Questões de Física

Tentando inovar no show de inauguração de um santuário de animais, um biólogo resolveu apagar as luzes do palco e substituí-las por vaga-lumes libertados de uma caixa. Supondo que um vaga-lume consiga gerar luz a 0,5 Joules por segundo, se a iluminação artificial liberava energia luminosa na taxa de 300 W, quantos vaga-lumes precisarão ser soltos para gerar esse mesmo efeito luminoso? Para fins de simplificação, desconsidere quaisquer outras características que venham a diferenciar a luz dos vaga-lumes da luz de iluminação artificial.

O centro de massa (ponto que se comporta como se toda a massa de um corpo estivesse concentrada nele) de uma pessoa de 80 kg se encontra exatamente na altura do umbigo quando ela está em pé sobre o chão, com a postura ereta. Suponha que a pessoa, para comemorar a aprovação no vestibular, usou a energia que adquiriu no almoço para executar um pulo na vertical, utilizando como impulso apenas as pernas. Nesse pulo, durante a subida, seu umbigo, a partir da posição inicial mencionada, variou sua posição para cima em 40 cm. Se em cada 100 g do almoço ela recebe 100 calorias, quantos gramas de almoço, no mínimo, ela ingeriu para ter energia para dar esse pulo? Considere, para fins de simplificação, 1 cal = 4,2 J, a aceleração da gravidade como g = 10 m/s², que a massa adquirida no almoço já está incluída nos 80 kg e que a energia do almoço é toda convertida em energia potencial gravitacional.

Tendo chegado atrasado ao casamento, um convidado conseguiu pegar uma última fatia de bolo e concluiu que experimentara o melhor glacê de toda a sua vida. Ouvindo falar que na cozinha havia mais um bolo, mas que seria cortado apenas em outra festa, ele foi até lá. Viu o bolo em cima de uma mesa perto da porta. Porém, percebeu que havia também uma cozinheira de costas para o bolo e para ele. Querendo passar o dedo no bolo sem ser pego pela  cozinheira e conseguir pegar a maior quantidade de glacê possível, o convidado deduziu que, se passasse muito rápido, o dedo pegaria pouco glacê; mas, se passasse muito lentamente, corria o risco de ser descoberto. Supondo, então, que ele tenha 3 segundos para roubar o glacê sem ser notado e que a melhor técnica para conseguir a maior quantidade seja passar o dedo por 40,5 cm de bolo em MRUV, partindo do repouso, qual aceleração teria o dedo no intervalo de tempo do roubo do glacê?

Quando um motorista vai ao posto de gasolina para colocar ar nos pneus do carro, é comum encontrar o valor de pressão fornecido pela bomba de ar expresso na unidade Psi (pound per square inch), que não é uma unidade do Sistema Internacional de Unidades. Se, por exemplo, o manual do usuário do veículo determinar o valor para calibração dos pneus em 30 Psi, sendo que 1 Psi = 6,895 x 10³ Pa, significa que o motorista deve aplicar

A chamada velocidade de escape é aquela necessária para um projétil escapar completamente da atração gravitacional de um planeta, ou de qualquer corpo celeste. Por exemplo, se um projétil for lançado a partir da superfície da Terra com velocidade menor do que 11,2 km/s ele será atraído novamente para a superfície, ou ficará em órbita ao redor do planeta. Se for lançado com uma velocidade acima deste valor, o projétil escapará da Terra e não ficará em órbita, mas continuará se afastando indefinidamente.

Exemplos marcantes de objetos que atingiram velocidades maiores que a de escape da Terra foram as sondas que exploraram outros planetas do sistema solar. Até hoje, os únicos seres humanos que atingiram a velocidade de escape da Terra foram os astronautas das missões Apolo, que tinham como objetivo chegar até a Lua. Os casos mais extremos são as sondas Voyager, que atingiram a velocidade de escape em relação ao Sol, e hoje estão viajando fora do sistema solar, para não mais voltar.

Se um projétil for lançado da superfície de um planeta de massa M e raio R, a velocidade de escape é calculada por

Em que G é a constante gravitacional universal.

 

Para comparar a velocidade de escape da Terra e de Marte, considere que a massa da Terra é dez vezes maior do que a de Marte e que o raio equatorial da Terra é o dobro do de Marte. Então, a velocidade de escape na superfície da Terra é aproximadamente

De acordo com a segunda Lei de Newton da mecânica a aceleração imposta a um objeto de massa m por uma força F é diretamente proporcional ao módulo da força: quanto maior o valor da força, maior será a aceleração do objeto. Entretanto, é conhecido pelo menos desde a época de Galileu, no século 17, que, se retirarmos a influência da atmosfera sobre o movimento, os objetos em queda pela ação da gravidade no mesmo local têm a mesma aceleração. Esta não depende do peso do objeto, ou seja, da força com que o objeto é puxado para baixo.

Qual das afirmativas abaixo explica corretamente esta aparente contradição?