FGV · 2006 — Física com resolução

Procurando um parâmetro para assimilar o significado da informação impressa na embalagem de um pão de forma — valor energético de duas fatias (${50\text{ g}}$) $=100\text{ kcal}$ —, um rapaz calcula o tempo que uma lâmpada de ${60\text{ W}}$ permaneceria acesa utilizando essa energia, concluindo que esse tempo seria, aproximadamente,

Dado: $1\text{ cal}=4{,}2\text{ J}$.

Freqüentemente, quando estamos por passar sob um viaduto, observamos uma placa orientando o motorista para que comunique à polícia qualquer atitude suspeita em cima do viaduto. O alerta serve para deixar o motorista atento a um tipo de assalto que tem se tornado comum e que segue um procedimento bastante elaborado. Contando que o motorista passe em determinado trecho da estrada com velocidade constante, um assaltante, sobre o viaduto, aguarda a passagem do pára-brisa do carro por uma referência previamente marcada na estrada. Nesse momento, abandona em queda livre uma pedra que cai enquanto o carro se move para debaixo do viaduto. A pedra atinge o vidro do carro quebrando-o e forçando o motorista a parar no acostamento mais à frente, onde outro assaltante aguarda para realizar o furto.

Suponha que, em um desses assaltos, a pedra caia por ${7{,}2\text{ m}}$ antes de atingir o pára-brisa de um carro. Nessas condições, desprezando-se a resistência do ar e considerando a aceleração da gravidade $10\text{ m/s}^2$, a distância $d$ da marca de referência, relativamente à trajetória vertical que a pedra realizará em sua queda, para um trecho de estrada onde os carros se movem com velocidade constante de ${120\text{ km/h}}$, está a

Usado para missões suborbitais de exploração do espaço, VS-30, foguete de sondagem brasileiro, possui massa total de decolagem de, aproximadamente, ${1\,500\text{ kg}}$ e seu propulsor lhe imprime uma força de ${95\times10^{3}\text{ N}}$. Supondo que um desses foguetes seja lançado verticalmente em um local onde a aceleração da gravidade tem valor ${10\text{ m/s}^2}$, desconsiderando a gradual perda de massa devido à combustão, a aceleração imprimida ao conjunto nos instantes iniciais de sua ascensão, relativamente ao solo, é, aproximadamente,

Em plena feira, enfurecida com a cantada que havia recebido, a mocinha, armada com um tomate de ${120\text{ g}}$, lança-o em direção ao atrevido feirante, atingindo-lhe a cabeça com velocidade de ${6\text{ m/s}}$. Se o choque do tomate foi perfeitamente inelástico e a interação trocada pelo tomate e a cabeça do rapaz demorou ${0{,}01\text{ s}}$, a intensidade da força média associada à interação foi de

Mantendo uma inclinação de ${60^{\circ}}$ com o plano da lixa, uma pessoa arrasta sobre esta a cabeça de um palito de fósforos, deslocando-o com velocidade constante por uma distância de ${5\text{ cm}}$, e ao final desse deslocamento, a pólvora se põe em chamas.

Se a intensidade da força, constante, aplicada sobre o palito é ${2\text{ N}}$, a energia empregada no acendimento deste, desconsiderando-se eventuais perdas, é

Dados: $\operatorname{sen}60^{\circ}=\dfrac{\sqrt3}{2}$; $\cos60^{\circ}=\dfrac12$.

Para colocar sob um piano de ${270\text{ kg}}$ o carrinho que auxiliará sua movimentação, dois homens utilizam, cada um, uma cinta de couro que laça os pés do piano e dá a volta por trás de seus pescoços. Devido aos seus corpos e à posição mantida pelas cintas, estas permanecem sob um ângulo $\theta=25^{\circ}$ relativamente à lateral do instrumento.

A forma irregular da moldura de ferro onde são esticadas as cordas, no interior do piano, faz com que a projeção do centro de massa do instrumento sobre sua base, esteja localizada a $2/5$ de sua extensão, à esquerda do centro da base quando o piano é olhado frontalmente. Ao manter suspenso horizontalmente e, em repouso, o piano, o carregador que executará o maior esforço exercerá uma força de módulo igual a

Dados: $\operatorname{sen}25^{\circ}=0{,}4$; $\cos25^{\circ}=0{,}9$; $g=10\text{ m/s}^2$.

Na Coréia do Sul, a caça submarina é uma profissão feminina por tradição. As Haenyeos são mulheres-peixe que ganham dinheiro mergulhando atrás de frutos do mar e crustáceos. O trabalho é realizado com equipamentos precários o que não impede a enorme resistência dessas senhoras que conseguem submergir por dois minutos e descer até ${20\text{ metros}}$ abaixo da superfície. (Revista dos Curiosos, 2003)

Supondo que o ar contido nos pulmões de uma dessas mergulhadoras não sofresse variação significativa de temperatura e se comportasse como um gás ideal, e levando em conta que a pressão exercida por uma coluna de água de ${10\text{ m}}$ de altura equivale aproximadamente a ${1\text{ atm}}$, a relação entre o volume do ar contido nos pulmões, durante um desses mergulhos de ${20\text{ m}}$ de profundidade, e o volume que esse ar ocuparia ao nível do mar, se a estrutura óssea e muscular do tórax não oferecesse resistência, corresponderia, aproximadamente, a

Dado: pressão na superfície da água $=1\text{ atm}$.

Os trajes de neopreme, um tecido emborrachado e isolante térmico, são utilizados por mergulhadores para que certa quantidade de água seja mantida próxima ao corpo, aprisionada nos espaços vazios no momento em que o mergulhador entra na água. Essa porção de água em contato com o corpo é por ele aquecida, mantendo assim uma temperatura constante e agradável ao mergulhador. Suponha que, ao entrar na água, um traje retenha ${2{,}5\text{ L}}$ de água inicialmente a ${21\,{}^{\circ}\text{C}}$. A energia envolvida no processo de aquecimento dessa água até ${35\,{}^{\circ}\text{C}}$ é

Dados: densidade da água $=1{,}0\text{ kg/L}$; calor específico da água $=1{,}0\text{ cal/(g}\cdot{}^{\circ}\text{C)}$.

Em três experimentos distintos, um feixe de luz monocromática atinge a superfície de separação entre dois meios, segundo o mesmo ângulo $\theta$.

Sabendo que o índice de refração da luz desse feixe para o ar tem valor 1, e considerando que a reta tracejada é a normal à superfície de separação dos meios no ponto de incidência, pode-se concluir que

O professor pede aos grupos de estudo que apresentem à classe suas principais conclusões sobre os fundamentos para o desenvolvimento do estudo da Óptica Geométrica.

GRUPO I Os feixes de luz podem apresentar-se em raios paralelos, convergentes ou divergentes.

GRUPO II Os fenômenos de reflexão, refração e absorção ocorrem isoladamente e nunca simultaneamente.

GRUPO III Enquanto num corpo pintado de preto fosco predomina a absorção, em um corpo pintado de branco predomina a difusão.

GRUPO IV Os raios luminosos se propagam em linha reta nos meios homogêneos e transparentes.

São corretas as conclusões dos grupos

Após ter lido um artigo sobre a geometria e formação de fractais, um técnico de rádio e TV decidiu aplicar a teoria a associações com resistores de mesmo valor $R$. Para iniciar seu fractal, determinou que a primeira célula seria a desenhada a seguir:

Em seguida, fez evoluir seu fractal, substituindo cada resistor por uma célula idêntica à original. Prosseguiu a evolução até atingir a configuração dada:

O resistor equivalente a esse arranjo tem valor

Em um centro universitário, uma experiência está sendo realizada: íons positivos são abandonados, inicialmente em repouso, nas proximidades de um fio condutor vertical. Faz-se, então, que pelo fio passe uma corrente elétrica. Nesse instante, pode-se dizer que esses íons ficam sujeitos à ação de

O maior valor do campo elétrico que pode ser aplicado a um isolante sem que ele se torne condutor é denominado rigidez dielétrica. Em se tratando da rigidez dielétrica do ar, nos dias em que a umidade relativa é elevada, seu valor cai significativamente. Se duas placas paralelas A e B imersas no ar são mantidas a uma distância fixa e carregadas com cargas elétricas de mesma intensidade, contudo de sinais contrários, com o ar mais úmido, para que o dielétrico comece a conduzir eletricidade,

Neste circuito, quando a chave está na posição 1, o motor (M) não está sendo alimentado e a lâmpada ($L_1$) permanece acesa. Quando a chave é posicionada em 2, a lâmpada ($L_2$) indica o funcionamento do motor.

Dados: $E=10{,}0\text{ V}$; $E'=8{,}0\text{ V}$; $r_1=0{,}5\,\Omega$; $r_2=7{,}5\,\Omega$; $L_1=2{,}0\,\Omega$; $L_2=2{,}0\,\Omega$.

Sendo $r_1$ a resistência interna do gerador ($E$) e $r_2$ a do motor elétrico (M), as indicações dos amperímetros $A_1$ e $A_2$ quando a chave ch é ligada em 1 e em 2, respectivamente, são

Os ímãs 1, 2 e 3 foram cuidadosamente seccionados em dois pedaços simétricos, nas regiões indicadas pela linha tracejada.

Analise as afirmações referentes às conseqüências da divisão dos ímãs:

I. todos os pedaços obtidos desses ímãs serão também ímãs, independentemente do plano de secção utilizado;

II. os pedaços respectivos dos ímãs 2 e 3 poderão se juntar espontaneamente nos locais da separação, retomando a aparência original de cada ímã;

III. na secção dos ímãs 1 e 2, os pólos magnéticos ficarão separados mantendo cada fragmento um único pólo magnético.

Está correto o contido apenas em