Professores de física costumam “pegar no pé” de seus alunos quanto à necessidade da presença das unidades físicas em resultados numéricos. De fato, a unidade pode identificar diretamente a grandeza física à qual determinado valor está relacionado. Há casos, no entanto, em que a mesma unidade pode representar grandezas físicas conceitualmente distintas.
Das unidades apresentadas, aquela que sugere dupla interpretação quanto ao entendimento da grandeza física associada é
A quantidade de movimento tem unidade $\text{kg·m/s}$.
O impulso é $I=F\Delta t$. Como $\text{N}=\text{kg·m/s}^2$, sua unidade é $\text{N·s}=\text{kg·m/s}$.
Assim, duas grandezas físicas diferentes — quantidade de movimento e impulso — podem ser expressas pela mesma unidade.
Considere o texto para responder às questões de números $13$ e $14$.
Aproveitando a volta dos carrinhos de ferro ao mercado, uma empresa de brinquedos lançou recentemente uma rampa em forma de canaleta.
Quando um carrinho inicialmente em repouso é abandonado do ponto mais alto dessa rampa, inicia a descida pelo setor reto e inclinado a $53°$ em relação ao chão. Na saída da rampa, ao fim do setor horizontal apoiado sobre o chão, o carrinho metálico possui velocidade de $18\text{ km/h}$.
Dados: $g=10\text{ m/s}^2$; massa do carrinho $=80\text{ g}$; $\operatorname{sen}53°=0{,}8$; $\cos 53°=0{,}6$.
Admitindo-se que a energia mecânica se conserve durante o curto trecho de rampa, a altura relativa ao chão, do ponto em que se abandona o carrinho é, em m, aproximadamente,
A velocidade de saída é $18\text{ km/h}=5\text{ m/s}$.
Como o carrinho parte do repouso e a energia mecânica se conserva,
$mgh=\dfrac{mv^2}{2}$.
A massa cancela e resulta
$h=\dfrac{v^2}{2g}=\dfrac{25}{20}=1{,}25\text{ m}$.
O valor mais próximo é $1{,}3\text{ m}$.
Considere o texto para responder às questões de números $13$ e $14$.
Aproveitando a volta dos carrinhos de ferro ao mercado, uma empresa de brinquedos lançou recentemente uma rampa em forma de canaleta.
Quando um carrinho inicialmente em repouso é abandonado do ponto mais alto dessa rampa, inicia a descida pelo setor reto e inclinado a $53°$ em relação ao chão. Na saída da rampa, ao fim do setor horizontal apoiado sobre o chão, o carrinho metálico possui velocidade de $18\text{ km/h}$.
Dados: $g=10\text{ m/s}^2$; massa do carrinho $=80\text{ g}$; $\operatorname{sen}53°=0{,}8$; $\cos 53°=0{,}6$.
No trecho retilíneo e em declive de $53°$ relativamente à horizontal, a pista deverá exercer sobre o carrinho uma força, em N, de
No trecho retilíneo, a força exercida pela pista sobre o carrinho é a força normal.
Como não há aceleração perpendicular ao plano,
$N=mg\cos 53°$.
Com $m=0{,}080\text{ kg}$,
$N=0{,}080·10·0{,}6=0{,}48\text{ N}$.
O sistema de roldanas apresentado encontra-se em equilíbrio devido à aplicação da força de intensidade $F=1\ 000\text{ N}$.
Essa circunstância permite entender que, ao considerar o sistema ideal, o peso da barra de aço é, em N, de
Em uma corda ideal, a tensão tem o mesmo módulo em todos os seus trechos. Logo, $T=F=1\ 000\text{ N}$.
Cada roldana móvel é sustentada por dois segmentos de corda e, portanto, recebe força vertical total $2T$ para cima.
Como há duas roldanas móveis presas à barra, a força total de sustentação é
$P=2T+2T=4T=4\ 000\text{ N}$.
Você sabia que o modelo heliocêntrico de Kepler foi muito criticado pela falta de simetria, já que o Sol ocupava um dos focos da elipse e outro simplesmente era preenchido com o vácuo? O que importa é que as Leis de Kepler auxiliaram, e muito, o estudo dos movimentos planetários. Sobre essas leis, analise:
I. na lei dos períodos, a distância média do Sol aos planetas é representada por $R^3$;
II. o Sol ocupa um dos focos da elipse, portanto o periélio é o ponto de maior proximidade do planeta em relação ao Sol;
III. as velocidades dos planetas em torno das órbitas são constantes, o que difere são as distâncias.
Está certo o contido em
A afirmação I é falsa. Na terceira lei de Kepler, a distância média é representada pelo semieixo maior $R$; a relação é $T^2/R^3=\text{constante}$.
A afirmação II é verdadeira: o periélio é o ponto da órbita mais próximo do Sol.
A afirmação III é falsa. Pela lei das áreas, a velocidade orbital não é constante: o planeta se move mais rapidamente nas proximidades do periélio e mais lentamente perto do afélio.
Somente a afirmação II está correta.
Em uma máquina, o gás contido no interior de um êmbolo obedece ao diagrama esquematizado.
O trabalho realizado por esse gás, em sua fase de expansão dentro do cilindro, é, em J, aproximadamente,
Na expansão, o volume aumenta de $2·10^{-6}\text{ m}^3$ para $3·10^{-6}\text{ m}^3$ no trecho inclinado e, depois, de $3·10^{-6}\text{ m}^3$ para $6·10^{-6}\text{ m}^3$ a pressão constante.
O trabalho é a área sob a curva no diagrama $p×V$.
No primeiro trecho,
$W_1=\dfrac{(1{,}0+2{,}5)·10^5}{2}·1·10^{-6}=0{,}175\text{ J}$.
No trecho isobárico,
$W_2=2{,}5·10^5·3·10^{-6}=0{,}75\text{ J}$.
Assim, $W=W_1+W_2=0{,}925\text{ J}\approx1{,}0\text{ J}$.
Uma famosa empresa de panelas testa a absorção de calor de um bloco de alumínio cuja massa é $300\text{ g}$. Para tanto, eleva sua temperatura de $15°\text{C}$, temperatura ambiente, para $150°\text{C}$, utilizando uma fonte térmica de $900\text{ W}$.
Dados: calor específico do alumínio $=0{,}22\text{ cal/(g·°C)}$; $1\text{ cal}=4\text{ J}$.
O menor tempo previsto para realização desse aquecimento, em segundos, é, aproximadamente,
A variação de temperatura é $\Delta T=150-15=135°\text{C}$.
O calor absorvido é
$Q=mc\Delta T=300·0{,}22·135=8\ 910\text{ cal}$.
Convertendo para joules, $Q=8\ 910·4=35\ 640\text{ J}$.
Como $P=Q/t$,
$t=\dfrac{35\ 640}{900}=39{,}6\text{ s}\approx40\text{ s}$.
Uma loja de espelhos possui, fixo a uma parede, um mostruário com diversos modelos de espelhos esféricos. Ao olhar para um espelho esférico côncavo, um cliente que esteja entre o vértice e o foco desse espelho terá reproduzida uma imagem de seu rosto,
Quando o objeto está entre o vértice e o foco de um espelho côncavo, os raios refletidos divergem e seus prolongamentos se encontram atrás do espelho.
A imagem formada é virtual, direita e maior que o objeto.
Os chineses fabricavam vidro desde o século VI a.C. e também conheciam as lentes de aumento e diminuição. Dos tipos de lentes apresentados, as lentes esféricas de bordos delgados, cuja espessura da borda é menor que a do centro da lente, são as
Em ar, uma lente com bordas mais delgadas que a região central é uma lente convergente.
A lente biconvexa tem duas faces convexas e é mais espessa no centro do que nas bordas, correspondendo à descrição do enunciado.
Embora Wheatstone não tenha sido o criador da tão conhecida ponte de Wheatstone, com certeza ele a utilizou em muitos experimentos. Para que esse circuito cumpra sua finalidade, a leitura no galvanômetro deve ser zero, o que confere ao conjunto uma configuração de equilíbrio.
Analise as afirmações, considerando que a ponte de Wheatstone esquematizada esteja em equilíbrio.
I. Os valores dos resistores $R_1$, $R_2$, $R_3$ e $R_4$ guardam a proporção dada pela expressão: $R_1×R_2=R_3×R_4$.
II. Mesmo que o gerador seja substituído por outro de força eletromotriz diferente, o galvanômetro indicará o valor zero.
III. Os pontos B e D são eqüipotenciais, assim como o são os pontos A e C.
É correto o contido em
Em equilíbrio, não há corrente no galvanômetro e os pontos B e D têm o mesmo potencial.
A condição de equilíbrio é $R_1/R_2=R_3/R_4$, ou, de forma equivalente, $R_1R_4=R_2R_3$. Portanto, a afirmação I é falsa.
A condição depende das razões entre as resistências, e não do valor da força eletromotriz do gerador. Assim, a afirmação II é verdadeira.
A afirmação III é falsa: B e D são eqüipotenciais, mas A e C são os terminais do gerador e, em geral, estão submetidos a uma diferença de potencial.
Somente a afirmação II está correta.
Da palavra grega elektron derivam os termos eletrização e eletricidade, entre outros. Analise as afirmativas sobre alguns conceitos da eletrostática.
I. A carga elétrica de um sistema eletricamente isolado é constante, isto é, conserva-se.
II. Um objeto neutro, ao perder elétrons, fica eletrizado positivamente.
III. Ao se eletrizar um corpo neutro, por contato, este fica com carga de sinal contrário à daquele que o eletrizou.
É correto o contido em
A afirmação I é verdadeira: em um sistema eletricamente isolado, a carga elétrica total se conserva.
A afirmação II também é verdadeira. Ao perder elétrons, o corpo fica com deficiência de cargas negativas e passa a ter carga líquida positiva.
A afirmação III é falsa. Na eletrização por contato, após o contato e a redistribuição de cargas, os corpos ficam eletrizados com cargas de mesmo sinal.
Estão corretas I e II.