Unesp · 2019 — 1ª Fase

No interior de uma quantidade de água, as moléculas atraem-se devido às ligações de hidrogênio, de modo que a força resultante sobre cada molécula é nula. Entretanto, na superfície, as moléculas de água estão em contato tanto com outras moléculas de água como com moléculas de gases e vapores presentes no ar. A atração do ar pelas moléculas de água é menor do que a atração das moléculas de água entre si, de modo que a força resultante nas moléculas da superfície não é nula, criando a chamada tensão superficial, que funciona como uma fina membrana elástica na superfície da água.

(www.if.ufrgs.br. Adaptado.)

A intensidade da tensão superficial ($\sigma$) é dada pela razão entre a intensidade da força ($\vec F$) exercida pela superfície do líquido, devido à tensão superficial, e o comprimento ($L$) da linha ao longo da qual a força atua: $\sigma=\dfrac{F}{L}$.

Uma agulha cilíndrica de 5,0 cm de comprimento é colocada deitada, em repouso, sobre a superfície da água contida em um copo, com tensão superficial $\sigma=0{,}073\,\text{N/m}$.

(https://slideplayer.com.br)

Nesse caso, a agulha ficará sujeita à sua força peso ($\vec P$) e às forças $\vec F_1$ e $\vec F_2$ de mesma intensidade, causadas pela tensão superficial da água, tangentes à seção transversal circular da agulha nos pontos de contato com a água, formando um ângulo $\theta$ com a vertical.

Quando a agulha estiver na iminência de afundar, $\vec F_1$ e $\vec F_2$ terão direção vertical. Adotando-se $g=10\,\text{m/s}^2$, a maior massa que essa agulha pode ter sem que afunde totalmente é

Duas caixas, A e B, estão apoiadas, em repouso, sobre uma barra homogênea reta presa pelo seu ponto médio (ponto O) ao teto por meio de um fio inextensível. A caixa A está colocada a uma distância $x$ do ponto O e a caixa B a uma distância $y$ desse ponto. Nessa situação, a barra exerce sobre a caixa A uma força $\vec N_A$ e, sobre a caixa B, uma força $\vec N_B$.

Uma matriz quadrada $M$ é construída de forma que seus elementos são as intensidades de $\vec N_A$ e $\vec N_B$ e as distâncias $x$ e $y$, tal que $M=\begin{bmatrix}N_A&N_B\\y&x\end{bmatrix}$. Sendo $M^t$ a matriz transposta de $M$ e considerando-se o sentido anti-horário como o positivo para a rotação, para que a barra permaneça em equilíbrio na horizontal é necessário que

Em determinado experimento, o desenvolvimento de uma planta em um vaso em repouso em relação à Terra é acompanhado a partir da situação inicial representada na figura.

Na região do experimento, o campo gravitacional terrestre é constante e pode ser representado por linhas paralelas orientadas para o centro da Terra.

Sabendo que as raízes dessa planta apresentam geotropismo positivo, que seu caule apresenta geotropismo negativo e considerando apenas a influência do campo gravitacional no crescimento dessa planta, a posição relativa de suas raízes e de seu caule em relação ao campo gravitacional, após algumas semanas de observação, está corretamente representada em:

As figuras representam dois modelos, 1 e 2, para o átomo de hidrogênio. No modelo 1, o elétron move-se em trajetória espiral, aproximando-se do núcleo atômico e emitindo energia continuamente, com frequência cada vez maior, uma vez que cargas elétricas aceleradas irradiam energia. Esse processo só termina quando o elétron se choca com o núcleo. No modelo 2, o elétron move-se inicialmente em determinada órbita circular estável e em movimento uniforme em relação ao núcleo, sem emitir radiação eletromagnética, apesar de apresentar aceleração centrípeta. Nesse modelo a emissão só ocorre, de forma descontínua, quando o elétron sofre transição de uma órbita mais distante do núcleo para outra mais próxima.

A respeito desses modelos atômicos, pode-se afirmar que

Define-se meia-vida térmica de um corpo ($t_{1/2}$) como o tempo necessário para que a diferença de temperatura entre esse corpo e a temperatura de sua vizinhança caia para a metade.

Considere que uma panela de ferro de 2 kg, inicialmente a 110 ºC, seja colocada para esfriar em um local em que a temperatura ambiente é constante e de 30 ºC. Sabendo que o calor específico do ferro é $0{,}1\,\text{cal/(g·ºC)}$, a quantidade de calor cedida pela panela para o ambiente no intervalo de tempo de três meias-vidas térmicas da panela é

Ao meio-dia, a areia de um deserto recebe grande quantidade de energia vinda do Sol. Aquecida, essa areia faz com que as camadas de ar mais próximas fiquem mais quentes do que as camadas de ar mais altas. Essa variação de temperatura altera o índice de refração do ar e contribui para a ocorrência de miragens no deserto, como esquematizado na figura 1.

(www.phy.ntnu.edu.tw. Adaptado.)

Para explicar esse fenômeno, um professor apresenta a seus alunos o esquema da figura 2, que mostra um raio de luz monocromático partindo do topo de uma palmeira, dirigindo-se para a areia e sofrendo refração rasante na interface entre as camadas de ar B e C.

Sabendo que nesse esquema as linhas que delimitam as camadas de ar são paralelas entre si, que $n_A$, $n_B$ e $n_C$ são os índices de refração das camadas A, B e C, e sendo $\alpha$ o ângulo de incidência do raio na camada B, o valor de $\operatorname{sen}\alpha$ é

A configuração do campo magnético terrestre causa um efeito chamado inclinação magnética. Devido a esse fato, a agulha magnética de uma bússola próxima à superfície terrestre, se estiver livre, não se mantém na horizontal, mas geralmente inclinada em relação à horizontal (ângulo $\alpha$, na figura 2). A inclinação magnética é mais acentuada em regiões de maiores latitudes. Assim, no equador terrestre a inclinação magnética fica em torno de 0º, nos polos magnéticos é de 90º, em São Paulo é de cerca de 20º, com o polo norte da bússola apontado para cima, e em Londres é de cerca de 70º, com o polo norte da bússola apontado para baixo.

(http://museu.fis.uc.pt. Adaptado.)

Esse efeito deve-se ao fato de a agulha magnética da bússola alinhar-se sempre na direção