Questões de Física

No decaimento dos elementos químicos radioativos, pequenas partículas do núcleo atômico são ejetadas para que o núcleo atômico encontre sua forma mais estável. No experimento de Rutherford com elementos radioativos, ficou evidente a existência de 3 partículas que foram denominadas alfa, beta e gama. As partículas alfa, de maior massa e carga elétrica positiva, as partículas beta, com massa menor que as partículas alfa e carga elétrica negativa, e as partículas gama desprovidas de carga elétrica e massa. Esse experimento consiste de uma fonte radioativa que emite um feixe de partículas que atravessam uma região na qual existe um campo elétrico E, sendo detectadas por uma tela fluorescente. Na figura, é possível ver 3 manchas na tela de detecção.

Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/radioatividade-estrutura atomo.htm#:~:text=Rutherford%20observou%20ao%20final%20do,as%20part%C3% ADculas%20beta%20(%CE%B2). Acesso em: 14 out. 2024.

De acordo com a figura, as partículas em questão são:

Em 2022, uma equipe de cientistas conseguiu fazer a expedição oceânica mais profunda até aquele momento. O submarino dos pesquisadores desceu cerca de 11 quilômetros nas Fossas Marianas para coletar amostras de água e rochas, sedimentos e pequenos animais. Foi coletada uma pequena água-viva-de-pente que vivia a mais de 10 quilômetros de profundidade. […] Porém, os animais nativos do fundo do mar não conseguem sobreviver sem ser sob extrema pressão: seus corpos literalmente se desintegram ao chegar à superfície. […] No ambiente abissal em que vivem, a pressão é equivalente à sensação de 15 elefantes africanos sentados na palma da sua mão.

Disponível em: https://super.abril.com.br/ciencia/como-aguas-vivas-conseguem-sobreviver-a-pressao-extrema-do-mar profundo. Acesso em: 18 ago. 2024. Adaptado.

Determine aproximadamente a força média em newtons que atua em uma área de 1,0 cm² da superfície do corpo da água-viva-de-pente na profundidade de 10 km.

Considere o movimento do avião durante uma curva de raio r. Quando as asas se inclinam de um ângulo ϕ, como mostrado na figura, o avião é sujeito ao próprio peso de módulo P e uma força de sustentação de módulo S que é perpendicular à direção formada pelas asas.

Imagem do artigo “A física do voo na sala de aula” da revista A Física na Escola, v.7, n.1, outubro/2006.

No referencial no interior do avião durante a curva com ângulo de inclinação de 60º, a tripulação e os passageiros experimentam qual valor efetivo para a aceleração da gravidade, em m/s²?

A integração de drones nos processos de inspeção de edifícios revolucionou a forma como os problemas estruturais externos são identificados e abordados. Com a sua capacidade de capturar imagens de alta resolução, gerar modelos 3D e analisar dados ambientais, os drones capacitam os inspetores a realizar avaliações completas de forma rápida e eficiente. Ao aproveitar a tecnologia dos drones, os proprietários, gestores e empresas de engenharia podem identificar e mitigar proativamente problemas estruturais externos comuns, melhorando, em última análise, a segurança, a longevidade e o valor dos seus edifícios. 

Disponível em: https://www.hammermissions.com/post/inspections-with-drones-common-issues. Acesso em: 29 jul. 2024. Adaptado.

Um drone é utilizado para explorar a estrutura da fachada de um edifício em busca de falhas. O operador do drone realiza uma varredura com verificações em subidas e descidas, em que o drone se move 5 metros para cima e 3 metros para baixo, e assim sucessivamente até que a fachada tenha sido inteiramente percorrida.

Sabendo que, inicialmente, o drone parte do solo e se move 1 metro em 1 segundo em sua exploração vertical, determine em quanto tempo o operador atingirá uma falha que está a 15 metros de altura.

Graduandos do curso de Física de Materiais da Escola Politécnica de Pernambuco conquistaram um feito notável durante o evento REC n'Play 2023 ao vencerem a competição de robôs seguidores de linha, demonstrando conhecimento e criatividade no campo da robótica. O REC n'Play é um evento anual que atrai entusiastas de tecnologia, inovação e ciência de toda a região. Competindo com equipes de outras instituições de ensino e entusiastas de robótica, a equipe do Robolab Física de Materiais se destacou em todas as etapas do desafio Buzz_Line. O projeto vencedor foi uma criação que combina elementos de física, circuitos elétricos, sensores e tomadas de decisão. O robô desenvolvido pela equipe foi capaz de navegar em um percurso complexo, identificando o trajeto desejado e realizando tarefas autônomas em direções e velocidades. A velocidade do robô ao adaptar se a diferentes etapas do percurso sem comprometer a qualidade de execução impressionou os juízes e participantes do evento, garantindo o primeiro lugar ao time do Robolab.

Disponível em: https://fis.mat.br/noticias/20-outubro-2023.html. Acesso em: 29 jul. 2024. Adaptado.

Considere um robô seguidor de linha que tem uma bateria de lítio carregada com 36 Wh. Sabendo que, durante a competição, a pista tem um trajeto de 2,4 metros e que o consumo médio de energia da bateria para impulsionar o robô já considerando efeitos de atrito é igual a 7200 joules por metro de pista Buzz_Line, estime a distância da largada em que o robô para pela descarga completa da bateria.

Na construção civil, são utilizadas plataformas elevatórias em laterais de grandes prédios. Considere uma plataforma sustentada por uma polia simples que está suspensa em uma viga fixa. Uma corda de aço passa por essa polia, com uma de suas extremidades segurando uma plataforma onde um homem está de pé. Um motor acoplado à plataforma puxa a outra extremidade da corda para se elevar a uma aceleração vertical e para cima de módulo 2,0 m/s². As massas do homem e da plataforma são 60,0 kg e 20,0 kg, respectivamente.

Determine a tensão a que a corda de aço está sujeita em newtons.