento de Torricelli mede a pressão atmosférica e a equação de Bernoulli trata de fluidos em escoamento. Nenhum deles explica a força vertical que sustenta o navio.
Um ciclista, ao encher o pneu de sua bicicleta com uma bomba de ar elétrica, faz a pressão do pneu variar de acordo com o gráfico.
Considerando o ar como um gás ideal, a intensidade do trabalho realizado pela bomba sobre o ar injetado no pneu é igual a
O módulo do trabalho é a área sob o gráfico $p\times V$, um trapézio de bases $1\times10^{5}\ \text{Pa}$ e $3\times10^{5}\ \text{Pa}$ e altura $\Delta V=0{,}6\times10^{-3}-0{,}1\times10^{-3}=0{,}5\times10^{-3}\ \text{m}^3$:
$$|\tau|=\frac{(1+3)\times10^{5}}{2}\cdot 0{,}5\times10^{-3}=2\times10^{5}\cdot 0{,}5\times10^{-3}=100\ \text{J}.$$O gás é comprimido pela bomba, então o trabalho é realizado sobre o ar. A intensidade é de $100\ \text{J}$.
Ondas cerebrais são oscilações elétricas que ocorrem no cérebro e que medem apenas alguns milionésimos de volt. A tabela exibe os 5 tipos de ondas cerebrais reconhecidos pela ciência de acordo com sua faixa de frequência.
| Ondas cerebrais | Faixa de frequência (Hz) |
|---|---|
| ( δ ) Delta | de 0,5 até 4,0 |
| ( θ ) Teta | de 4,0 até 8,0 |
| ( α ) Alfa | de 8,0 até 12,0 |
| ( β ) Beta | de 12,0 até 35,0 |
| ( γ ) Gama | acima de 35,0 |
(www.sciencedirect.com. Adaptado.)
O gráfico mostra uma onda cerebral, medida durante 4 s em um eletroencefalograma.
O gráfico representa uma onda cerebral
Contando os ciclos completos do gráfico, há 8 oscilações em $4\ \text{s}$. A frequência é o número de ciclos por unidade de tempo:
$$f=\frac{8}{4}=2\ \text{Hz}.$$Na tabela, $2\ \text{Hz}$ está na faixa de $0{,}5$ a $4{,}0\ \text{Hz}$, que é a das ondas delta.
Após forte chuva que atingiu Belo Horizonte, uma árvore de grande porte caiu sobre três carros e derrubou um poste de energia elétrica. Segundo o Corpo de Bombeiros, um casal e seus dois filhos precisaram ficar dentro do carro até a chegada dos Bombeiros, por causa dos cabos de energia do poste que ficaram soltos. O Corpo de Bombeiros reforça que, em casos como esse, as vítimas não devem descer do veículo até que a energia seja desligada e o carro aterrado. Ficar dentro do veículo pode evitar o risco de eletrocutamento.
(https://g1.globo.com, 23.02.2024. Adaptado.)
Ao permanecer dentro do carro, a família evitou o perigo de ser eletrocutada porque
O carro tem carroceria metálica, que é um condutor. Quando ela é atingida por cargas, elas se distribuem na superfície externa e o campo elétrico no interior do condutor oco é nulo. Isso é a blindagem eletrostática, ou gaiola de Faraday, e por isso quem está dentro do veículo não fica sujeito à descarga.
Não são os pneus de borracha que protegem os ocupantes, e sim a carroceria metálica. Efeito Joule, efeito fotoelétrico e Lei de Lenz descrevem outros fenômenos e não tratam dessa blindagem.