1ª Etapa do triênio 2021–2023 · Física (Q36–40) — resolução comentada Método TEF.
Dados utilizados
Valores fornecidos nos enunciados das questões de Física:
1 polegada $\approx25\times10^{-3}\text{ m}$
$1\text{ atm}\approx1\times10^5\text{ Pa}$
densidade da água: $1.000\text{ kg/m}^3$
$1\text{ CV}=736\text{ W}$
Q36
Dinâmica — Quantidade de Movimento no Arremesso de Peso
Darlan Romani ficou em 4º lugar entre os 12 participantes da final da prova de arremesso de peso nas Olimpíadas de Tóquio 2020, no Japão.
A melhor marca do atleta catarinense foi de $21{,}88\text{ m}$, alcançada na primeira tentativa. Sabendo que foi utilizada uma esfera de aproximadamente $7{,}2\times10^3\text{ g}$ de massa e que o tempo de deslocamento da esfera foi de $2\text{ s}$, saindo de sua mão até atingir a marca de $21{,}88\text{ m}$, determine a quantidade de movimento do lançamento de Darlan Romani.
Hidrostática — Pressão Acrescentada ao Pneu de Bicicleta
Tuka é praticante de ciclismo. Certo dia, parou para calibrar o pneu traseiro de sua bicicleta, no qual estava indicada como pressão ideal $40$ libras.
Quando colocou o bico da mangueira de ar na válvula do pneu, observou que o painel digital do aparelho marcava que ainda havia $15$ libras no pneu. Quando a pressão atingiu $40$ libras, o aparelho apitou, e Tuka retirou a mangueira.
Qual foi a pressão, em atmosferas, que Tuka acrescentou ao pneu durante o procedimento?
Considere: uma libra corresponde à pressão exercida pelo peso de uma massa de $0{,}5\text{ kg}$ sobre uma área de uma polegada quadrada; $1$ polegada $\approx25\times10^{-3}\text{ m}$; $1\text{ atm}\approx1\times10^5\text{ Pa}$; $1\text{ Pa}=1\text{ N/m}^2$.
Na figura apresentada, tem-se o perfil de uma barragem construída com terra, semelhante às barragens de rejeitos de mineradoras.
Perfil da barragem: coluna de água de 150 m ao lado do talude de terra.
Determine a pressão exercida pela água no fundo da barragem, sabendo que: a densidade da água é $1.000\text{ kg/m}^3$; a aceleração da gravidade é $10\text{ m/s}^2$; a pressão atmosférica local é $1\text{ atm}=10^5\text{ Pa}$.
A pressão no fundo da coluna de água é a soma da pressão atmosférica com a pressão hidrostática exercida pela coluna de água de altura $h=150\text{ m}$ (dado indicado na figura):
Convertendo para atmosferas ($1\text{ atm}=10^5\text{ Pa}$):
$P=\dfrac{1{,}6\times10^6}{10^5}=16\text{ atm}$.
Alternativa correta: B
Q39
Cinemática — Frequência de Rotação da Roda de uma Bicicleta
Em uma volta de bicicleta pelo campus de Campo Grande da UFMS, Zequinha, aluno do curso de Física, verifica que manteve velocidade constante durante todo o percurso.
Sabe-se que ele demorou $1\text{ h}$ para percorrer $10\text{ km}$ e que o pneu de sua bicicleta tem raio de $0{,}45\text{ m}$.
Ao chegar em casa, ele calculou a frequência de rotação do pneu da bicicleta, encontrando o valor de: (Considere $\pi=3{,}1$.)
Dinâmica Rotacional — Comparação de Torque entre Motores
Pedro, aluno do curso de Engenharia Mecânica da UFMS, desenvolveu dois protótipos de automodelismo, carros de controle remoto: um movido a etanol e outro a diesel.
Na apresentação do projeto, o acadêmico forneceu as seguintes informações: o modelo movido a etanol produz $2\text{ CV}$ de potência a $600\text{ rpm}$; o modelo movido a diesel produz $4\text{ CV}$ de potência a $450\text{ rpm}$.
Analise as informações e assinale a alternativa correta. Considere: $P=2\pi f\tau$, $1\text{ CV}=736\text{ W}$ e $\pi=3$.
a)O automodelo movido a etanol tem torque superior ao do modelo a diesel.
b)O automodelo movido a diesel tem torque aproximadamente $10\%$ maior que o do modelo movido a etanol.
c)O automodelo movido a etanol tem torque aproximadamente $100\%$ maior que o do modelo movido a diesel.
d)O torque do automodelo movido a diesel supera o torque do automodelo movido a etanol em mais de $250\%$.
e)Os automodelos têm o mesmo torque, pois operam em diferentes rotações por minuto.
