A distância de 130 km entre duas cidades é percorrida em 2,0 horas. Os 40 km iniciais são percorridos a uma velocidade média de 60 km/h e, após parada de 20 minutos, a viagem é retomada.
No trecho restante, a velocidade média, em km/h, é
Primeiro trecho: $\Delta t_1=\dfrac{40}{60}\ \text{h}=40\ \text{min}$. Tempo total: $2{,}0\ \text{h}=120\ \text{min}$. Parada: $20\ \text{min}$.
Tempo do trecho restante: $120-40-20=60\ \text{min}=1{,}0\ \text{h}$. Distância restante: $130-40=90\ \text{km}$.
$$v_m=\frac{90}{1{,}0}=90\ \text{km/h}$$
Três blocos, A, B e C, apoiados sobre uma superfície horizontal, são puxados por uma força $\vec F$ de intensidade 20 N e, submetidos a uma força de atrito resultante de 6,0 N, adquirem aceleração de 2,0 m/s².
As massas dos blocos A e B são 1,0 kg e 3,0 kg, respectivamente. Nessas condições, a massa do bloco C é, em kg,
Para o conjunto, a força resultante é $F-F_{at}=20-6{,}0=14\ \text{N}$.
$$F_{res}=(m_A+m_B+m_C)\,a\ \Rightarrow\ 14=(m_A+m_B+m_C)\cdot2{,}0\ \Rightarrow\ m_A+m_B+m_C=7{,}0\ \text{kg}$$
Logo $m_C=7{,}0-1{,}0-3{,}0=3{,}0\ \text{kg}$.
Uma pedra de massa 4,0 kg é suspensa por um dinamômetro, ficando com a metade de seu volume imersa em água. Adote para a aceleração da gravidade local o valor 10 m/s² e para a densidade da água $1{,}0\cdot10^{3}\ \text{kg/m}^3$.
Se a tração indicada pelo dinamômetro for 32 N, o volume da pedra, em m³, é
Peso: $P=m\,g=4{,}0\cdot10=40\ \text{N}$. No equilíbrio, $T+E=P$, então $E=40-32=8{,}0\ \text{N}$.
O empuxo depende do volume imerso: $E=\rho\,g\,V_{imerso}$, com $V_{imerso}=\dfrac{V}{2}$.
$$8{,}0=10^{3}\cdot10\cdot\frac{V}{2}\ \Rightarrow\ V=\frac{16}{10^{4}}=1{,}6\cdot10^{-3}\ \text{m}^3$$
Num recipiente de capacidade térmica desprezível são colocados 400 g de uma substância pura, que passa a receber calor de uma fonte térmica de potência constante e igual a 420 W. Após 2,0 minutos, verifica-se que a temperatura da substância sofre elevação de 40 °C. Considere 1 cal = 4,2 J.
O calor específico da substância, em cal/g °C, é
Energia recebida: $Q=P\,\Delta t=420\cdot120=50\,400\ \text{J}$. Em calorias: $\dfrac{50\,400}{4{,}2}=12\,000\ \text{cal}$.
$$c=\frac{Q}{m\,\Delta\theta}=\frac{12\,000}{400\cdot40}=0{,}75\ \text{cal/g}\,{}^{\circ}\text{C}$$
Um cabo de fibra óptica transmite informações com grande eficiência. Seu princípio de funcionamento é baseado no fenômeno luminoso denominado
A luz entra na fibra e incide na interface entre o núcleo, de maior índice de refração, e a casca, de menor índice, com ângulo maior que o ângulo limite. Nessas condições não há luz refratada, e toda a luz é refletida de volta ao núcleo.
Esse fenômeno repete-se ao longo do cabo e conduz o sinal luminoso por grandes distâncias com pouca perda.
No circuito elétrico representado abaixo, considere ideais os instrumentos de medida.
As leituras do amperímetro A e do voltímetro V são, respectivamente,
O voltímetro ideal tem resistência infinita e não conduz corrente. Assim, a corrente circula numa só malha: bateria de 27 V, resistor de 1,0 Ω, amperímetro, bateria de 18 V, resistor de 1,0 Ω e o resistor de 3,0 Ω. O voltímetro mede a tensão sobre o resistor de 3,0 Ω.
Pela polaridade (traço longo é o polo positivo), as duas baterias empurram a corrente no mesmo sentido, e suas tensões se somam: $\varepsilon=27+18=45\ \text{V}$. A resistência total é $1{,}0+1{,}0+3{,}0=5{,}0\ \Omega$.
$$i=\frac{45}{5{,}0}=9{,}0\ \text{A}$$
O voltímetro lê a tensão no resistor de 3,0 Ω: $U=3{,}0\cdot9{,}0=27\ \text{V}$.