Questões de Concurso sobre Física

Examine a figura abaixo.

No sistema ilustrado na figura acima, os pequenos blocos A e B podem se mover em superfícies planas sem atrito e são conectados por uma barra rígida de massa desprezível. O bloco A, de massa m_A = 3,2-10² kg, apoia-se em uma superfície horizontal, enquanto o bloco B apoia-se em uma parede vertical, de forma que a barra permanece retilínea e inclinada durante o movimento.

Uma força horizontal constante $\overrightarrow{F}$ de módulo 20 N, é aplicada ao bloco A, no sentido positivo do eixo x, a partir do repouso. Após um intervalo de tempo de 2,0 s, o bloco A atinge velocidade de 0,50 m/s. Sabendo que a barra não se deforma e que o bloco B permanece em contato com a parede, a força média exercida sobre a parede pelo bloco B, nesse intervalo de tempo, em newtons, é dada por:

Um bloco de massa M está ligado a uma mola ideal de constante elástica k = 160 N/m e pode deslizar sem atrito sobre uma superfície horizontal. O movimento do bloco, em torno da posição de equilíbrio, é descrito pela equação x(t) = 0,10.cos(40t), em que x é o deslocamento em metros e t é o tempo em segundos. No primeiro instante em que o bloco passa pela posição de equilíbrio, no regime de oscilação descrito por x(t), uma massa de vidraceiro de 0,30 kg cai verticalmente sobre o bloco, ficando aderida a ele após o impacto. Admitindo que o impacto ocorre em um intervalo de tempo desprezível e que, durante a colisão, não atuam forças externas horizontais apreciáveis, qual é a razão entre a energia mecânica do sistema bloco-mola imediatamente após a colisão (E') e a energia mecânica do sistema antes da colisão (E), ou seja, E'/E?

Durante ensaios de estabilidade dinâmica, um navio apresenta pequenas oscilações angulares em torno da posição de equilíbrio, sob a ação de um momento restaurador e de uma resistência hidrodinâmica. Para pequenas inclinações, o movimento angular do navio pode ser modelado como um movimento harmônico amortecido, descrito por $\theta (t)={\theta }_0{e}^{-\beta t}\cos ({\omega }_{d}t)$, em que $\theta (t)$ é a inclinação angular em função do tempo, é a inclinação inicial, ẞ é a constante de amortecimento associada à resistência hidrodinâmica e ${\omega }_d$ é a frequência angular amortecida. Sabendo que, para esse navio, a constante de amortecimento vale ẞ = 0,20 s⁻¹, o tempo necessário, em segundos, para que a energia mecânica associada às oscilações seja reduzida à metade do valor inicial é dado por:

Examine a figura abaixo.

Segundo o Princípio de Fermat, a luz percorre o caminho que minimiza o tempo de propagação entre dois pontos (menor "caminho ótico"). A lei de refração de Snell pode ser deduzida desse princípio, sendo o índice de refração a razão entre as velocidades da luz no vácuo e no meio de propagação. Analogamente um salva-vidas, partindo do ponto P₁ à beira-mar com destino ao banhista se afogando no ponto P₂, chegará em um tempo mínimo se entrar no mar no ponto P, antes do ponto Q, que é o ponto na areia mais próximo do banhista, como se observa na figura acima. Considerando v₁ e v₂ como sendo as velocidades do salva-vidas correndo na areia e nadando no mar, respectivamente, é correto afirmar que, quanto maior a razão v₁/v₂, maior será o valor:

Examine a figura abaixo.

Considere que a caneta plástica mostrada na figura acima, carregada negativamente, exerce uma força sobre о bastão colocado nas suas proximidades. NÃO é correto afirmar que, no volume interno do bastão, o campo elétrico resultante é:

Examine a figura abaixo.

Considere inicialmente que, com a chave CH1 fechada há longo tempo, o voltímetro ideal mostrado no circuito esquematizado acima indicava uma ddp constante e igual a 36,0 volts. Supondo que no instante t = 0 a chave CH1 foi aberta, a função temporal da tensão do voltímetro, para t > 0, é uma função exponencial caracterizada por uma constante de tempo, em milisegundos, aproximadamente igual a:

Dois trens movem-se sobre trilhos retilíneos e horizontais, aproximando-se um do outro, cada um com velocidade de módulo v em relação ao solo. Um dos trens emite um apito com frequência f_o. A velocidade do som no ar é v_s. Suponha agora que sopra um vento com velocidade de módulo v, na mesma direção, e no sentido contrário ao movimento do trem que emite o apito. Desprezando efeitos relativísticos e admitindo que o ar seja o meio de propagação do som, qual é a frequência f percebida no outro trem?

Examine a figura abaixo.

A figura acima apresenta um pequeno bloco que está sobre um plano inclinado com atrito, fixo no solo. O ângulo $\alpha$ é tal que, na ausência da força $\overrightarrow{F}$, o bloco fica na iminência de descer o plano. Calcule o valor do ângulo ẞ, em graus, tal que qualquer força $\overrightarrow{F}$ aplicada ao bloco ainda o mantém na iminência de descer o plano inclinado, e assinale a opção correta.

Uma partícula de massa m é lançada horizontalmente ao longo do eixo x, a partir da origem do sistema de coordenadas, no instante t = 0, com velocidade inicial de módulo v_o. Uma vez lançada, a partícula descreve um movimento de projétil sob a ação exclusiva do seu peso, com aceleração da gravidade g na direção vertical (eixo y). Em relação ao ponto de lançamento (origem), o módulo do vetor momento angular da partícula em função do tempo t é dado por:

Examine a figura abaixo, a qual mostra um astronauta posicionado no prolongamento do segmento de reta que une os centros do Sol e da Lua.

Suponha que o Sol e a Lua são corpos perfeitamente esféricos com raios Rs e RL, respectivamente, tal que seja constante a razão R_S/R_L =401. Considere que o astronauta dista, em determinado instante, D_S e D_L quilômetros dos centros desses corpos (ver figura acima), e que a distância entre os centros do Sol e da Lua se mantém constante no valor D_S - D_L = 1,50. 10⁸ km. Nessas condições, o astronauta observa um eclipse total do Sol apenas se sua distância Dao centro da Lua, em milhares de km (10³ km), for menor ou igual a:

Examine a figura e a tabela abaixo.

Um teste comum realizado nas bolas que são utilizadas em partidas oficiais de alguns esportes consiste em liberar essas bolas de uma certa altura h₀ de uma superfície horizontal e medir a altura do repique (altura máxima alcançada pela bola após perder o primeiro contato com o solo). Para serem aceitas nas partidas, a altura do repique deve estar dentro de um intervalo [h₁, h₂]. A figura 1 acima representa um modelo simplificado da intensidade da força da superfície sobre a bola, em função do tempo, durante esses testes, sendo F_máx o valor máximo dessa força sobre a bola. Em um esporte hipotético, o intervalo aceito para a altura do repique é tal que h₁ = 0,490h₀ e h₂ = 0,640h₀. A tabela 1 acima apresenta os valores de F_máx registrados nos gráficos obtidos em cinco bolas diferentes (um teste em cada bola), todas de massa m e liberadas da mesma altura h₀. Dentre as cinco, apenas uma foi aprovada. Sabendo que a força média do solo sobre a bola durante a colisão é obtida pela expressão $F_{med}=m(\sqrt{2g{h}_f}+\sqrt{2g{h}_0})/\Delta t$, onde m é a massa da bola,h₀ é a altura do repique e h_f é a altura da qual a bola foi liberada, assinale a opção que apresenta a identificação da bola que foi aprovada no teste.

Dados: g = 10,0 m/s²; m = 0,0600 kg; h_o= 0,800 m; t₂-t₁= 10,0.10^-3s; e o triângulo da Figura 1 é isósceles.

Um vagão de trem com 20 metros de comprimento desloca-se em linha reta com velocidade constante de 10 m/s em relação ao solo. No instante inicial t = 0, um drone parte da extremidade traseira do vagão com o objetivo de alcançar sua extremidade dianteira. Sabendo que o drone parte do repouso em relação ao vagão e mantém uma aceleração constante de 10 m/s² em relação ao solo, determine a distância total percorrida pelo trem, no referencial da linha férrea, até o exato momento em que o drone atinge a frente do vagão, e assinale a alternativa correta.