Questões de Concurso sobre Teorias, Leis, Princípios e Propriedades Físicas de materiais

Um gás, de massa molar M, escoa em uma tubulação cilíndrica horizontal (área da seção transversal A_t) a uma temperatura T e pressão P, com uma vazão mássica W.

Admitindo-se que o gás se comporta como um gás ideal, e considerando-se que todas as variáveis e a constante universal dos gases estão expressas em unidades SI, a velocidade do gás é dada por:

O primeiro experimento quantitativo bem sucedido para estudar a força de repulsão/atração entre cargas elétricas foi realizado por Charles Coulomb, que chegou a equação F = K (|q1||q2|/r²), onde K é a constante de proporcionalidade. Esta equação se assemelha com a equação da lei de gravitação de Newton. Assinale a alternativa incorreta sobre a relação entre as duas equações:

As figuras abaixo mostram as sucessivas posições ocupadas por uma mesma bolinha quando abandonada de uma mesma altura em 2 planetas: X e Y. Considere que o intervalo de tempo entre as sucessivas posições mostradas seja o mesmo.

Considerando as bolinhas em queda livre, podemos afirmar que

Os conceitos físicos são criações livres do espírito humano; eles não são, como se poderia acreditar, determinados unicamente pelo mundo exterior. No esforço que fazemos para compreender o mundo, nós parecemos um pouco com uma pessoa que tenta compreender o mecanismo de um relógio completamente fechado: ela vê o mostrador e os ponteiros em movimento, ouve o tique-taque, mas não tem nenhum meio de abrir o relógio. Se ela for criativa, poderá construir uma imagem do mecanismo, considerando-o responsável por tudo o que ela observa; mas ela nunca estará segura de que sua imagem é a única capaz de explicar suas observações. Ela nunca estará em condições de comparar sua imagem com o mecanismo real e sequer poderá representar a possibilidade ou a significação de tal comparação. Assim o pesquisador também crê certamente que, à medida que seus conhecimentos aumentarão, sua imagem da realidade se tornará cada vez mais simples e explicará campos de impressões sensíveis sempre mais amplos. Ele poderá, assim, crer na existência de um limite ideal do conhecimento, que o espírito humano pode alcançar. Ele poderá chamar esse limite ideal de verdade objetiva.

(EINSTEIN, Albert. INFELD, Léopold. L’ évolution des idées en Physique. Trad. M. Solovine. Paris: Payot, 1978, p. 34-35)

Segundo o texto escrito no século XX, a partir de uma concepção contemporânea de ciência,

Aristóteles dizia que um corpo só se movia se era movido, ou seja, era necessária a ação constante de uma força motora para que o movimento continuasse mesmo quando separado de seu motor original, como o vôo de uma flecha. A essa explicação, de origem platônica, Aristóteles deu o nome de

“Dê-me um ponto de apoio e moverei o mundo”. Essa frase é atribuída a qual grande pensador e se refere a qual instrumento de grande utilidade?

Ao redor de um pequeno asteroide de massa m_A, orbita um satélite de massa m_B. Considerando que o raio do satélite corresponde a 0,10 do raio do asteroide e que a aceleração da gravidade do asteroide corresponde a 5,0 vezes a aceleração da gravidade do satélite, assinale a alternativa que apresenta corretamente a razão m_A/m_B desses dois astros.

Durante uma conversa com seus alunos sobre dieta, metabolismo e gasto calórico, uma professora de Biologia escuta o seguinte comentário:

“Professora, não adianta tentar emagrecer, pois, mesmo sem ingerir qualquer alimento e fazer exercício físico, eu continuo engordando!”

Compreendendo o “ingerir alimento” como único recebimento de energia, pode-se concluir que tal afirmação contraria qual das leis a seguir?

Relatividade, foi uma teoria desenvolvida no início do século XX que, originalmente, pretendia explicar certas anomalias no conceito do movimento relativo, mas que, em sua evolução, converteu-se em uma das teorias básicas mais importantes das ciências físicas. Desenvolvida fundamentalmente por Albert Einstein, foi a base para que os físicos demonstrassem, posteriormente, a unidade essencial da matéria e da energia, do espaço e do tempo, e a equivalência entre as forças de gravitação e os efeitos da aceleração de um sistema. A Teoria Quântica foi a teoria física baseada na utilização do conceito de unidade quântica para descrever as propriedades dinâmicas das partículas subatômicas e as interações entre a matéria e a radiação. As bases da teoria foram assentadas pelo físico alemão Max Planck, o qual, em 1900, postulou que a matéria só pode emitir ou absorver energia em pequenas unidades discretas, chamadas quanta. Outra contribuição fundamental ao desenvolvimento da teoria foi o princípio da incerteza, formulado por Werner Heisenberg, em 1927. Planck desenvolveu o conceito de quantum como resultado dos estudos da radiação do corpo negro (corpo negro refere-se a um corpo ou superfície ideal que absorve toda a energia radiante, sem nenhuma reflexão). Sua hipótese afirmava que a energia só é irradiada em quanta, cuja energia é hu, onde u é a frequência da radiação e h é o “quanta de ação”, fórmula agora conhecida como constante de Planck. Sobre o exposto, é correto afirmar que:

Considere uma estrela de neutrons com densidade média de 5 × 10¹⁴ g/cm³, sendo que sua frequência de vibração radial ν é função do seu raio R, de sua massa m e da constante da gravitação universal G. Sabe-se que ν é dada por uma expressão monomial, em que a constante adimensional de proporcionalidade vale aproximadamente 1. Então o valor de ν é da ordem de

Quatro corpos pontuais, cada qual de massa m, atraem-se mutuamente devido à interação gravitacional. Tais corpos encontram-se nos vértices de um quadrado de lado L girando em torno do seu centro com velocidade angular constante. Sendo G a constante de gravitação universal, o período dessa rotação é dado por