Questões de Física

Um atleta além dos limites

O desempenho espetacular do corredor Usain Bolt, que quebrou novamente o recorde dos 100 metros, põe em dúvida todas as previsões científicas sobre a velocidade máxima que o corpo humano é capaz de atingir. No Mundial de Atletismo disputado em Berlim, em agosto de 2009, o corredor jamaicano quebrou o recorde mundial com o tempo de 9,58 segundos. Nessa corrida, Bolt aumentou sua velocidade depois dos 60 m, quando os outros corredores começavam a desacelerar. A tabela a seguir mostra como variou a velocidade de Bolt, em km/h, em função de sua posição, em m, durante a prova.

Considerando que nos primeiros 10 m da prova, Usain Bolt tenha desenvolvido um movimento retilíneo uniformemente variado, são feitas as seguintes afirmações:

I. ele percorreu esse trecho em 2 segundos;

II. nesse trecho sua velocidade média foi de 2,5 m/s;

III. nesse trecho sua aceleração foi de 5 m/s².

 

É correto o que se afirma em

Um bloco está parado, apoiado sobre um plano inclinado que faz um ângulo de 2 teta com a horizontal, como ilustrado na Figura 1. Em seguida, o ângulo de inclinação desse plano é alterado para teta (Figura 2).

 

O ângulo teta pertence ao 1º quadrante e é solução da equação tg² teta + 1 = 25/16 A força de atrito exercida pelo plano sobre o bloco, em função da alteração na inclinação, sofre:

Duas escalas termométricas E₁ e E₂ foram criadas. Na escala E₁, o ponto de fusão do gelo sob pressão de 1 atm (ponto de gelo) corresponde a + 12 e o ponto de ebulição da água sob pressão de 1 atm (ponto de vapor) corresponde a + 87. Na escala E₂, o ponto de gelo é + 24. Os números x e y são, respectivamente, as medidas nas escalas E₁ e E₂ correspondentes a 16 ºC. Se os números 16, x e y formam, nessa ordem, uma Progressão Geométrica, o ponto de vapor na escala E₂ é 

Uma placa metálica quadrada é dobrada de modo a formar um cilindro (sem fundo e sem tampa), como ilustrado. O volume no interior desse cilindro é 18 litros. Ao ter sua temperatura aumentada de 40 ºC, a placa dilata de forma que sua área aumenta de 72 mm². Considerando-se  = 3, o coeficiente de dilatação linear do material do qual a placa é constituída vale, em ºC^–1, 

Um corpo A desloca-se em Movimento Retilíneo Uniformemente Variado de modo que a sua posição, em relação a uma origem previamente determinada, é dada pela função horária . Um corpo B desloca-se em Movimento Retilíneo e Uniforme, na mesma direção do movimento de A, de forma que a sua posição, em relação à mesma origem, é dada pela função horária . A e B iniciaram seus movimentos no mesmo instante. Em ambas as funções, t está em segundos e S, em metros. Depois de certo tempo, os corpos chocam-se frontalmente. 

O maior afastamento, em metros, entre os corpos A e B é

Um próton penetra perpendicularmente em um campo magnético uniforme, como ilustra a figura acima, e descreve, em seu interior, uma trajetória semicircular. A intensidade do campo magnético é 10^–2 T e a velocidade do próton é constante e igual a 5 • 10⁵ m/s. Sabendo-se que a massa e a carga do próton valem, respectivamente, 1,6 • 10^–27 kg e 1,6 • 10^–19 C e considerando-se = 3, o perímetro, em centímetros, desse percurso é