UPE SSA1 2022 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Num regime de baixa velocidade, o módulo da força $F$, em N, que atua sobre uma esfera de diâmetro $D$ em m, deslocando-se num fluido com velocidade $v$, em m/s, de viscosidade $\eta$, é dado pela lei de Stokes $F=3\pi D v\eta$. Qual é a unidade de $\eta$ no SI?

Um míssil balístico transcontinental viaja em sua fase final de trajetória, estando sob ação de três forças coplanares como ilustra a figura a seguir. A força de módulo $B$ tem sua intensidade controlada remotamente e varia no tempo segundo a forma $(80t+12000)\text{ N}$, onde $t$ é o tempo dado em segundos e a força, em newtons.

Sabendo que o ângulo entre o vetor força de módulo $B$ e o eixo $x$, horizontal, é igual a $30^\circ$, determine o instante de tempo em que a força resultante vertical sobre o míssil é nula.

Do alto de um edifício de altura $20{,}0\text{ m}$, deixou-se cair, desde o repouso, uma pequena esfera de aço; ao mesmo tempo no chão desse edifício, na mesma linha imaginária, lançou-se para cima outra esfera de aço com velocidade $v_0$. Qual é aproximadamente a velocidade $v_0$, em m/s, da segunda esfera para que elas se encontrem na meia altura do edifício?

Um pistão é um disco móvel encerrado em um cilindro, que é estanque aos gases de combustão por anéis de vedação. O disco, ou cabeça do pistão, se move verticalmente dentro do cilindro, conforme um líquido ou gás, dentro do cilindro, se expande e se contrai. Um pistão auxilia na transformação da energia térmica em trabalho mecânico e vice-versa.

Disponível em: https://energyeducation.ca/encyclopedia/Piston. Acesso em: 29 ago. 2021. Adaptado.

O esquema ao lado ilustra o funcionamento simplificado de um pistão, cujo movimento vertical promove o giro de um disco D de raio $r=5\text{ cm}$. Se, no instante de tempo ilustrado na figura, a velocidade tangencial do disco vale $8{,}00\text{ m/s}$, então podemos afirmar CORRETAMENTE que o(a)

Em um experimento de laboratório, um pequeno bloco desliza ao longo de uma superfície horizontal de coeficiente de atrito cinético $\mu$ desconhecido. O bloco está submetido a uma força de tração horizontal, de intensidade variável, conforme ilustra a figura abaixo. Se a variação de energia cinética do bloco medida entre $x=0{,}0$ e $x=5{,}0\text{ m}$ foi igual a $10{,}0\text{ J}$, então o valor de $\mu$ é

Uma caixa de massa $m=150\text{ g}$ é abandonada do repouso de uma altura $y=h$ e desliza sem atrito ao longo de uma rampa, cuja forma é um trecho de parábola de equação $y(x)=ax^2+bx+h$, onde $x$ e $y$ são medidos em metros, e $a$, $b$ e $h$ são constantes desconhecidas. Se a energia cinética do bloco no ponto $x=4\text{ m}$ e $y=0$ vale $12\text{ J}$, então uma possível expressão para a forma da trajetória $y(x)$ é

A massa de um buraco negro é geralmente expressa em massas solares. Uma massa solar é definida como a massa do nosso Sol, cerca de $2\times10^{30}\text{ kg}$. Buracos negros supermassivos existem no centro da maioria das galáxias, incluindo nossa própria Via Láctea. Estima-se que um buraco negro de massa intermediária tenha uma massa de $500$ massas solares. Nenhuma estrela poderia formar um buraco negro tão pesado. A única maneira de os astrônomos pensarem que tais buracos negros poderiam se formar é se um único buraco negro devorar muitos e muitos materiais para atingir a massa necessária, ou se buracos negros individuais se fundirem.

Disponível em: https://www.nasa.gov/vision/universe/starsgalaxies/Black_Hole.html. Acesso em: 29 ago. 2021. Adaptado.

Sabendo que um ser humano sem treinamento pode sobreviver a uma aceleração de nove vezes a aceleração da gravidade terrestre, então uma espaçonave poderia orbitar um buraco negro do tipo citado no texto, de forma a manter a saúde de seus ocupantes, se o fizer a uma distância $R$ mínima da ordem de

Duas esferas metálicas idênticas de massas iguais estão penduradas por fios ideais de mesmo comprimento, conforme ilustra a figura abaixo. A esfera 1 é abandonada de uma altura $h$, colidindo com a esfera 2, que está inicialmente em repouso.

Acerca desse experimento e considerando apenas a primeira colisão entre as esferas, é CORRETO afirmar que

O gráfico abaixo mostra a função-resposta da interação chão com uma determinada e pequena bola de borracha de massa $m=100\text{ g}$. Quando se deixou cair de uma altura de $80\text{ cm}$, após o repique com o chão, alcançou $45\text{ cm}$ de altura.

Com as informações, encontre a força média aproximada, em N, que atua na bola, durante o contato com o chão.

Uma aeronave de caça F-5, voando em baixa altitude com uma velocidade horizontal de $1800\text{ km/h}$ em uma altura $80{,}0\text{ m}$, larga um dispositivo explosivo. O dispositivo controlado por sinal de rádio explode em duas partes iguais após $2{,}0\text{ s}$, com velocidade horizontal de $100\text{ m/s}$, em relação ao seu centro de massa. Qual a distância de separação entre as partes, em m, quando ambas tocarem no chão?