PRISE VIII 1ª Etapa · Acesso 2005 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Considere a Terra como uma esfera de raio R, conforme a figura abaixo. A latitude de um ponto P qualquer situado sobre a Terra é o ângulo φ. Para pontos no plano equatorial (por exemplo, a cidade de Macapá) φ vale 0°, enquanto que para um ponto situado no pólo Norte φ vale 90°. O período de rotação de Terra em torno de seu eixo é constante e vale 24h, então o valor da velocidade linear v de um corpo na superfície da Terra, devida a esta rotação, varia em função da latitude em que se encontra o corpo. Marque a alternativa com o gráfico que melhor representa como o módulo de v varia com a latitude:

Medidas do campo gravitacional na superfície da Terra são feitas com instrumentos chamados gravímetros. O gravímetro indica variações no campo gravitacional por meio de medidas da deformação elástica de uma mola à qual está presa uma pequena massa cujo peso varia conforme a intensidade do campo gravitacional local. Outra maneira para medirmos o campo gravitacional é efetuarmos medidas do tempo de queda de um corpo em queda livre, de uma certa altura, em uma câmara de vácuo.

1. Para que a deformação da mola (∆x) seja a maior possível para uma variação pequena da aceleração da gravidade, devemos usar uma mola com um valor pequeno da constante elástica (K).
2. A variação da intensidade do campo gravitacional entre dois locais de medida é proporcional ao valor da constante elástica da mola.
3. A aceleração da gravidade experimentada pela massa em queda livre é inversamente proporcional ao tempo de queda.
4. O tempo de queda é independente do valor da massa utilizada.

Estão corretas somente as afirmativas:

Atualmente os engenheiros espaciais empregam robôs que se deslocam sobre rodas para a exploração do planeta Marte. Um desses robôs, ao chegar em Marte, irá descer uma rampa para atingir o solo, sem que suas rodas deslizem sobre ela. Na Terra, o ângulo máximo de inclinação dessa rampa para que o robozinho possa ficar parado sobre ela sem deslizar é α. Em Marte, onde a aceleração da gravidade tem metade do valor da Terra, o ângulo máximo para o robô não deslizar sobre a mesma rampa é:

Os planetas do Sistema Solar, em seu movimento ao redor do Sol, obedecem às leis de Kepler. Eles percorrem órbitas elípticas nas quais o Sol está em um dos focos. O ponto da órbita mais distante do Sol é chamado de afélio (A) e o ponto mais próximo é chamado de periélio (P). Essas características estão ilustradas na figura abaixo:

Analise as afirmativas abaixo sobre o movimento dos planetas ao redor do Sol.

1. Se existisse um planeta com o raio médio de sua órbita igual a duas vezes a distância média da Terra ao Sol, o período de revolução desse planeta seria de dois anos.
2. No afélio, a energia potencial do sistema é máxima, e parte dela se converte em energia cinética até o periélio.
3. A quantidade de movimento de um planeta é maior no periélio do que no afélio.
4. O trabalho realizado sobre um planeta pela força gravitacional, durante uma órbita completa, é nulo.

Estão corretas somente as afirmativas:

No dia 02 de agosto de 1971, durante a missão Apollo 15, o astronauta americano David R. Scott executou uma demonstração de Física básica na superfície da Lua. Ele soltou simultaneamente um martelo e uma pena de falcão (o módulo lunar da Apollo 15 era chamado Falcão) da altura de seu ombro. No ambiente sem atmosfera da Lua, os dois objetos caíram livremente e chegaram ao solo ao mesmo tempo, confirmando as previsões feitas por Galileu Galilei, ainda no século XVI. Sobre a Física dessa demonstração histórica, lembrando que a aceleração da gravidade na superfície da Lua é 1/6 da aceleração da gravidade na superfície da Terra, é correto afirmar que:

a) A energia potencial máxima do martelo é igual à da pena, pois ambos foram largados da mesma altura.

b) O trabalho realizado pelo peso do martelo em sua queda, na Lua, é seis vezes menor do que seria na Terra se caísse da mesma altura.

c) A energia cinética máxima do martelo na Lua é seis vezes maior do que seria se fosse largado da mesma altura na Terra.

d) A energia mecânica do martelo aumentou durante a queda, enquanto que a da pena diminuiu.

e) Os dois objetos chegam ao solo ao mesmo tempo porque a gravidade na Lua é menor do que na Terra.

No dia 04 de julho de 1997, chegou ao planeta Marte a sonda Mars Pathfinder, que levou o robô Sojourner, em uma viagem de 7 meses, cuja trajetória é representada na figura abaixo. Para lançar a nave, foguetes poderosos são usados para impulsioná-la a fim de vencer a gravidade terrestre. Esses foguetes rapidamente esgotam seus combustíveis e são ejetados. A nave segue, então, sozinha em sua trajetória.

Considerando o movimento da nave desde o momento em que os foguetes são descartados até antes de atingir a atmosfera de Marte, é correto afirmar que a força resultante sobre ela

a) é nula durante todo o movimento.

b) é nula apenas no ponto médio entre as órbitas da Terra e de Marte.

c) é constante e igual ao peso da sonda.

d) não é nula em nenhum momento.

e) é sempre no mesmo sentido de seu movimento.

O traje espacial dos astronautas do Ônibus Espacial americano é chamado de unidade de mobilidade extraveicular (EMU). Em muitas missões em que precisaram realizar tarefas fora do ônibus espacial, os astronautas usaram a chamada Unidade Tripulada de Manobras (MMU), uma “mochila” acoplada à EMU que os impulsiona, usando jatos de nitrogênio sob alta pressão, permitindo deslocamentos e rotações. Ela funciona fazendo uso da 3ª Lei de Newton: ao acionar um jato em um sentido, uma força é aplicada ao corpo do astronauta, empurrando-o em sentido contrário ao do jato. Um desses jatos imprime uma força constante de 65N ao astronauta. Considere que a quantidade de massa ejetada em um jato é desprezível quando comparada à massa do astronauta e seu equipamento completo que vale 260Kg. Se um astronauta está a uma certa distância da estação espacial, em repouso em relação a ela, e deseja voltar para a estação com velocidade de 0,5m/s, ele deve acionar o jato de gás durante um intervalo de tempo de: