Com o objetivo de avaliar o sistema de segurança de seus
produtos, uma indústria automobilística nacional submeteu um
automóvel de 900 kg de massa a um procedimento conhecido como
teste de impacto, constituído de duas fases: na primeira,
denominada arrancada, o automóvel é acelerado, por 10 s, partindo
do repouso até atingir a velocidade de 36 km/h; na segunda fase,
identificada como colisão, o veículo, ainda com a velocidade da
fase anterior, colide com um bloco de concreto não deformável e
para após 0,1 s, tendo sua estrutura sido danificada após o choque.
A partir dessa situação hipotética, julgue os itens a seguir,
considerando que o módulo da aceleração da gravidade
seja de 10 m/s2
Considerando-se apenas a fase da arrancada, se a mesma
velocidade final fosse atingida na metade do tempo, o trabalho
da força resultante média sobre o automóvel teria sido o dobro.
Em um ponto A do lago do reservatório de uma usina
hidrelétrica, em que a água se encontra, inicialmente, em repouso,
uma tubulação de diâmetro constante capta a água que passa a
escoar na vazão de 150 m3/s até atingir um gerador de energia
elétrica localizado em um ponto B, que está 20 m abaixo
do ponto A.
A respeito dessa situação hipotética, julgue os seguintes itens,
desprezando todas as forças dissipativas no sistema e considerando
que a densidade da água seja de 1.000 kg/m3 e que o módulo da
aceleração da gravidade seja de 10 m/s2.
A água atinge o ponto B com o módulo da velocidade igual a 20 m/s.
Um automóvel percorreu, sem derrapar, uma pista circular
contida em um plano horizontal, em que não havia influência do ar.
Considerando que, nesse caso, a aceleração da gravidade tenha sido
constante, julgue os itens que se seguem, relativos a essa situação
hipotética e a aspectos a ela correlacionados.
O referido automóvel não derrapou ao fazer a curva porque sua
velocidade escalar máxima foi proporcional à raiz quadrada do
raio da pista circular.
Em um local onde a aceleração da gravidade é constante,
uma escada rolante foi projetada para se movimentar com
velocidade escalar constante e transportar passageiros entre
dois pisos separados por uma distância vertical de altura H.
Considerando que não haja força dissipativa no sistema e que 100%
do trabalho do motor que movimenta a escada seja transferido para
os passageiros, julgue os itens subsequentes.
A força aplicada pela escada rolante a cada passageiro é
proporcional à velocidade escalar com que a escada se
movimenta.
O sistema ilustrado na figura precedente mostra uma mola
de constante elástica igual 1 N/cm, a qual sustenta uma massa
de 100 g. Assumindo a aceleração da gravidade igual a 9,8 m/s2,
e 3,14 como o valor aproximado de π, julgue os itens seguintes.
Se a mola for cortada ao meio, o valor da sua constante elástica
dobrará.
Um violão é um instrumento de cordas tensionadas por um
trasto que, ao ser tangido, vibra em frequências características.
A nota musical está relacionada com a frequência fundamental de
cada corda.
Considerando essas informações e a figura precedente, julgue os
próximos itens.
É possível aumentar a altura da nota do violão — isto é,
aumentar a frequência emitida — aumentando a tensão da
corda — ou seja, apertando a tarraxa.
Em um laboratório, 300 g de gelo que se encontra a -10 ºC deverá
ser transformado em água a +50 ºC. Considerando o calor latente
de fusão do gelo igual a 80 cal/g, o calor específico do gelo
igual a 0,5 cal/g ºC e o calor específico da água igual a 1 cal /g ºC,
julgue os itens subsequentes.
Para que todo o gelo a -10 ºC se transforme em água a 0 ºC
são necessárias 24.000 cal.
A figura a seguir ilustra um diagrama T–S (temperatura (T )
versus entropia (S )) de um motor que obedece a um ciclo de Carnot
ideal, tendo como substância de trabalho um gás ideal.
Considerando que o trabalho realizado por esse sistema seja igual
a 3.000 J, julgue os próximos itens.
Em um ciclo completo, a variação de energia interna é igual
a 3.000 J.
A figura a seguir ilustra um diagrama T–S (temperatura (T )
versus entropia (S )) de um motor que obedece a um ciclo de Carnot
ideal, tendo como substância de trabalho um gás ideal.
Considerando que o trabalho realizado por esse sistema seja igual
a 3.000 J, julgue os próximos itens.
A diferença entre as energias absorvida e transferida pelo
sistema é de 1.500 J.
Após ter sido atritada por uma lã, determinada esfera de
vidro pequena adquiriu uma carga Q = 4 C. Essa esfera carregada
foi, em seguida, aproximada de uma das extremidades de uma barra
de cobre isolada eletricamente.
Considerando que a carga elementar do elétron seja de
1,6 × 10-19 C, julgue os itens seguintes.
A barra de cobre, que permanece neutra após a aproximação da
esfera de vidro, sofre uma força de atração coulombiana,
exercida pela esfera.
Um capacitor é constituído por duas placas paralelas de
mesma área, na forma de quadrados, carregadas com
cargas de mesmo valor absoluto, positiva em uma placa e
negativa na outra, uniformemente distribuídas e separadas por uma
distância d = 10 cm. A região entre as placas foi preenchida por um
dielétrico com permissividade ε = 2ε0, em que ε0 é a permissividade
no vácuo. O comprimento do lado do quadrado com relação à
distância d é tal que se podem ignorar os efeitos de borda nas linhas
de campo.
A partir dessas informações, julgue os itens subsecutivos.
Tanto nas regiões externas da placa positiva quanto nas da
placa negativa, os campos elétricos são diferentes de zero e
têm sentidos opostos.
A figura a seguir ilustra um circuito constituído por uma
bateria ideal de força eletromotriz ε = 20 V e quatro resistores
idênticos com resistências iguais a 10 Ω cada uma.
Com base nessas informações, julgue os itens a seguir.
A corrente que atravessa a resistência R1 é a mesma que
atravessa a resistência R3.
Com relação a algumas características dos instrumentos de medida
paquímetro, micrômetro, dinamômetro e osciloscópios,
normalmente encontrados em um laboratório de física básica, julgue
os itens subsequentes.
A sensibilidade de um dinamômetro é proporcional à constante
de restituição da mola que o constitui: quanto maior a
constante de restituição da mola, mais sensível é o instrumento
e mais adequado para medir pequenas forças.
Com o objetivo de avaliar o sistema de segurança de seus
produtos, uma indústria automobilística nacional submeteu um
automóvel de 900 kg de massa a um procedimento conhecido como
teste de impacto, constituído de duas fases: na primeira,
denominada arrancada, o automóvel é acelerado, por 10 s, partindo
do repouso até atingir a velocidade de 36 km/h; na segunda fase,
identificada como colisão, o veículo, ainda com a velocidade da
fase anterior, colide com um bloco de concreto não deformável e
para após 0,1 s, tendo sua estrutura sido danificada após o choque.
A partir dessa situação hipotética, julgue os itens a seguir,
considerando que o módulo da aceleração da gravidade
seja de 10 m/s2
Durante todo o teste de impacto, a variação da energia cinética
do automóvel foi superior a 40 kJ.
Em um ponto A do lago do reservatório de uma usina
hidrelétrica, em que a água se encontra, inicialmente, em repouso,
uma tubulação de diâmetro constante capta a água que passa a
escoar na vazão de 150 m3/s até atingir um gerador de energia
elétrica localizado em um ponto B, que está 20 m abaixo
do ponto A.
A respeito dessa situação hipotética, julgue os seguintes itens,
desprezando todas as forças dissipativas no sistema e considerando
que a densidade da água seja de 1.000 kg/m3 e que o módulo da
aceleração da gravidade seja de 10 m/s2.
Desconsiderando-se todas as perdas de energia, a potência
hídrica na entrada do gerador será de 30 MW.
