Questões de Física

Um criança parte do repouso, do alto de um toboágua. A presença da água torna o atrito desprezível e, no local, a aceleração da gravidade é g = 10 m/s².

A velocidade da criança ao chegar à base do brinquedo, em m/s, é:

Em uma construção, um guindaste deve sustentar um objeto que exerce uma força F = 300 N no guincho. A maior força que o cabo BC suporta é 1000 N. A viga horizontal é homogênea e pesa 750 N, sendo desprezada sua espessura.

O valor da distância a para o sistema permanecer em equilíbrio, em metros, é de:

Nos playoffs da temporada 2016/17 da NBA, principal liga de basquete do mundo, o jogador Isaiah Thomas, do time do Boston Celtics, fez um lance livre tal como está esquematizado na figura a seguir. A bola permaneceu no ar durante 1 s, desconsiderando qualquer efeito resistivo. A aceleração da gravidade no local é g = 10 m/s².

O módulo da velocidade inicial de lançamento da bola, em m/s, é de:

Um satélite situado a uma distância de 3,6x10⁴ km da superfície terrestre, realiza uma órbita circular ao redor da Terra com velocidade constante de 12x10³ km/h. Considerando a Terra uma esfera homogênea de raio R = 6,3x10³ km, qual o módulo da aceleração centrípeta na qual o satélite está sujeito?

Do alto da ponte Presidente Dutra, entre Petrolina e Juazeiro, um objeto é solto a partir do repouso de uma altura de 125 m do Rio São Francisco. No rio, transita um barco em direção à ponte, situada a uma distância de 30 m da mesma. Qual deve ser a velocidade do barco para interceptar o objeto em queda. Considere a aceleração da gravidade g=10 m/s².

Leia o texto a seguir.

Levitação com ondas de som movimenta objetos no ar

  No ano passado, Chris Benmore demonstrou a levitação sônica deixando gotas de água suspensas no ar pela pressão combinada das ondas sonoras de dois alto-falantes.

  Daniele Foresti e seus colegas do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique foram mais caprichosos e criaram um sistema de múltiplos alto-falantes que permite a manipulação precisa do objeto levitado.

  Embora o protótipo só tenha conseguido levitar gotas de líquidos e um palito de dentes, em tese essa técnica poderá ser usada para levitar qualquer coisa.

  Os pesquisadores acreditam que a técnica poderá ser usada para manipular materiais perigosos, estudar reações químicas e até simular a microgravidade do espaço.

  E não é necessário se preocupar com o barulho: os cientistas usaram ondas de alta frequência – 24 quilohertz (kHz) – que não são captadas pelo ouvido humano, embora o ruído certamente vá assustar gatos, cães e ratos.

Levitação sônica

  O aparato consiste em um conjunto parecido com um tabuleiro de damas, formado por placas vibratórias, cada uma gerando sua própria frequência. Variando-se a frequência de cada placa, é possível mover o campo acústico e, por decorrência, o objeto levitado, fazendo-o mover-se de forma controlada.

  Em um dos experimentos, Foresti moveu um grão de café instantâneo para junto de uma gota de água e fez os dois se misturarem, tudo no ar. Em outra experiência, ele misturou duas gotículas de líquido com diferentes valores de pH, um alcalino e outro ácido, gerando uma gotícula que contém um pigmento fluorescente que brilha apenas com pH neutro.

  Segundo o pesquisador, a técnica de levitação por ondas sonoras tem uma ampla gama de aplicações. É possível mover de forma controlada vários objetos em paralelo, o que é interessante para aplicações industriais e de laboratório.

  Apesar das potencialidades, ainda há restrições e alguns cuidados devem ser tomados.

  Por exemplo, se as ondas acústicas exercerem uma força maior do que a tensão superficial do líquido, a gota explode espetacularmente – eles fizeram testes com água, hidrocarbonos e vários solventes.

  A maior limitação, contudo, é o diâmetro máximo do objeto a ser levitado, que corresponde à metade do comprimento de onda da onda sonora que está sendo usada.

Disponível em: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=levitacao-por-ondas-desom&id=010170130719#.V9g4kU0tBMs Acesso em: 24/10/2016, às 16h (fins pedagógicos).

Se essas ondas sônicas conseguem percorrer uma distância de 30 km em 1 minuto e 40 segundos, o volume máximo de um objeto esférico que pode ser levitado usando a tecnologia acima citada corresponde a (considere π = 3)