Questões de Física

Um físico pilotando uma espaçonave foi multado por avanço de um semáforo de trânsito interestelar. Em sua defesa, alegou que via luz verde ao avançar o semáforo. Além de ter sua defesa indeferida, o físico ainda recebeu outra multa por excesso de velocidade.

 

Dados:

 

• velocidade da luz no vácuo: c;

• comprimento de onda da cor verde (“siga"): λ_g ;

• comprimento de onda da cor vermelho (“pare"): λ_r .

 

A velocidade mínima da espaçonave era:

Um cubo de arestas de comprimento L é fabricado a partir de uma chapa metálica fina de densidade superficial de massa S. O cubo encontra-se bem vedado e possui 20% de seu volume interior preenchido com óleo e o restante preenchido com ar. Em certo momento, o cubo é colocado dentro de um reservatório de água e permanece em equilíbrio na posição ilustrada na figura.

 

Dados:

 

• massa específica da água: 1 g/cm³;

• massa específica do óleo: 0,8 g/cm³.

 

Observações:

 

• a massa do ar no interior do cubo é desprezível;

• a espessura da chapa é desprezível em relação ao comprimento L das arestas;

• a unidade de L é cm;

• a unidade de S é g/cm2.

 

A relação L/S, em cm³/g, é:

Considere um trem com uma fonte de luz fixa no piso de um dos seus vagões. Fixo ao teto desse mesmo vagão, cuja altura é H, há um grande espelho plano, paralelo ao piso do vagão. Considere o trem em movimento, com trajetória retilínea e velocidade constante 𝑣. O interior do vagão é observado por duas pessoas (ambos observadores inerciais): o observador O1 está do lado de fora do trem em pé e parado em uma plataforma de embarque e desembarque; o observador O2 está sentado numa poltrona do vagão do trem. O observador O2 acende uma fonte de luz, que está fixa no piso desse vagão. O raio de luz emitido atinge o espelho fixo no teto do vagão. A velocidade de um raio de luz é constante e vale 𝑐, independente do referencial usado para medi-la.

 

Admitindo que o campo gravitacional da Terra não é suficiente para produzir deformação no espaço tempo, e sabendo que a constância da velocidade da luz é um dos postulados da Teoria da Relatividade, quando o trem passar pela estação, é CORRETO afirmar que:

A situação apresentada no texto abaixo será usada para a questão.

 

A figura abaixo mostra um pêndulo simples, ou seja, uma massa m, cujas dimensões são desprezíveis, presa a uma linha inextensível de massa desprezível, sendo a outra extremidade da linha presa ao teto de uma sala. Inicialmente, o dispositivo está em equilíbrio estático e estável, na situação 1. Em seguida, a massa m é deslocada de sua posição de equilíbrio, como na situação 2 da figura. Quando a massa m for solta, ela deverá iniciar um movimento pendular, sendo que a velocidade máxima do movimento ocorrerá quando m passar pela posição do ponto de equilíbrio no qual estava, na situação 1. Considere desprezíveis todos os possíveis tipos de atrito envolvidos no sistema e adote o valor de 10m/s2 para o módulo da aceleração gravitacional terrestre.

Caso o cabo inextensível não suporte a tensão, será rompido, e a massa cairá até atingir o solo.

 

Nesse caso, é totalmente CORRETO afirmar que

A situação apresentada no texto abaixo será usada para a questão.

 

A figura abaixo mostra um pêndulo simples, ou seja, uma massa m, cujas dimensões são desprezíveis, presa a uma linha inextensível de massa desprezível, sendo a outra extremidade da linha presa ao teto de uma sala. Inicialmente, o dispositivo está em equilíbrio estático e estável, na situação 1. Em seguida, a massa m é deslocada de sua posição de equilíbrio, como na situação 2 da figura. Quando a massa m for solta, ela deverá iniciar um movimento pendular, sendo que a velocidade máxima do movimento ocorrerá quando m passar pela posição do ponto de equilíbrio no qual estava, na situação 1. Considere desprezíveis todos os possíveis tipos de atrito envolvidos no sistema e adote o valor de 10m/s2 para o módulo da aceleração gravitacional terrestre.

Considerando que a massa da esfera é de 5kg e a tensão máxima suportada pelo cabo inextensível é de 69,9N, ao soltarmos a esfera a partir da posição mostrada na situação 2, é totalmente CORRETO afirmar que

A situação apresentada no texto abaixo será usada para a questão.

 

A figura abaixo mostra duas pessoas que, partindo de um mesmo plano (Terra), decidem subir uma mesma elevação, porém seguindo por caminhos diferentes. O da esquerda optou por seguir um caminho mais curto, com 30m de comprimento, porém mais íngreme. O do lado direito optou por seguir um caminho mais longo e menos íngreme, com 40m de comprimento. A distância inicial entre os 2 homens era de 50m. A fim de fazer estimativas sobre a situação apresentada, considere a elevação como sendo um triângulo retângulo perfeito com catetos de 30m e 40m, sendo a hipotenusa de 50m e que as duas pessoas chegam no ponto mais alto da elevação ao mesmo tempo.

Considere que o caminho de 30m foi percorrido com uma velocidade constante de 3m/s, paralela ao deslocamento. O caminho menos íngreme, de 40m, foi percorrido com uma velocidade de 4m/s, também constante e paralela ao deslocamento.

 

Adotando que o módulo da aceleração gravitacional terrestre é de 10m/s², assinale a alternativa que contém os valores CORRETOS para as potências dos dois movimentos de subida (lado esquerdo e lado direito).