Questões de Física

Uma partícula move-se em um plano horizontal, descrevendo um movimento circular uniforme com raio e centro em um ponto . Em um determinado instante, a partícula abandona essa trajetória circular, seguindo uma direção retilínea tangente à curva de raio . Após permanecer por um intervalo de tempo em movimento retilíneo, a partícula inicia um novo movimento circular uniforme, agora em uma trajetória de raio , também de centro em .

Desprezando quaisquer efeitos resistivos, assinale a opção que representa corretamente o módulo da velocidade vetorial média da partícula ao longo do deslocamento retilíneo entre as duas trajetórias circulares concêntricas.

Estudantes de Física procuraram seu professor para que ele explicasse o conceito de trabalho como grandeza física, diferenciando-o do trabalho como atividade humana. No final da conversa, o professor fez as seguintes afirmações sobre o trabalho e suas propriedades para que os alunos as julgassem como verdadeiras ou falsas:

 I. A força peso e a força elástica são exemplos de forças conservativas onde o trabalho não depende da trajetória.

 II. Uma partícula de massa M inicia um movimento retilíneo com energia cinética K1; após um intervalo de tempo T, sua energia cinética é K2. O trabalho da força resultante sobre M ao longo do intervalo de tempo T é dado pela variação da energia cinética.

 III. Em uma transformação cíclica de um gás ideal, o trabalho realizado sobre o gás em um ciclo completo é igual ao calor absorvido da fonte quente ao longo desse ciclo.

Os alunos julgaram acertadamente como verdadeiras as afirmações constantes em

Em uma aula de física, os alunos estudam as propriedades eletrostáticas de um condutor esférico isolado, inicialmente neutro, com raio externo R e centro em um ponto C. Esse condutor possui uma cavidade esférica oca, também centrada em C, com raio interno r (onde r < R). Em um determinado momento, uma carga pontual positiva Q é colocada no centro C da cavidade, sem tocar o condutor. O professor discute as características desse sistema, destacando como a carga Q afeta a distribuição de carga induzida no condutor e o campo elétrico resultante.

Considerando essas condições, assinale a opção que apresenta a afirmação verdadeira a respeito da distribuição de carga e do comportamento do potencial elétrico após a carga Q ser colocada no centro da cavidade.

Em instrumentos de corda como violão ou violino, as ondas estacionárias são responsáveis pelas diferentes frequências emitidas. Considere uma corda de um violão, presa nas extremidades, com comprimento , densidade linear uniforme de massa e submetida a uma força de tração de intensidade . Essa corda, devidamente afinada, pode emitir diversas frequências sonoras.

Com base nessas condições, é correto afirmar que a variação de frequência entre o sexto e o quarto harmônicos, é dada por

Em 1909, Robert Andrews Millikan (1868-1953) reportou um experimento fundamental para a determinação da carga do elétron, que rendeu a ele o prêmio Nobel de Física em 1923. Em seu experimento, ele observou o movimento de pequenas gotas de óleo quando essas eram submetidas a um campo elétrico uniforme. A figura apresenta a configuração experimental utilizada por Millikan em seu experimento. Por meio do instrumento óptico posicionado em uma das aberturas de vidro da câmara, ele observou os movimentos das gotas de óleo.

Disponível em https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=685647 (adaptado). Acessado em abril de 2025.

Suponha que uma determinada gota de óleo, eletrizada negativamente, execute um movimento vertical para cima, com velocidade constante.

Nessa situação, se a influência do ar sobre o movimento da gota for desprezível, a força elétrica exercida pelo campo elétrico uniforme terá módulo

Os termostatos bimetálicos são utilizados com o objetivo de controlar mecanicamente a temperatura em diversos dispositivos. Seu funcionamento é baseado na dilatação e na contração de uma lâmina bimetálica, constituída de duas placas metálicas de materiais diferentes, presas uma à outra. Essa lâmina pode ser utilizada como interruptor térmico para ligar ou desligar um circuito elétrico. A figura mostra o funcionamento do termostato. A uma temperatura de 10 °𝐶, a lâmina se mantém reta.

Disponível em: https://compraco.com.br/cdn/shop/articles/Tira-bimetalica-_E2_80_93-Funcionamento-vantagens-edesvantagens.jpg?v=1719355826 (adaptado). Acessado em abril de 2025.

Quando a temperatura sobe, a lâmina muda sua configuração, curvando-se para cima e acionando o circuito elétrico. O seletor de ajuste de temperatura é usado para diminuir ou aumentar a distância entre

os contatos elétricos. O metal 1 tem coeficiente de dilatação térmica 𝛼₁; já o metal 2 tem coeficiente de dilatação térmica 𝛼₂.

Em uma configuração inicial, o seletor de ajuste de temperatura mantém um espaçamento que faz o contato elétrico ser fechado quando a temperatura chega a 20 °𝐶.

Para que o contato elétrico seja efetivado em uma temperatura de 15 °𝐶, o seletor deve ser ajustado, quando comparado à configuração inicial, de modo a