Questões de Física

Efeito Doppler refere-se à mudança na frequência de uma onda causada pelo movimento relativo entre a fonte e o observador. Considere que uma fonte sonora emitindo um som com frequência f₀ aproxima-se de um observador em repouso ao longo de uma linha reta com velocidade constante. Após atingir a posição do observador, no instante de tempo t₀, afasta-se dele pela mesma trajetória, mantendo a mesma velocidade constante.

Qual dos gráficos a seguir melhor representa como a frequência percebida pelo observador varia com o tempo?

Considere os textos a seguir que discorrem sobre copos térmicos:

“O que realmente faz nossos produtos se destacarem é o isolamento térmico de ponta. Quase todos os itens da nossa seleção são feitos com dupla parede de aço inox 18/8 (...). E o grande segredo disso está na ciência. Sim, isso mesmo! Em outras palavras, nossos produtos possuem um espaço a vácuo entre as paredes que evita a troca de temperatura com o ambiente externo.

Esse é um método inventado pelo nosso fundador, o físico e inventor William Stanley Jr., lá em 1913, quando a marca Stanley foi criada. Na época, as partes internas das garrafas eram feitas de vidro. William descobriu, então, que um processo de soldagem entre duas paredes de aço inox, a vácuo, seria muito mais eficiente.”

Disponível em https://www.stanley1913.com.br/blogs/news/tecnologia-stanley/.

“Copos térmicos possuem uma barreira extra que impede que as trocas de calor com o ambiente externo aconteçam muito rapidamente. Para isso, dispõem de um truque: possuem paredes duplas, às vezes até mesmo triplas, entre o líquido a superfície externa. Isto é, a segunda parede do copo, que é a de contato direto com o líquido, não está diretamente em contato com o meio externo. Entre essas paredes, há ainda um pequeno espaço vazio – um vácuo.”

Disponível em: https://guiadoestudante.abril.com.br/.

De acordo com os textos e com os seus conhecimentos, é correto afirmar:

A produção de energia a partir de fontes renováveis continua a crescer no mundo todo. De acordo com estimativas da Agência Internacional de Energia, 450 GW de nova energia verde seriam instalados em todo o mundo até o final de 2023, dos quais dois terços seriam provenientes de sistemas fotovoltaicos. Esses sistemas funcionam com os módulos fotovoltaicos que convertem a energia recebida do sol em energia elétrica.

A radiação solar direta que atinge a superfície da Terra, em um dia claro ao meio-dia, contém um fluxo de aproximadamente 3,0×10²¹ fótons por segundo por metro quadrado. O comprimento de onda dominante dessa radiação está em torno de 550 nanômetros (nm).

Considere um painel fotovoltaico com área de 2,0 m² sob incidência de radiação solar. A eficiência quântica do dispositivo, definida como a razão entre o número de elétrons coletados e o número de fótons incidentes, é de 20%.

Qual é a potência elétrica aproximada gerada e como essa eficiência impacta o desempenho do sistema?

(ADAPTADA) Em um túnel de extensão 720 m, dois trens, I e II, movem-se com velocidades constantes de 72,0 km/h e 43,2 km/h, respectivamente. Cada trem entra no túnel por uma extremidade oposta, ao mesmo tempo, como mostra a figura.

Em relação à extremidade A, a distância, em metros, do ponto de encontro entre os trens é:

Paloma e Bruno decidiram investigar a geração de eletricidade a partir de diferenças de temperatura, utilizando um gerador termoelétrico baseado em uma placa Peltier, operando em efeito Seebeck. A placa Peltier é um dispositivo semicondutor que, quando submetido a uma diferença de potencial entre seus polos, transfere calor de um lado para outro, mas também pode produzir energia elétrica quando seus lados são mantidos em temperaturas diferentes. Para o experimento, cada lado da placa foi colocado em contato térmico com um reservatório que contém 0,5 L de água, inicialmente a temperaturas T_Q,i = 80 °C (reservatório quente) e T_F,i = 15 °C (reservatório frio). Os reservatórios estavam isolados do restante do ambiente e trocavam calor apenas com o seu respectivo lado da placa. Após 10 minutos, as temperaturas medidas foram T_Q,f = 74 °C e T_F,f =18 °C, respectivamente.

Desprezando quaisquer perdas e considerando que a diferença entre o calor cedido pelo reservatório quente e o calor absorvido pelo frio tenha sido totalmente convertida em energia elétrica, determine a potência elétrica média dissipada em uma lâmpada ligada ao gerador. (Considere os dados: calor específico da água c = 4,0 J/g ºC; densidade da água ρ = 1,0 g/cm³)

Duas cargas elétricas puntiformes idênticas e de valores iguais sofrem repulsão com força de 100  N quando a distância relativa entre elas é de 0,2  m.

Se essas cargas elétricas forem reposicionadas, de modo que a distância relativa entre elas passe a ser de 0,1  m, a força repulsiva será de