Questões de Física

Em uma etapa de uma linha de montagem industrial, uma pequena plataforma, de massa desprezível, é capaz de oscilar verticalmente com frequência F e amplitude A. Sobre a plataforma, que deve operar com uma dada frequência crítica, é depositado periodicamente um componente de massa M que será repassado à etapa seguinte da linha de montagem. Essa condição sobre a frequência faz-se necessária para garantir que o componente de massa M não perca o contato com a plataforma.

Supondo que a aceleração da gravidade local tem módulo igual a g, o quadrado da frequência de operação F crítico do sistema aqui descrito é

Um capacitor de capacitância X, inicialmente descarregado, é carregado através de uma fonte de bancada capaz de estabelecer uma diferença de potencial constante V entre seus terminais. Para esta configuração, a energia armazenada no capacitor após o equilíbrio é dada por U. Em seguida, e já desconectado da fonte de bancada, o capacitor de capacitância X é conectado, em paralelo, através de seus terminais a um segundo capacitor de capacitância Y inicialmente descarregado. Para esta configuração, a energia armazenada pelo conjunto de capacitores após o equilíbrio é dada por U’.

Sendo assim, a expressão que fornece a razão U/U’ em termos de X e Y, é dada por

Um cubo de lado L e densidade d flutua em um líquido, banho térmico, de densidade D>d com parte de seu volume submerso. O cubo é feito de material cujo coeficiente de dilatação linear é X, ao passo que o fluido apresenta coeficiente de dilatação volumétrica Y. O sistema cubo e fluido é aquecido de tal maneira que o cubo mantém inalterada a sua cota submersa, medida a partir da base inferior do cubo à superfície livre do líquido.

Sabendo que a variação de temperatura sofrida pelo sistema é igual a T com XT ≪ 1 e que, durante o processo de aquecimento, o cubo mantém sua forma paralelepipédica, a relação entre X e Y para que esta condição sobre a cota submersa ocorra é

Adote (1 + x)ⁿ ≈ 1 + nx para x ≪ 1

A velocidade escalar mínima necessária para se lançar um foguete, sem propulsão própria, a partir da superfície da Terra para que ele fique livre da influência gravitacional da Terra, é denominada velocidade de escape. De maneira geral, e desprezados os efeitos resistivos, todos os objetos na vizinhança da superfície da Terra possuem a mesma velocidade de escape. Sendo assim, para um objeto em particular, lançado verticalmente a partir da superfície da Terra com uma velocidade NV, onde V representa a velocidade de escape para o planeta Terra e N < 1, a altura máxima atingida pelo objeto medida a partir da superfície é H.

Supondo que o raio da Terra seja R, a altura máxima mencionada anteriormente quando medida a partir do centro da Terra é dada por

Um experimento de mecânica é realizado em duas etapas. Etapa 1: Uma partícula de massa M é lançada obliquamente, no vácuo, com velocidade inicial de módulo V, formando um ângulo θ com a direção horizontal. Após um intervalo de tempo , a partícula atinge o solo no ponto A. Etapa 2: A mesma partícula é lançada da mesma posição e com a mesma velocidade inicial , mas, desta vez, na direção horizontal, sobre uma superfície com atrito. Após o intervalo de tempo , a partícula para exatamente no ponto A, devido à ação da força de atrito dinâmico entre a partícula e o solo.

Considerando g o módulo da aceleração da gravidade no local, pode-se afirmar corretamente que o coeficiente de atrito dinâmico entre a partícula e o solo é

No processo de expansão livre, um gás ideal confinado em um recipiente de paredes adiabáticas é conectado via válvula a um segundo recipiente também de paredes adiabáticas onde se fez o vácuo. Após abertura da válvula, o gás se expande de forma espontânea até ocupar o volume total dos dois recipientes.

Em relação à expansão livre de um gás, atente para o que se afirma a seguir e assinale com V o que for verdadeiro e com F o que for falso.

 ( ) Em uma expansão livre, o gás ideal se expande isotermicamente uma vez que as temperaturas inicial e final neste processo coincidem.

 ( ) Em uma expansão livre, o trabalho realizado pelo gás é nulo.

 ( ) Em uma expansão livre de um gás, não há variação da energia interna deste, consequência direta da primeira lei da termodinâmica.

 ( ) A expansão livre de um gás pode ser representada, no diagrama Pressão contra Volume, por uma curva contínua e todos os pontos desta curva representam estados de equilíbrio termodinâmico do gás.

A sequência correta de cima para baixo é