Unicap 2023.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Um astrônomo amador resolveu montar seu próprio telescópio refrator, para isso comprou duas lentes convergentes. Uma das lentes veio sem nenhuma especificação, ou seja, sem os dados referentes à lente. Para descobrir a distância focal dessa lente, nosso aspirante a astrônomo realizou um experimento simples: localizando a lente $2{,}0\,\mathrm{m}$ abaixo de uma lâmpada de LED, ele conseguiu projetar sua imagem no piso a $50\,\mathrm{cm}$ abaixo da lente. Com base nesse resultado, o astrônomo amador concluiu que a distância focal da lente é:

Um técnico experiente desenvolve um medidor para determinar a intensidade de campo magnético gerado por um cabo elétrico reto e longo, por onde passa uma corrente $i$. O aparelho deve sempre ser posicionado a $10\,\mathrm{cm}$ do condutor. O técnico reportou que seu aparelho é capaz de medir um campo mínimo de $20\,\mu\mathrm{T}$. Considerando os dados conhecidos, qual o menor valor de corrente elétrica conduzida pelo cabo capaz de ser medida pelo técnico?

A calistenia é uma modalidade de exercícios físicos nos quais o praticante usa o peso do próprio corpo, podendo adicionar ou não peso extra durante os exercícios. Num exercício avançado de calistenia, um praticante mantém o corpo em prancha, sustentando o seu peso apenas com o uso dos braços, como mostrado na Figura 1.

A Figura 1 (A) mostra uma representação do exercício. A Figura 1 (B) mostra um diagrama de forças que representa a situação.

Considerando que o praticante representado na figura tem massa de $87\,\mathrm{kg}$, seus braços estão rentes ao corpo, em um plano que faz $30^\circ$ com a horizontal, a tração exercida em cada braço durante o exercício mostrado é (use $g=10\,\mathrm{m/s^2}$):

O estudo da resistência elétrica no corpo humano divide as resistências em externas (na pele) e internas (passando pelos músculos e órgãos). Para as resistências internas, um valor de $500$ ohms é normalmente utilizado como a resistência mínima do corpo humano entre as grandes extremidades. O modelo apresentado na Figura 2 (A) é frequentemente utilizado para estimar as correntes de choque elétrico quando ocorrem acidentes. Um trabalhador toca um fio energizado de uma linha de transmissão de $220\,\mathrm{V}$, fazendo contato com a terra, como mostra a Figura 2 (B).

Considerando o modelo da Figura 2 (A), qual a corrente que atravessa o trabalhador?

Um professor de ciências inicia estudos sobre energia interna e calor. Antes das aulas, o professor pediu aos seus alunos que escrevessem o que conheciam sobre calor. As respostas de cinco alunos estão transcritas a seguir. Qual das respostas apresenta um conceito CORRETO, segundo a física, sobre calor?

Uma garrafa é produzida com material que apresenta variação desprezível em seu volume, mesmo para grandes variações de temperatura. Para um teste de resistência à pressão, usando a garrafa mencionada, fecha-se hermeticamente a garrafa com ar a $27\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ em seu interior e, posteriormente, ela é aquecida em um forno controlado. Qual deve ser a temperatura do forno para dobrar a pressão exercida pelo ar no interior da garrafa?

Movimento de rotação é a revolução de um corpo celeste sobre seu próprio eixo (imaginário), como esquematizado na Figura 3. A Terra executa um movimento de rotação em um período de $24\,\mathrm{h}$ (aproximadamente). Considerando que a Terra é esférica, com raio $R_T$, e que sua rotação ocorre com velocidade angular constante, no período de $24\,\mathrm{h}$, que distância um corpo parado no equador se desloca em uma hora?

Dado: para seus cálculos, use $\pi=3$ e $R_T=6{,}4\times10^{3}\,\mathrm{km}$

Numa fábrica de automóveis, uma pista de testes é utilizada para avaliar diversos parâmetros relevantes para o produto final. Em um dos testes, deseja-se analisar a força de reação normal, devido ao acento, sobre o condutor do veículo. Para isso, o automóvel locomove-se com velocidade sempre constante sobre a pista, conforme mostrado na Figura 4, a qual possui trechos retos, elevações, vales e rampas. Todas as elevações e vales são circulares, com raios mostrados na figura. As forças são medidas nos pontos A, B, C, D e E.

Considerando o esquema da Figura 4, e as informações dadas, pode-se afirmar que a maior força, devido ao acento, sobre o condutor do automóvel ocorre no ponto:

Um professor em uma aula de física pede para seus alunos citarem sistemas (objetos, ou corpos) que possuem energia cinética. Muitas respostas interessantes surgiram, mas algumas não cumpriam ao que foi perguntado. Algumas dessas respostas estão listadas abaixo. Das respostas listadas, a única que define um objeto sem energia é:

Em um experimento realizado para um trabalho escolar, dois estudantes querem verificar os efeitos do movimento do observador em relação a uma fonte sonora. Para isso, eles dispuseram de um telefone celular (um smartphone) e uma bicicleta equipada com aparelho para medir a velocidade e frequência do som. Um estudante ficou parado com o celular emitindo uma frequência sonora de $510\,\mathrm{Hz}$. Sabendo que o segundo estudante se aproximou e depois se afastou da fonte sonora com velocidade constante de $10\,\mathrm{m/s}$, as frequências medidas por ele, ao aproximar-se e depois ao afastar-se, foram, respectivamente: