Questões de Física

Um bloco cúbico C de aresta L e de material de densidade D flutua em um líquido de densidade 2D com parte de seu volume imerso. Um bloco também cúbico, mas de aresta L/3, feito de material metálico cuja densidade é d > D, pode ser posto sobre a face livre (face superior) do bloco cúbico C sem alterar a sua estabilidade no líquido. Em virtude da presença do bloco metálico sobre C, este passa a flutuar em um nível mais baixo no líquido. Nessa situação, a distância medida a partir da face inferior de C à superfície livre do líquido é Y. O mesmo bloco metálico pode ser fixado à face inferior de C, oposta à face livre, resultando em uma nova configuração estável de C.

Nessa nova configuração, a distância Z medida a partir da face inferior de C a superfície livre do líquido é tal que

Uma partícula de massa M, presa à extremidade de uma mola ideal, executa um movimento harmônico simples de amplitude A, ao longo do eixo das abscissas Ox, com centro das oscilações em O, origem de Ox. Sabe-se que, a partir da equação de movimento, é possível obter uma relação funcional entre a posição X da partícula, medida a partir de O, e o tempo t. De modo alternativo e por considerações de energia, é possível obter uma relação funcional entre a velocidade V da partícula e sua posição X, medida a partir de O.

Para uma amplitude A de 1m e uma frequência de oscilação de 0,5Hz, a relação procurada para V², em termos de X, é dada por

Durante o processo de fabricação de um enfeite cúbico de material de índice de refração N desconhecido, uma bolha de ar permanece presa em seu interior. Observase que a bolha de ar se encontra ao longo do eixo de simetria do cubo que passa pelo seu centro e é normal a duas faces opostas. Quando observada ao longo de uma direção normal à face superior, a bolha aparenta estar a 3cm dessa face. No entanto, quando observada ao longo de uma direção normal à face, mas através da face oposta à anterior, a bolha aparenta estar a 5cm dessa face.

O índice de refração do material de que é feito o cubo, sabendo que este está imerso no ar (índice de refração unitário) e tem 12 cm de aresta, corresponde a

O balão de ar quente foi o primeiro veículo aéreo de sucesso construído pelo homem. O primeiro voo tripulado em um balão de ar quente foi realizado em 1783. Os franceses Jean François e François Laurent realizaram esse feito num balão criado pelos irmãos Montgolfier. Em um balão, o compartimento que mantém o ar quente em seu interior é denominado envelope. Suspenso e fixado a este, encontra-se o cesto do balão. Um balão de massa total M (Envelope + Cesto) desce verticalmente com uma aceleração A (A < G) onde G representa a aceleração da gravidade local. Para que o balão possa ascender com uma aceleração de mesmo módulo A, é necessário eliminar uma certar massa m do cesto do balão. Suponha que a força de sustentação que atua no balão em virtude da diferença de temperatura entre o interior e o exterior do Envelope não sofre mudanças em virtude da variação em sua massa.

Ao desprezar todos os efeitos resistivos que porventura possam atuar no balão durante o processo, a massa m a ser eliminada é dada por

O Autorama ou Automodelismo de Fenda é um tipo de modelismo profissional ou amador em que carros movidos a eletricidade ou a pilha competem em pistas especialmente fabricadas para o esporte ou o entretenimento. Em uma competição hipotética, dois carrinhos NP e AS irão competir em pistas circulares concêntricas. O carrinho NP encontra-se na pista de raio R e desenvolve uma velocidade linear de módulo V constante, ao passo que o carrinho AS, na pista de raio 1,5R, desenvolve uma velocidade linear de módulo 2V constante. Os carrinhos iniciam a corrida alinhados e voltam a se alinhar pela primeira vez após 2s do início da corrida. Por alinhado, entenda-se que o raio vetor com origem em O e extremidade em NP e o raio vetor com origem em O e extremidade em AS têm mesmas direção e sentido.

O instante, em segundos, em que os carrinhos voltam a se encontrar pela terceira vez é

O estudo da dinâmica de explosões abaixo da superfície da água (UNDEX) é um fenômeno físico complexo. Bolhas oscilantes são geradas e podem destruir substancialmente até veículos submarinos próximos a estruturas hidráulicas em virtude da energia liberada. Essas bolhas têm sua origem nas ondas de choques e altas pressões geradas no momento da explosão. O período T de pulsação dessas bolhas obedece a uma relação matemática razoavelmente simples e é dado pelo seguinte produto: P^XD^YE^Z .

Sabendo que nesse modelo, P representa a pressão estática, D, a densidade da água e E, a energia liberada na explosão, o produto XYZ resulta em