Questões de Física

Em uma situação em que uma vítima sofre uma parada cardiorrespiratória, um desfibrilador pode ser utilizado no processo de ressuscitação. Um desfibrilador é composto por duas pás, uma positiva e uma negativa, que devem ser dispostas no tórax do paciente de modo a garantir que o órgão seja completamente coberto. São elas que fecham o circuito e que liberam a energia que está armazenada no paciente em questão. As pessoas que se encontram ao redor da aplicação devem ser afastadas e, então, é preciso ajustar a voltagem (tensão) do choque (no caso de desfibriladores não automáticos), que normalmente varia entre 100 e 300Joules, de acordo com o peso e a altura do paciente.

Referência: adaptado de https://cmosdrake.com.br/blog/desfibrilador-cardiacoentenda-como-esse-aparelhofunciona/#:~:text=Ent%C3%A3o%2C%20%C3%A9%20pre ciso%20ajustar%20a,peso%20e%20altura%20do%20pacie nte. Acesso em: 05/10/2022.

Uma vítima de massa igual a 80kg encontrava-se numa situação de parada cardiorrespiratória e, conforme avaliação de um paramédico no local, foi necessária a aplicação do procedimento de desfibrilação. Ao se verificar o valor de sua massa, constatou-se que o aparelho precisava ser ajustado para 240Joules.

Considerando que a tensão elétrica imprimida ao paciente foi de 2.400Volts em um intervalo de tempo de 1 segundo, calcule a corrente elétrica, em Amperes (A), que esta vítima recebeu no momento da desfibrilação.

Fonte: autoria própria.

Na cidade de Pelotas o órgão responsável pelo abastecimento de água é o Sanep (Serviço Autônomo de Saneamento de Pelotas). A água para uso nas cidades brasileiras deve ser distribuída numa pressão manométrica mínima de 10 mCa (10 metros de coluna d’água). 1 mCa corresponde a cerca de 10000 N/m², ou 10000 Pa de pressão. Na figura anexa vemos a representação de um medidor de pressão, um manômetro, do tipo usado em reservatórios de abastecimento, onde cada risco indicador representa 2 mCa. Essa figura se refere a uma foto de um medidor do reservatório R15 do Sanep, responsável pelo abastecimento do bairro Laranjal.

Referência: https://portal.sanep.com.br/noticia/conheca-ocaminho-percorrido-pela-agua-ate-as-torneiras. Acesso em 01/10/20220.

Observando o manômetro, o valor indicado pelo ponteiro corresponde a

Edifícios de vinte andares são relativamente altos na realidade das cidades brasileiras. Um dos prédios mais altos na cidade de Pelotas tem 18 pavimentos e 54 metros de altura. Sabemos que praticamente todos os objetos sólidos, de qualquer massa, abandonados de uma determinada altura, chegam ao solo mais ou menos com a mesma velocidade. Então, se soltamos um objeto do alto dos 18 pavimentos do referido prédio essa velocidade final, de chegada ao solo, é de cerca de 32m/s. A colisão de um objeto em queda nessa velocidade com uma pessoa pode ser fatal.

Podemos caracterizar o tipo de movimento e a velocidade de chegada em km/h como sendo

Fonte: https://www.iffarroupilha.edu.br/noticiassvs/item/7118-turmas-finais-do-msi-realizam-corrida-doscarrinhos-montados-e-programados. Acesso em: 01/03/2022.

Buscando motivar seus alunos para a aula de Física, o professor levou alguns kits de robótica, que permitem a montagem de protótipos controlados por um aplicativo, que é instalado no celular. Após a montagem e a programação dos protótipos, que nesta aula foram carrinhos, foi proposta uma nova atividade: Uma corrida percorrendo uma trajetória retilínea de 8 metros no corredor da escola.

Sabendo que o carrinho mais rápido levou aproximadamente 10 segundos para efetuar o percurso, podemos concluir que sua velocidade média foi aproximadamente de:

Quando miramos os olhos para uma banana, por exemplo, o nosso cérebro interpreta pulsos nervosos enviados pelos olhos e que foram produzidos mediante estímulo da luz que teve origem na banana e entrou nos olhos. Aquela banana não está no cérebro, mas ele cria uma representação dela. Podemos dizer que existe a banana que se mede e a banana que se vê. A grandeza que melhor representa a percepção de comprimento associada à visão é o ângulo visual: abertura entre os raios de luz que chegam nos olhos com origem nas extremidades do que está sendo observado. Um objeto com maior ângulo visual será visto com um tamanho maior. Na foto abaixo, um objeto de quase 60 m, a Torre de Pisa, é visto com um tamanho menor do que o de uma mulher de 1,6 m porque ele encontra-se bem distante, o que lhe atribui um ângulo visual menor do que o da mulher.

Fonte: Equipe ONC.

Ao usarmos uma lupa como mostra a animação acima, parece que o motivo da imagem formada ser vista com um tamanho maior que o do objeto é que a lente a coloca mais próxima do observador. Isso não é verdade. O estudo das lentes revela que esse tipo de imagem encontra-se mais distante do observador comparada com a posição do objeto, mas ela possui um maior ângulo visual, logo ela é vista com um tamanho maior que o do objeto correspondente. Vamos verificar isso em um estudo de caso.

Fonte: Equipe ONC.

Na montagem 1, uma borracha foi colocada na vertical com sua extremidade inferior na altura dos olhos de um observador a 24 cm de distância. Na montagem 2, o observador e a borracha ficam no mesmo lugar e uma lupa, cuja distância focal mede 5 cm, foi colocada a 4 cm da borracha com o seu eixo principal posicionado na horizontal interceptando os olhos do observador.

Para efeito de cálculo, quando as condições de Gauss são obedecidas, podemos considerar que o observador vê o objeto e a sua imagem com tamanhos que obedecem à mesma proporção entre as tangentes dos respectivos ângulos visuais.

A imagem da borracha na configuração 2 é vista pelo observador com um tamanho H e a própria borracha é vista pelo mesmo observador na montagem 1 com um tamanho h.

Baseado nos seus conhecimentos sobre lentes e no que foi apresentado, qual o valor da razão H/h?

Quando dois buracos negros (BNs), em um sistema binário, se fundem, segundo a Teoria da Reletividade Geral de Einstein (1879-1955), energia é carregada para longe pelas ondas gravitacionais (vide imagem). A energia total irradiada () nesta fusão pode ser avaliada através da seguinte fórmula:

Onde e m são, respectivamente as massas presumidas dos dois buracos negros.

Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=KcO2ZNj0tbs (adaptada).

Segundo a equação de Einstein para a equivalência massa-energia, , podemos escrever:

Comparando as duas equações, concluímos que a massa irradiada por ocasião da fusão é:

Suponha que dois buracos negros tenham, respectivamente, e .

Estima-se que o Sol perderá 1% de sua massa total na forma de radiação (transformação de massa em energia), durante toda a sua existência na Sequência Principal (SP).

Assinale a alternativa que traz a razão entre a massa perdida na fusão destes BNs e a que o Sol perderá na SP.