Questões de Física

O balanço de parque é um brinquedo clássico e fundamental para o desenvolvimento infantil, oferecendo muito mais do que apenas entretenimento. É um elemento comum em áreas de lazer, consiste geralmente em um assento suspenso por cordas ou correntes e em uma estrutura de apoio, que permite o movimento de vaivém.

Considere uma criança de massa 40 kg que brinca num desses balanços de parque sentada no assento, como mostra a figura, formada por todas as suas estruturas ideais e na outra extremidade um bloco de massa 65,6 kg, inicialmente apoiado no solo horizontal.

Sabendo que as polias são ideais, que durante o movimento, a criança executa uma trajetória circunferencial de raio 2,5 m e que a aceleração da gravidade nesse local é 10 m/s²; no momento em que a parte da corda onde a criança está sentada fica na vertical, determine, em m\s, a velocidade da criança para que o bloco fique na iminência de perder o contato com o solo.

Desconsidere qualquer tipo de forças dissipativas.

Considere um fluido em repouso cuja densidade varia linearmente com a profundidade z (medida a partir da superfície livre):

ρ(z)=ρ₀[1+αz],

com ρ₀ = 1.000 kg/m³, α = 1,2×10⁻³ m^-1 . O campo gravitacional é uniforme, g = 10m/s². Um cilindro reto de raio R = 0,40 e altura H = 5 m está totalmente submerso, com sua geratriz vertical, tendo a face superior a z₀ = 20 m e a face inferior a z₀ + H.

Se necessário use π = 3. Calcule o módulo do empuxo sobre o cilindro.

Em um experimento de plasma, um feixe de partículas carregadas penetra em uma região onde há um campo magnético uniforme perpendicular à velocidade das partículas. Cada partícula tem massa 2 mg e carga elétrica 2 mC. Ao entrar na região magnética, cada partícula possui velocidade 2,10³ m/s. O campo magnético tem intensidade B = 2T.

Determine o módulo do deslocamento de cada partícula após 1,5 s de terem penetrado na região do campo magnético. Use π = 3 se necessário.

(ADAPTADA)  Um corpo com de massa está em repouso em uma superfície perfeitamente lisa. No instante , passa a atuar uma força variável com o tempo, de acordo com a função , com medido em newtons, e em segundos.

Com base nessa situação, assinale a alternativa correta.

(ADAPTADA) Toda carga elétrica gera, ao seu redor, um campo elétrico, que é a região do espaço onde outras cargas podem “sentir” a ação dessa carga. Quando duas partículas eletricamente carregadas são colocadas próximas, ocorre uma interação entre os campos elétricos gerados por elas, resultando em uma força elétrica de atração ou repulsão, dependendo dos sinais das cargas. Essa força é descrita pela Lei de Coulomb, que pode ser expressa como

em que é o módulo da força elétrica, é a constante eletrostática, e são os módulos das cargas elétricas e é a distância entre as cargas.

Considere duas partículas puntiformes carregadas, separadas por uma distância de , de módulos e . Sendo , determine o módulo da força elétrica entre elas.

Uma plataforma de testes balísticos desloca-se em linha reta sobre trilhos com velocidade constante de módulo v. No instante t₀ = 0, um projétil é disparado com velocidade de mesmo módulo v relativa à plataforma, formando um ângulo θ = 60° com a horizontal. Despreze resistência do ar e use g = 10m/s².

Determine a razão do alcance horizontal para um observador fixo no solo e o alcance horizontal medido para o referencial da plataforma.