Um bloco de massa $10\text{ kg}$ está em repouso sobre uma superfície horizontal com atrito. Um menino aplica uma força horizontal sobre o bloco de módulo $30\text{ N}$, mas o bloco não desliza sobre a superfície devido à ação do atrito estático. Sabendo-se que o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície é igual a $0{,}6$, e considerando-se a aceleração da gravidade igual a $10\text{ m/s}^2$, é CORRETO afirmar que o módulo da força de atrito estático agindo sobre o bloco nessa situação é igual a
A força normal vale $N=mg=10\cdot10=100\text{ N}$.
O atrito estático máximo é
$f_{s,\max}=\mu_sN=0{,}6\cdot100=60\text{ N}$.
Como a força aplicada é de apenas $30\text{ N}$ e o bloco permanece em repouso, o atrito estático ajusta-se para equilibrá-la. Logo, $f_s=30\text{ N}$.
Um executivo carrega sua maleta de massa igual a $5\text{ kg}$ por uma distância de $10\text{ m}$ com certa velocidade constante. Se a distância da maleta ao solo é mantida a uma altura constante igual a $1\text{ m}$ e considerando-se a aceleração da gravidade igual a $10\text{ m/s}^2$, é CORRETO afirmar que o trabalho realizado pelo executivo sobre essa maleta nesse percurso é
Como a maleta se move horizontalmente com velocidade constante e permanece à mesma altura, o executivo exerce essencialmente uma força vertical para cima, equilibrando o peso.
O deslocamento é horizontal. Assim, o ângulo entre a força exercida pelo executivo e o deslocamento é $90^\circ$.
$W=Fd\cos90^\circ=0$.
Uma das principais observações da Física corresponde ao chamado princípio geral de conservação da energia. Assim, é CORRETO afirmar que, segundo esse princípio,
O princípio geral de conservação da energia estabelece que a energia não é criada nem destruída; ela pode apenas ser transferida entre sistemas ou transformada de uma forma em outra.
A energia mecânica, por sua vez, não precisa permanecer constante quando atuam forças dissipativas, como o atrito.
Sabe-se que duas barras metálicas A e B, com coeficientes de dilatação lineares diferentes $\alpha_A$ e $\alpha_B$, têm o mesmo comprimento inicial $L_0$ e estão à mesma temperatura inicial $T_0$. As barras são aquecidas separadamente de forma a terem temperaturas finais diferentes e iguais a $T_A$ e $T_B$, respectivamente, mas ambas atingem o mesmo comprimento final $L$.
Definindo-se $\Delta T_A=T_A-T_0$ e $\Delta T_B=T_B-T_0$, é CORRETO afirmar que a razão $\dfrac{\alpha_A}{\alpha_B}$ é dada por
Para cada barra, a dilatação linear é
$\Delta L=\alpha L_0\Delta T$.
Como as duas barras têm o mesmo $L_0$ e atingem o mesmo comprimento final $L$, suas dilatações são iguais:
$\alpha_A L_0\Delta T_A=\alpha_B L_0\Delta T_B$.
Cancelando $L_0$ e isolando a razão:
$\dfrac{\alpha_A}{\alpha_B}=\dfrac{\Delta T_B}{\Delta T_A}$.
Um bloco de gelo de massa $m=100\text{ g}$ e temperatura $-10^\circ\text{C}$ recebe uma quantidade de calor igual a $9500\text{ cal}$. Considerando-se o calor específico do gelo igual a $0{,}5\text{ cal/(g·}^\circ\text{C)}$, o calor específico da água igual a $1\text{ cal/(g·}^\circ\text{C)}$ e o calor de fusão da água igual a $80\text{ cal/g}$, é CORRETO afirmar que a temperatura final do gelo derretido será de
Primeiro, o gelo é aquecido de $-10^\circ\text{C}$ até $0^\circ\text{C}$:
$Q_1=mc_g\Delta T=100\cdot0{,}5\cdot10=500\text{ cal}$.
Para fundir todo o gelo:
$Q_2=mL_f=100\cdot80=8000\text{ cal}$.
Após essas etapas, foram consumidas $8500\text{ cal}$, restando $1000\text{ cal}$ para aquecer a água líquida:
$1000=100\cdot1\cdot\Delta T$.
Logo, $\Delta T=10^\circ\text{C}$ e a temperatura final é $10^\circ\text{C}$.
Um estudante mediu a temperatura mais baixa no inverno com um termômetro em escala Fahrenheit e encontrou $23^\circ\text{F}$. No dia mais quente do inverno, ele mediu novamente a temperatura, mas utilizou um termômetro em escala Celsius e encontrou $5^\circ\text{C}$. A variação da temperatura, em graus Celsius, ocorrida nesse período foi de
Convertendo $23^\circ\text{F}$ para Celsius:
$T_C=\dfrac{5}{9}(T_F-32)=\dfrac{5}{9}(23-32)=-5^\circ\text{C}$.
A variação até $5^\circ\text{C}$ é
$\Delta T=5-(-5)=10^\circ\text{C}$.
O movimento da Lua em torno da Terra pode ser considerado como sendo um movimento aproximadamente circular uniforme. Assim, é CORRETO afirmar que a força que atua sobre a Lua, responsável por esse movimento, é
No movimento aproximadamente circular da Lua, a resultante das forças deve apontar para o centro da trajetória.
A força que fornece essa resultante centrípeta é a força gravitacional exercida pela Terra sobre a Lua.
A expressão “força centrípeta” não designa uma força adicional; ela descreve o papel desempenhado pela resultante radial.
Como se sabe, o eco é um fenômeno que consiste em se ouvir o som refletido por um obstáculo que não absorve o som. Sabe-se também que o ser humano só detecta dois sons que estejam separados por um intervalo de tempo mínimo de $0{,}1\text{ s}$. Se a velocidade do som no ar é igual a $340\text{ m/s}$, é CORRETO afirmar que a distância mínima entre uma pessoa e o obstáculo para que ela possa ouvir o eco de sua própria voz é de
Durante o intervalo mínimo de $0{,}1\text{ s}$, o som deve ir até o obstáculo e retornar à pessoa.
Assim, a distância total percorrida é
$2d=v\Delta t=340\cdot0{,}1=34\text{ m}$.
Logo, $d=17\text{ m}$.
Um conjunto de $6$ lâmpadas incandescentes de resistências elétricas iguais a $10\Omega$ cada uma é alimentado por uma bateria de $20\text{ V}$, conforme a figura abaixo.
Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que as correntes elétricas através das lâmpadas de números $1$, $2$ e $3$ são dadas respectivamente por
Os três ramos estão em paralelo e, portanto, cada ramo está submetido a $20\text{ V}$.
No primeiro ramo há uma lâmpada: $R_1=10\Omega$, então $I_1=20/10=2\text{ A}$.
No segundo ramo há duas lâmpadas em série: $R_2=20\Omega$, então $I_2=20/20=1\text{ A}$.
No terceiro ramo há três lâmpadas em série: $R_3=30\Omega$, então $I_3=20/30\approx0{,}67\text{ A}$, compatível com $0{,}66\text{ A}$ apresentado na alternativa.
Uma esfera metálica de raio $R$ e carga elétrica $Q$, chamada de esfera $1$, inicialmente descarregada, é ligada por um fio condutor de resistência desprezível a outra esfera metálica de raio $2R$, chamada de esfera $2$. Após o equilíbrio, as cargas elétricas nas esferas $1$ e $2$ serão respectivamente
No equilíbrio eletrostático, os potenciais das duas esferas são iguais:
$k\dfrac{q_1}{R}=k\dfrac{q_2}{2R}$.
Logo, $q_2=2q_1$.
Como a carga total se conserva, $q_1+q_2=Q$. Portanto, $3q_1=Q$, de modo que
$q_1=\dfrac{Q}{3}$ e $q_2=\dfrac{2Q}{3}$.
Num dado instante, uma partícula de carga elétrica igual a $-2\text{ C}$ se move horizontalmente da esquerda para a direita com velocidade de módulo $3\text{ m/s}$, em uma região em que atua um campo magnético uniforme, horizontal, da direita para a esquerda, de módulo $0{,}2\text{ T}$. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que, nesse instante, a força magnética que atua sobre a carga possui
A força magnética tem módulo
$F=|q|vB\sin\theta$.
A velocidade aponta da esquerda para a direita e o campo magnético da direita para a esquerda. Portanto, os vetores são antiparalelos e $\theta=180^\circ$.
Como $\sin180^\circ=0$, resulta $F=0$.
Uma pequena esfera metálica carregada é mantida flutuando em repouso a certa altura do solo por um campo elétrico uniforme de módulo $5\text{ N/C}$ apontando verticalmente de baixo para cima. Considerando-se a aceleração da gravidade igual a $10\text{ m/s}^2$, é CORRETO afirmar que a razão entre a carga elétrica e a massa da esfera é de
Como a esfera está em repouso, a força elétrica deve equilibrar o peso:
$qE=mg$.
Como o campo aponta para cima e a força elétrica também precisa apontar para cima, a carga é positiva.
Assim,
$\dfrac{q}{m}=\dfrac{g}{E}=\dfrac{10}{5}=2{,}0\text{ C/kg}$.