FMABC 2025 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Em atletismo, na prova de arremesso de peso, o atleta deve lançar obliquamente uma esfera metálica posicionando-a próxima do ombro e apenas empurrando-a, sem girar o corpo. A esfera lançada descreve, então, um movimento curvilíneo, subindo em movimento retardado e descendo em movimento acelerado, conforme a figura.

(https://esporte3215.wordpress.com. Adaptado.)

Desprezando a resistência do ar, desde o instante em que a esfera perde contato com a mão do atleta até o instante imediatamente antes de a esfera tocar o solo, sobre a esfera

A figura mostra um dispositivo formado por três polias, 1, 2 e 3, de raios $R_1$, $R_2$ e $R_3$, uma correia e uma lâmpada. As polias 1 e 2 são acopladas por uma correia inextensível e as polias 2 e 3 estão fixas em um mesmo eixo e giram solidárias. Na periferia da polia 3 há cinco pontos de contato com uma lâmpada, de modo que, enquanto o dispositivo gira, a lâmpada pisca com uma frequência constante.

Sabendo que $R_2 = 3R_1$ e que não há deslizamento entre a correia e as polias, se a polia 1 girar com frequência constante de 2,4 Hz, a lâmpada piscará com frequência de

A figura mostra um mesmo corpo, apoiado sobre uma superfície plana e horizontal, em três situações diferentes.

Considerando que, nessas três situações, as forças indicadas são as únicas forças que atuam nesse corpo na direção horizontal e que cada situação representa o corpo em determinado instante de tempo, esse corpo pode estar se movimentando para a esquerda

Considere dois satélites artificiais idênticos que descrevem órbitas circulares em torno da Terra. O primeiro deles está a uma distância $d_1$ do centro do planeta e está submetido a uma força de atração gravitacional de intensidade $F_1 = F$. O segundo está a uma distância $d_2 = 3d_1$ do centro do planeta e está submetido a uma força de atração gravitacional de intensidade $F_2$. O gráfico representa a variação da força gravitacional $F_g$ em função da distância $d$ entre os satélites e o centro da Terra.

A diferença $F_1 - F_2$ tem intensidade:

O pinguim-imperador é o mais alto e o mais pesado dos animais da sua espécie. Considere que um desses animais esteja flutuando sobre um bloco de gelo de volume 0,3 m³, de modo que esse bloco esteja totalmente submerso, com o nível da água rasante à sua superfície superior plana e horizontal, conforme a figura.

Considerando a densidade da água líquida 1000 kg/m³ e a densidade do gelo 900 kg/m³, a massa desse pinguim é de

Uma pessoa, no nível do mar, pretende adicionar cubos de gelo a 450 g de água líquida a 20 ºC em um recipiente termicamente isolado e de capacidade térmica desprezível, com o objetivo de obter, ao ser atingido o equilíbrio térmico, apenas água líquida a 0 ºC. Considere os dados da tabela e despreze perdas de calor para o ambiente.

Sabendo que essa pessoa tem ao seu dispor cubos de gelo a –20 ºC, uma vez atingido seu objetivo, a massa de água líquida a 0 ºC que haverá dentro do recipiente será de

Para simular uma situação de eclipse solar, uma pessoa segura uma lanterna acesa e coloca uma esfera de isopor de 10 cm de diâmetro entre essa lanterna e uma parede branca vertical, produzindo, nessa parede, uma região de sombra. A figura ilustra a situação.

Considerando as dimensões indicadas na figura, o diâmetro $d$ da sombra projetada na parede mede

Para calcular a velocidade do som em determinado gás, um alto-falante foi encaixado em uma das extremidades de um tubo de acrílico transparente contendo esse gás e com sua outra extremidade fechada por um pistão móvel. Quando o alto-falante foi acionado e a posição do pistão foi ajustada, as ondas sonoras que se propagavam no interior do tubo deram origem a uma onda estacionária. Para visualização e quantificação dessa onda, utilizou-se pó de cortiça, que se acumulou nas regiões em que se formaram os nós dessa onda estacionária. A figura representa a situação descrita.

Sabendo que nesse experimento o alto-falante emitiu ondas sonoras com frequência de 855 Hz, o valor obtido para a velocidade de propagação do som dentro do tubo de acrílico foi de

Um circuito elétrico foi montado com um gerador ideal de força eletromotriz $E$, constante, e com um fio condutor homogêneo enrolado em um cilindro de plástico, constituindo um reostato. Nesse circuito, há três pontos, 1, 2 e 3, aos quais pode ser conectado um cursor $C$, fechando o circuito e fazendo com que uma lâmpada acenda. Inicialmente, o cursor está conectado ao ponto 2 e a lâmpada está acesa, conforme a figura.

Para aumentar o brilho da lâmpada, deve-se conectar o cursor ao ponto

Quando uma bússola é colocada na posição P, nas proximidades de um ímã em forma de barra e no mesmo plano horizontal que contém esse ímã, sua agulha magnética posiciona-se, em equilíbrio, como mostra a figura, em uma visão de cima. Nessa figura, as linhas orientadas representam algumas linhas de indução do campo magnético gerado por esse ímã.

Desprezando a ação de outros campos magnéticos, se essa mesma bússola for colocada em repouso na posição Q, indicada pela circunferência tracejada, sua agulha magnética se posicionará, em equilíbrio, conforme a figura mostrada em: