UFSCar 2000 — Questões de Física comentadas — Método TEF

A componente da aceleração na direção da velocidade (aceleração tangencial) é a única que altera o módulo de $\vec v$; a componente perpendicular só muda a direção. Para o módulo permanecer constante, é preciso $a_t=0$, isto é, $\vec a\perp\vec v$.

Basta, então, procurar o esquema em que os vetores formam ângulo reto. Nos demais, $\vec a$ tem componente paralela a $\vec v$ (a favor ou contra), e o módulo aumenta ou diminui.

Na direção do fio, a resultante é centrípeta: $T-mg\cos\theta=\dfrac{mv^2}{L}$. Pela conservação da energia, entre o extremo ($v=0$) e a posição $\theta$: $v^2=2gL(\cos\theta-\cos\theta_{máx})$.

Substituindo, $T=mg\,(3\cos\theta-2\cos\theta_{máx})$. A função é par em $\theta$, tem máximo em $\theta=0$ e diminui à medida que $|\theta|$ cresce. Nos extremos, $T=mg\cos\theta_{máx}$, que é positivo e não nulo.

O gráfico procurado é, portanto, o arco simétrico com máximo no centro e extremos acima do eixo.

Com o eixo vertical orientado para cima, a velocidade antes do choque é $-v_i$ e depois é $+v_f$. Logo, $\Delta p=m\,(v_f-(-v_i))=m\,(v_f+v_i)$.

Como a bolinha cai sempre da mesma altura, $v_i=\sqrt{2gh}$ é o mesmo em todos os choques. Já $v_f=\sqrt{2gh'}$ depende da altura $h'$ de volta: quanto maior $h'$, maior $v_f$ e, portanto, maior $\Delta p$.

Velocidade constante implica $\Delta E_c=0$ e, pelo teorema da energia cinética, trabalho total nulo: $W_{res}=0$. Isso não quer dizer que cada força realize trabalho nulo.

O ar e as perdas internas realizam trabalho negativo sobre o atleta. Para que a soma continue nula, a força muscular precisa realizar trabalho positivo equivalente. É esse trabalho que consome energia química do corpo.

A temperatura de um gás está associada à energia cinética média de suas moléculas. Se as moléculas mais rápidas fossem acumuladas em um compartimento e as mais lentas no outro, um compartimento ficaria mais quente que o outro.

Espontaneamente, o calor flui do quente para o frio até igualar as temperaturas. O demônio manteria a diferença sem realizar trabalho, impedindo o equilíbrio térmico. É exatamente por isso que a Segunda Lei seria violada. A energia total continuaria conservada, e haveria troca de calor entre os compartimentos.

O filme deve receber uma imagem real, o que exige lente convergente. Para objetos distantes (caso usual em fotografia), a imagem se forma praticamente no foco, logo $f\approx p'=25$ mm $=0{,}025$ m.

A convergência é $V=\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{0{,}025}=40$ di. Lentes divergentes só dão imagens virtuais, que não impressionam o filme.

As crianças não mentem, então cada uma descreve o que realmente vê. A discrepância (um peixe contra dois) só se explica se um único peixe produzir mais de uma imagem para um dos observadores: a luz do mesmo peixe chega a ele por caminhos diferentes, diretamente através de uma face e também depois de refletir em outra face de vidro, enquanto o outro observador recebe a luz por um caminho só (as arestas opacas limitam as direções de visada).

Os esquemas com dois pontos (dois peixes) não explicam por que uma criança conta apenas um. Entre os esquemas com um só peixe, vale aquele em que as posições das crianças em relação às faces permitem uma imagem para uma delas e duas para a outra.

O potencial cai de $+10$ V (esquerda) para $-10$ V (direita). O campo elétrico aponta no sentido do potencial decrescente, isto é, da esquerda para a direita.

No condutor isolado, os elétrons livres são empurrados contra o campo, para a esquerda. Esse deslocamento ocorre só até o campo no interior do condutor se anular, e não há corrente contínua, pois o condutor está isolado. O resultado é a polarização: excesso de elétrons na extremidade esquerda (negativa) e falta deles na extremidade direita (positiva).

Com a potência fixa, $P=U\,i$. Ao dobrar a tensão de 110 V para 220 V, a corrente cai à metade: $i'=i/2$.

Potência igual significa o mesmo aquecimento da água e o mesmo consumo $E=P\,\Delta t$. O que muda é a corrente no circuito: com metade da corrente, a fiação pode ter menor seção e o disjuntor continua necessário, para uma corrente menor.

Cada agulha é um pequeno ímã e se orienta no campo da outra. Polos de nomes diferentes se atraem e de mesmo nome se repelem. O equilíbrio estável ocorre quando cada agulha fica alinhada com o campo produzido pela outra e qualquer pequena rotação gera um torque restaurador.

Duas agulhas lado a lado e paralelas, com os polos de mesmo nome do mesmo lado, repelem-se e tendem a girar. Em disposição perpendicular, o torque faz uma delas girar até alinhar-se. Com polos iguais frente a frente também há repulsão. A configuração estável é a de agulhas lado a lado e antiparalelas, em que o N de uma fica ao lado do S da outra.