FGV · 2013 — Física com resolução

A força de resistência do ar é um fator relevante no estudo das quedas dos corpos sob ação exclusiva da gravidade. Para velocidades relativamente baixas, da ordem de metros por segundo, ela depende diretamente da velocidade ($v$) de queda do corpo e da área efetiva ($A$) de contato entre o corpo e o ar. Sua expressão, então, é dada por $F_{ar}=K\cdot A\cdot v$, na qual $K$ é uma constante que depende apenas da forma do corpo. Em função das grandezas primitivas da mecânica (massa, comprimento e tempo), a unidade de $K$, no SI, é

Um avião decola de um aeroporto e voa ${100\text{ km}}$ durante ${18\text{ min}}$ no sentido leste; a seguir, seu piloto aponta para o norte e voa mais ${400\text{ km}}$ durante ${1\text{ h}}$; por fim, aponta para o oeste e voa os últimos ${50\text{ km}}$, sempre em linha reta, em ${12\text{ min}}$, até pousar no aeroporto de destino. O módulo de sua velocidade vetorial média nesse percurso todo terá sido, em km/h, de aproximadamente

Um carro deslocou-se por uma trajetória retilínea e o gráfico qualitativo de sua velocidade ($v$), em função do tempo ($t$), está representado na figura.

Analisando o gráfico, conclui-se corretamente que

Em um dia muito chuvoso, um automóvel, de massa $m$, trafega por um trecho horizontal e circular de raio $R$. Prevendo situações como essa, em que o atrito dos pneus com a pista praticamente desaparece, a pista é construída com uma sobre-elevação externa de um ângulo $\alpha$ como mostra a figura. A aceleração da gravidade no local é $g$.

A máxima velocidade que o automóvel, tido como ponto material, poderá desenvolver nesse trecho, considerando ausência total de atrito, sem derrapar, é dada por

A figura representa dois alpinistas A e B, em que B, tendo atingido o cume da montanha, puxa A por uma corda, ajudando-o a terminar a escalada. O alpinista A pesa ${1\,000\text{ N}}$ e está em equilíbrio na encosta da montanha, com tendência de deslizar num ponto de inclinação de $60^{\circ}$ com a horizontal ($\text{sen}\,60^{\circ}=0{,}87$ e $\cos60^{\circ}=0{,}50$); há atrito de coeficiente $0{,}1$ entre os pés de A e a rocha. No ponto P, o alpinista fixa uma roldana que tem a função exclusiva de desviar a direção da corda.

A componente horizontal da força que B exerce sobre o solo horizontal na situação descrita, tem intensidade, em N,

Um carro, de massa ${1\,000\text{ kg}}$, passa pelo ponto superior A de um trecho retilíneo, mas inclinado, de certa estrada, a uma velocidade de ${72\text{ km/h}}$. O carro se desloca no sentido do ponto inferior B, ${100\text{ m}}$ abaixo de A, e passa por B a uma velocidade de ${108\text{ km/h}}$.

A aceleração da gravidade local é de ${10\text{ m/s}^2}$. O trabalho realizado pelas forças dissipativas sobre o carro em seu deslocamento de A para B vale, em joules,

A montadora de determinado veículo produzido no Brasil apregoa que a potência do motor que equipa o carro é de ${100\text{ HP}}$ ($1\text{ HP}\cong750\text{ W}$). Em uma pista horizontal e retilínea de provas, esse veículo, partindo do repouso, atingiu a velocidade de ${144\text{ km/h}}$ em ${20\text{ s}}$. Sabendo que a massa do carro é de ${1\,000\text{ kg}}$, o rendimento desse motor, nessas condições expostas, é próximo de

A massa da Terra é de ${6{,}0\cdot10^{24}\text{ kg}}$, e a de Netuno é de ${1{,}0\cdot10^{26}\text{ kg}}$. A distância média da Terra ao Sol é de ${1{,}5\cdot10^{11}\text{ m}}$, e a de Netuno ao Sol é de ${4{,}5\cdot10^{12}\text{ m}}$. A razão entre as forças de interação Sol-Terra e Sol-Netuno, nessa ordem, é mais próxima de

O esquema ilustra uma prensa hidráulica, operada manualmente, constituída de um sistema de vasos comunicantes 1 e 2, com êmbolos de áreas de seção transversal respectivas $S_1$ e $S_2$. O sistema é preenchido com um líquido homogêneo e viscoso. O êmbolo 2 é ligado a uma alavanca inter-resistente articulada em sua extremidade A. O operador aplica forças verticais $F$ na extremidade B da alavanca para transmitir forças $F_1$ através do êmbolo 1.

A relação correta entre $F$, $F_1$, $S_1$, $S_2$, $AB$ e $AC$, que permite obter vantagem mecânica, é

Em um recipiente adiabático, contendo ${2{,}0\text{ L}}$ de água (densidade ${=1{,}0\text{ g/cm}^3}$, calor específico ${=1{,}0\text{ cal/(g}\cdot{}^{\circ}\text{C)}}$), há uma barra metálica imersa, de capacidade térmica ${1\,000\text{ cal/}{}^{\circ}\text{C}}$, que mede inicialmente ${40{,}00\text{ cm}}$. O sistema recebe ${150\text{ kcal}}$ de uma fonte de calor e, ao fim do processo, a barra acusa uma dilatação linear de ${0{,}01\text{ cm}}$.

O coeficiente de dilatação linear do material da barra vale, em $10^{-6}\cdot{}^{\circ}\text{C}^{-1}$,

Certa massa gasosa ideal, confinada em um recipiente inicialmente a ${300\text{ K}}$, sofre a compressão $\text{I}\to\text{F}$ indicada no diagrama da pressão versus volume da figura.

É correto afirmar que se trata de uma transformação

A figura seguinte representa a planta baixa de uma cuba retangular de bordas espraiadas, repleta de água, com duas profundidades constantes, mas diferentes: a região profunda, à esquerda, e a região rasa, à direita. Frentes de ondas retas periódicas são produzidas pela fonte vibratória F e se propagam da região profunda para a região rasa. A mudança de profundidade ocorre em linha reta entre A e B.

É correto afirmar que na região rasa as ondas vibram com

Para observar o céu, um apreciador de astronomia dispõe de algumas lentes esféricas. Uma dessas lentes, a lente $L_0$, de distância focal $f_0=+1{,}00\text{ m}$, é utilizada como objetiva para focalizar uma estrela distante.

Para conseguir a melhor imagem virtual e ampliada da estrela, esse observador deve dispor coaxialmente da lente $L_0$, a lente ________ a uma distância do foco de $L_0$ ________ do que o valor da distância focal ________.

Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas.

No interior de um campo elétrico uniforme, uma partícula, de massa $m$ e eletrizada com carga $q$, é abandonada do repouso no ponto A da superfície equipotencial $V_1$. Ela é acelerada pela força do campo até o ponto B da superfície equipotencial $V_2$, distante $d$ de $V_1$.

Desprezados os efeitos gravitacionais, a velocidade com que a partícula passará pelo ponto B depende

A figura representa um calorímetro adiabático contendo certa quantidade de água que deve ser aquecida sem mudar de estado físico, por meio de uma associação de 2 resistores ôhmicos, idênticos, alimentada por um gerador de f.e.m. constante $\varepsilon$. Quando os resistores são associados em paralelo, o intervalo de tempo necessário para elevar a temperatura da água de um certo valor é $\Delta t_1$. Quando associados em série, o intervalo de tempo necessário para elevar a temperatura da água do mesmo valor é $\Delta t_2$.

A relação $\Delta t_1/\Delta t_2$ vale