Unitau 2011 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Considere uma bola feita de material plástico cuja massa seja igual a $M$. A bola é solta, a partir do repouso, de uma altura $h_0$ em relação à superfície do solo (Terra). Considerando as dimensões da bola desprezíveis em relação às demais dimensões envolvidas no problema, considerando também desprezível o atrito entre a bola e o ar e, ainda, admitindo o módulo da aceleração da gravidade local como sendo $10\,\mathrm{m/s^2}$, é INCORRETO afirmar:

De acordo com a lei de Biot-Savart, uma corrente elétrica passando por um fio esticado longo e infinito gera um campo magnético ao seu redor. Para esse caso, fio longo e infinito, o campo de indução magnética gerado por uma corrente elétrica de intensidade $i$ constante, a uma distância $R$ perpendicular ao do fio é $B = \mu_0\,i/(2\pi R)$, onde $\mu_0$ é a permeabilidade magnética do vácuo, cujo valor é igual a $4\pi\times10^{-7}\,\mathrm{T\cdot m/A}$. Se uma corrente de $100$ ampères fluir pelo fio de forma que a uma distância $R$, perpendicular ao fio, for possível medir um campo de indução magnética de intensidade igual a $2\,\mathrm{T}$ (Tesla), a distância $R$ é igual a:

Um objeto, cujas dimensões são desprezíveis para o problema em questão, foi lançado com uma velocidade de módulo $v_0$ formando um ângulo $\theta$ em relação ao solo. O objeto descreveu uma trajetória parabólica em relação a um observador inercial (estático) e atingiu novamente o solo a uma distância $D$ (alcance), em relação à posição do lançamento. Considerando o solo plano em toda a extensão onde foi observado o movimento, desprezando os possíveis atritos e, ainda, adotando a aceleração local da gravidade como igual a $g$, o alcance, medido a partir do ponto de lançamento, é dado por:

A Lua desloca-se em uma órbita ao redor do planeta Terra, sendo a distância média entre elas de $3{,}8\times10^{5}\,\mathrm{km}$. Sabendo que a massa da Terra é igual a $6{,}0\times10^{24}\,\mathrm{kg}$ e que a da Lua é igual a $7{,}3\times10^{22}\,\mathrm{kg}$, calcule a intensidade da força com que a Terra atrai a Lua, sabendo também que a constante de gravitação universal é igual a $6{,}6\times10^{-11}\,\mathrm{N\cdot m^2/kg^2}$.

A prolongada exposição à radiatividade é apontada como sendo a causa da morte, por anemia perniciosa, da pesquisadora Marie Curie. Muito tempo após o falecimento de Madame Curie, os seus documentos e suas anotações ainda apresentavam traços de radioatividade. Isso se deve ao longo tempo de atividade radioativa de alguns materiais como o rádio. Os átomos de rádio, cujo número atômico é $88$ e o número de massa é $226$, têm meia vida de $T = 1622$ anos. Considere uma massa de $1000\,\mathrm{mg}$ de rádio; a massa desintegrada desse material, após um ano, é de:

Dados: $e^{-\gamma t}=1-\gamma t$ para $t\ll T$; $m=m_0\,e^{-\gamma t}$; $1-(\ln2)/1622 =9{,}9957\times10^{-1}$; $T = \ln(2)/\gamma$

O consumo de energia elétrica dos aparelhos eletrodomésticos depende da potência consumida pelo aparelho, quando em uso. A potência desses aparelhos é a energia consumida por unidade de tempo. A potência consumida por uma televisão, cuja tela, de quarenta polegadas, é baseada na tecnologia do LED, é de aproximadamente $150\,\mathrm{W}$. A energia consumida por essa TV durante quatro horas de uso contínuo será igual a:

Segundo as técnicas de siderurgia, para determinar a temperatura média de um alto forno emprega-se uma esfera de platina. Uma esfera de platina de $100\,\mathrm{g}$ é colocada por alguns minutos dentro do alto forno. Em seguida, a esfera é retirada do forno e submergida em $100\,\mathrm{g}$ de gelo a $-4\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. Espera-se então pelo equilíbrio térmico, que ocorre na temperatura de $20\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. Sabendo que o calor específico da platina é de $0{,}04\,\mathrm{cal/(g\cdot{}^\circ C)}$, que o calor específico da água é $1{,}00\,\mathrm{cal/(g\cdot{}^\circ C)}$, que o calor específico do gelo é $0{,}50\,\mathrm{cal/(g\cdot{}^\circ C)}$ e que o calor de fusão do gelo é de $80\,\mathrm{cal/g}$, é INCORRETO afirmar que:

Um objeto, cujas dimensões podem ser consideradas desprezíveis em relação às demais dimensões envolvidas no problema, e de massa igual a $50\,\mathrm{kg}$, cai, a partir do repouso, de uma altura de cinquenta metros, em queda livre, até atingir o solo. Desconsiderando os efeitos da resistência do ar e considerando que o choque do objeto com o solo foi perfeitamente inelástico e, ainda, que a colisão do objeto com o solo durou um centésimo de segundo, calcule a potência dissipada no processo. Considere a aceleração gravitacional terrestre igual a $10\,\mathrm{m/s^2}$.

Uma corda com nós equidistantes em todo o seu comprimento é içada, do fundo de um lago calmo e cristalino, por uma de suas pontas. Sabendo que a distância entre os nós é de $7\,\mathrm{cm}$ e que a velocidade de içamento é constante e vale $70\,\mathrm{cm/s}$, é INCORRETO afirmar:

A miopia é um problema de visão que afeta muitos brasileiros. As pessoas que sofrem de miopia conseguem ver objetos que estão próximos de si, mas não são capazes de enxergar claramente os objetos que estão distantes. Esse problema é devido ao fato de o olho míope apresentar uma curvatura corneana acentuada ou comprimento do olho maior do que o normal. É por esse motivo que a formação da imagem ocorre antes da retina, resultando em uma baixa de visão. Para corrigir os efeitos da miopia, as pessoas devem usar lentes corretivas do tipo: