Questões de Física

O foguete Pion foi estudado independentemente por Robert Frisbee e Ulrich Walter, com resultados semelhantes. O foguete consiste em um reator de aniquilação de matéria e antimatéria para produzir empuxo, especificamente produzido pela aniquilação próton-antipróton. Um piloto em uma nave espacial de foguete Pion, capaz de voo tanto espacial quanto convencional, observa uma região plana apta para pouso em Io, uma das quatro grandes luas de Júpiter. Ao medir o comprimento da região plana de pouso a uma velocidade de 0,80c, o comprimento observado pelo piloto é de 1560 m.

Qual é o comprimento da região plana para uma velocidade de pouso de 120 m/s?

Leia os dois textos a seguir.

O motor de partida de um automóvel é um motor elétrico minúsculo, mas poderoso, que gira uma engrenagem de partida. Quando você gira a chave, a energia é enviada para o motor de partida, que engata sua marcha de partida com o motor. O motor de arranque, então, "aciona", criando aquele som inconfundível de um motor de carro ligando. Ele usa muita corrente elétrica em um curto período, de modo que o pequeno motor de partida pode girar sobre o motor do veículo, muito maior. Assim que o motor do veículo começar a funcionar, o processo de combustão pode iniciar, e o motor começará a operar por conta própria.

Disponível em: https://www.hansonsubaru.com/service/information/car-starter-system-components.htm#:~: text=The%20starter%20is%20a%20tiny,a%20car%20engine%20starting%20up. Acesso em 07 de agosto de 2023. Adaptado.

Aqui estão os consumos médios aproximados em motores de partida para diferentes motores principais e veículos: um motor de quatro cilindros precisa que o motor de partida consuma entre 100 e 150 amperes para acionar o motor; os motores V6 requerem uma média de 175 amperes para dar partida; os motores de partida em um veículo com motor V8 precisarão consumir uma média de 225 amperes e caminhões grandes e veículos com motores maiores e mais potentes podem ter um motor de partida que consome mais de 1500 amperes.

Disponível em: https://vehiclefreak.com/how-many-amps-does-a-starter draw/#:~:text=A%20four%2Dcylinder%20engine%20needs,an%20average%20of%20225%20amps. Acesso em 07 de agosto de 2023. Adaptado.

Analisando as informações dos textos, responda: qual é a razão entre a potência média utilizada no motor de partida de um motor de quatro cilindros e um V8, ambos utilizando uma bateria de 12 V?

A justificativa do uso de robôs humanoides é que eles estão mais bem equipados para trabalhar com ferramentas humanas, em ambientes humanos. As pessoas podem se sentir mais à vontade interagindo com algo que se parece um pouco com elas. E, claro, eles parecem ótimos. Mas quão práticos eles são? "Muitas empresas trabalham na área de humanoides porque é interessante para o público ver", diz Owen Nicholson, presidente-executivo da Slamcore, especializada em visão baseada em sensores. "Mas os robôs baseados em rodas e até os drones são muito mais fáceis de controlar. A quantidade de trabalho necessária para fazer um humanoide ficar de pé é enorme".

Disponível em: https://www.bbc.com/news/technology-63130363. Acesso em: 06 de agosto de 2023. Adaptado.

Em robôs humanoides, os membros superiores são levantadores de peso deliberadamente ineficientes. Um modelo de funcionamento de um braço robótico manufaturado em uma impressora 3D está ilustrado na figura ao lado. Sabendo que x = L/16 e que a massa do conjunto de braço e mão é igual a m = 0,5 kg, cujo torque do peso atua na distância L/2, qual deve ser a intensidade mínima F da força vertical exercida no levantamento da massa M = 2,0 kg para θ desconhecido?

Para diagnóstico correto de um problema refrativo da visão, o médico oftalmologista é o profissional adequado a quem se deve recorrer. Com dificuldade para focalizar objetos de longe, um paciente com problema de visão teve lentes corretivas prescritas por um oftalmologista, conforme indicado na figura a seguir.

Que tipo de lente corretiva foi CORRETAMENTE indicada pelo médico?

Um estudante, desejando entender a diferença entre temperatura e calor, fez um experimento. Em um dia quente em que a temperatura sob o Sol estava a 40º C, ele colocou expostos ao Sol dois blocos retangulares de mesmo tamanho, mas de materiais diferentes, e esperou alcançarem o equilíbrio térmico. Um dos blocos era feito de alumínio, e o outro era de madeira, de condutividade térmica 200 Wm^-1K^-1 e 0,1 Wm^-1K^-1, respectivamente. No segundo passo, de posse de um termômetro, mediu a temperatura dos dois blocos e de sua mão. No passo seguinte, ele colocou a sua mão espalmada durante 1,0 segundo sobre cada um dos blocos, uma por vez, sabendo que a condutividade térmica da mão é 0,3 Wm^-1K^-1 e a temperatura interna da mesma é 35º C.

A que conclusão CORRETA o estudante chegou?

Um componente de um sistema de refrigeração de um supercomputador apresenta instabilidades. Em um teste isolado, o equipamento realiza um ciclo de Carnot entre o ambiente a 27 °C e um interior de controle a −3 °C.

Se o motor realiza um trabalho de 42 kJ a cada ciclo, estime a quantidade de calor removida do ambiente refrigerado em cada ciclo, em unidades de kJ.