Questões de Física

Em um experimento computacional, estudantes utilizam um software de simulação para modelar um planeta esférico e homogêneo. No modelo, todas as dimensões lineares do planeta são reduzidas por um fator k, com 0 < k < 1, mantendo-se constante a densidade média do planeta. Os estudantes observam que essa transformação afeta diretamente a aceleração da gravidade medida na superfície do planeta, passando originalmente de g para g'.

A expressão que fornece a razão entre g' e g é

Três cilindros homogêneos, de mesma área da base A e mesma altura h, são constituídos de materiais de densidades X, Y e Z, com X < Y < Z. Os cilindros são rigidamente colados, formando um único cilindro de altura total 3h. O conjunto é inserido lentamente e verticalmente em um fluido de densidade D, atingindo, assim, o equilíbrio. Nessa situação, o cilindro de densidade X permanece na parte superior; o de densidade Y, na parte intermediária, e o de densidade Z, na parte inferior.

Diante do exposto, a fração do volume total do conjunto que permanece submersa é dada por

Uma esfera homogênea de massa gramas encontra-se em uma superfície horizontal sem atrito e comprime em uma mola ideal de massa desprezível e constante elástica de presa a uma parede lateral, como ilustra a figura a seguir.

Após liberar a mola, a esfera desliza sem rotação sobre a superfície. Qual será a velocidade adquirida pela esfera imediatamente quando a mola retorna ao seu comprimento natural, logo após ser liberada?

Considere um espelho côncavo de distância focal f. Uma fonte de luz monocromática puntiforme é posicionada a uma distância d > 2f do espelho, a uma altura h (h ≪ f) acima do eixo principal do espelho. A fonte emite um raio luminoso paralelamente ao eixo principal do espelho. O raio incide em um ponto do espelho suficientemente próximo do eixo principal, de modo que sejam válidas as condições de Gauss. Após refletir no espelho, o raio cruzará o eixo principal a uma determinada distância do vértice.

Considerando as condições descritas, pode-se afirmar corretamente que a distância percorrida pelo raio refletido, desde o ponto de incidência no espelho até o ponto onde ele atinge o eixo principal é aproximadamente igual a

As leis da Termodinâmica estabelecem princípios fundamentais sobre as transformações de energia em sistemas físicos, permitindo analisar processos como trocas de calor, realização de trabalho e funcionamento de máquinas térmicas. Nesse contexto, os conceitos de transformações reversíveis, irreversíveis e cíclicas são essenciais para a descrição termodinâmica dos sistemas.

Considerando os princípios da Termodinâmica, analise as seguintes afirmações referentes a um gás ideal.

I. Uma transformação irreversível é aquela na qual não é possível retornar o sistema e suas vizinhanças aos estados iniciais sem que ocorram modificações permanentes no meio externo.

II. Em uma transformação cíclica, a variação da energia interna do sistema é nula sempre que o sistema retorna ao ponto inicial, pois essa grandeza depende apenas do estado termodinâmico desse sistema.

III. Mesmo operando de forma reversível entre duas fontes térmicas, mantidas a temperaturas distintas, uma máquina térmica não pode converter integralmente o calor recebido em trabalho.

Sobre as assertivas, é correto afirmar que são verdadeiras

Um recipiente vazio possui massa m e volume V à temperatura T. Após preencher completamente o recipiente com água à temperatura T e colocá-los em uma balança, detecta-se a massa  pós esvaziar o recipiente e preenchê-lo totalmente com um determinado líquido, também à temperatura , a massa auferida do recipiente com o líquido é .

Desprezando-se a espessura do recipiente e considerando que todas as medidas de massa foram realizadas nas mesmas condições, a razão entre a densidade da água e a densidade do líquido é corretamente indicada por