Questões de Física

A figura ilustra o funcionamento do experimento de Joule, fundamental na história da calorimetria. Essencialmente, a ideia do experimento é unir dois universos conceituais distintos, no momento histórico de sua realização, a partir da conversão de energia mecânica em calor. Visando construir um experimento análogo, um estudante utiliza um liquidificador para agitar certa quantidade de água, constatando que a temperatura da água aumentou 5^o C quando o liquidificador passou 50 s ligado.

Supondo que o recipiente de água do liquidificador estivesse termicamente isolado e que sua potência útil fosse de 200 W, a massa de água utilizada foi de

(Adote o calor específico da água (c_A) igual a 4 J/g°C.)

Realizado no fim do século XVIII, o experimento de Cavendish é uma das experiências mais importantes da história da gravitação universal, pois mediu a constante gravitacional G (pela primeira vez na história da ciência). Para isso, o físico experimental criou uma balança de torção, representada na figura.

Neste arranjo, as forças gravitacionais geradas pela interação do par de esferas de massa M e m giravam a haste metálica AB. Tal rotação, muito pequena, é difícil de ser medida. A tabela mostra as dimensões próximas às do experimento original.

A fim de evidenciar a dificuldade de realizar tal medida, uma pessoa, utilizando as dimensões da tabela, verificou que a ordem de grandeza da força gravitacional sobre uma das esferas, vale, em N,

A Montezum é uma das maiores montanhas russas da América Latina. Localizada no parque Hopi Hari, em São Paulo, a atração convida os visitantes a uma queda de cerca de 45 metros de altura.

Considerando que no início dessa queda a velocidade do carrinho é nula, a velocidade máxima atingida pelo carrinho no fim da queda de 45 metros e sua velocidade após cair 20 metros são, respectivamente,

(Observação: em sua resolução, desconsidere os efeitos dissipativos e a energia relacionada à rotação das rodas.)

A fim de avaliar a eficiência de um airbag em uma colisão frontal, uma montadora realizou dois testes comparativos: um utilizando o airbag e outro sem utilizá-lo. Em ambos os testes, feitos com a mesma velocidade inicial, foi medido o tempo de desaceleração da cabeça de um boneco ao se chocar contra o volante e contra o airbag inflado. A tabela abaixo apresenta o resultado dos experimentos realizados.

Nos experimentos 1 e 2, a razão entre as variações das energias cinéticas , antes e depois do choque, e a razão das forças aplicadas, na cabeça do boneco , são, respectivamente,

“Dá-me uma alavanca e um ponto de apoio, e eu moverei o mundo”. A famosa frase de Arquimedes já apontava para uma ideia que posteriormente foi aplicada no desenvolvimento de uma técnica amplamente útil para a extração dentária. A figura mostra uma comparação da alavanca com a referida técnica de extração.

Sobre a técnica odontológica em questão, foram feitas as seguintes afirmações:

 

I. A alavanca é uma tecnologia revolucionária para a odontologia, pois funciona como um multiplicador de energia.

II. A força que a alavanca aplica na mão do dentista é menor do que a força que o dentista aplica na alavanca.

III. O trabalho realizado pela força que o dentista aplica no instrumento de extração dentária será o mesmo, independentemente da distância entre a mão do dentista e o ponto de apoio da alavanca.

É correto o que se afirma apenas em

A fim de corrigir a posição de um dente, um ortodontista fixou dois elásticos E₁ e E₂ no dente incisivo. O elástico E₁ traciona esse dente com uma força de 10 N e mede 3 cm; já o elástico E₂ traciona o dente com uma força de 20 N e mede 4 cm.

O módulo da força resultante exercida pelos elásticos no dente incisivo, em newtons, vale