Questões de Física

Os espelhos convexos desempenham um papel essencial na segurança e na otimização do campo de visão em diversos ambientes do cotidiano. Em garagens e estacionamentos, os espelhos convexos são instalados em esquinas e curvas fechadas para que motoristas e pedestres visualizem veículos que se aproximam, evitando colisões. Em entradas de condomínios e portarias, ajudam vigilantes a monitorar simultaneamente a rua, o portão e o fluxo de veículos.

Sobre as imagens conjugadas por espelhos convexos, é

Uma esfera homogênea de massa gramas encontra-se em uma superfície horizontal sem atrito e comprime em uma mola ideal de massa desprezível e constante elástica de presa a uma parede lateral, como ilustra a figura a seguir.

Após liberar a mola, a esfera desliza sem rotação sobre a superfície. Qual será a velocidade adquirida pela esfera imediatamente quando a mola retorna ao seu comprimento natural, logo após ser liberada?

O médico alemão Robert Mayer e James Prescott Joule deram a ideia que levou ao conceito de calor que temos hoje, e à conservação de energia. Eles afirmaram que o calor podia ser transformado em trabalho mecânico e vice-versa. Joule realizou diversos experimentos na busca do equivalente mecânico do calor. Por volta de 1840, inventou um recipiente com água, isolado termicamente, no qual colocou um sistema de pás que podiam agitar a água. Como mecanismo impulsor, utilizou um bloco que deixava cair lentamente de uma certa altura. Como havia atrito das pás com água, o bloco caía com velocidade praticamente constante, ou seja, a energia cinética era invariável. Então, Joule pôde calcular a energia potencial despendida para fazer girar as pás, que, por sua vez, aqueciam a água. Praticamente, toda a energia potencial do bloco era transformada em calor pelo movimento mecânico da água.

Disponível em: https://www.if.ufrgs.br/~leila/joule1.htm. Acesso em: 05 ago. 2025.

Considerando o sistema proposto por Joule em que um bloco de massa 200 g é solto livremente a uma altura em relação ao solo de 2,0 m e que toda energia potencial é transferida em forma de calor para um recipiente hermeticamente fechado com 100 ml de água, quantas vezes se faz necessário repetir o movimento total do bloco para que a temperatura da água do recipiente aumente de 20 o C para 80 o C?

Considere o calor específico da água c=4,2 kJ/kg.K e a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².

Letreiros luminosos empregados em publicidade urbana utilizam tubos de descarga preenchidos com gases nobres em baixa pressão, sendo o neônio (Ne) o mais característico por produzir a coloração bem marcante. Quando se aplica uma diferença de potencial entre os eletrodos do tubo, elétrons acelerados colidem inelasticamente com átomos do gás, promovendo a excitação de seus elétrons para níveis de energia superiores. No retorno aos estados de menor energia (relaxação radiativa), os átomos emitem fótons com energias bem definidas, resultando em espectros de emissão descontínuos (linhas), responsáveis pela cor característica observada.

A ocorrência de linhas espectrais discretas contrasta com previsões clássicas e constitui evidência da quantização da energia eletrônica nos átomos.

Podemos afirmar que a existência dessas luzes é uma comprovação do modelo atômico de:

    O Café, a Colher e o Ambiente

Ao preparar uma xícara de café quente, observam-se diversos fenômenos físicos relacionados à transferência de energia térmica. Considere a situação em que uma colher de metal é inserida no café e a xícara é deixada sobre a mesa em um dia ameno (temperatura na casa dos 20ºC). Rapidamente, percebe-se que a extremidade superior da colher se aquece, o líquido no interior da xícara se mantém aquecido por um tempo e, ao aproximar a mão das laterais da xícara sem tocá-la, sente-se o calor emanar.

Essas observações cotidianas ilustram os diferentes mecanismos pelos quais o calor se propaga, cada um com características distintas e que dependem do meio material envolvido.

(Fonte: https://pixabay.com/pt/photos/x%c3%adcara-de-caf%c3% a9-caf%c3%a9-colher-e-copo-2084544/)

Os processos de propagação de calor envolvidos no aquecimento da extremidade superior da colher, na manutenção da temperatura do café (antes de esfriar completamente) e na sensação de calor sentida pela mão ao se aproximar da xícara (sem contato físico), são, respectivamente:

    A Ressonância no Ouvido Humano

    O canal auditivo humano pode ser fisicamente modelado como um tubo sonoro fechado em uma das extremidades (próxima ao tímpano) e aberto na outra (na orelha externa). Esse modelo simplificado ajuda a entender a sensibilidade do ouvido a determinadas frequências sonoras, especialmente na faixa de 3 kHz a 4 kHz, onde a audição humana é naturalmente mais aguçada devido ao fenômeno da ressonância. Sabe-se que o comprimento médio do canal auditivo de um adulto é de aproximadamente 2,5

Ouvido Humano Simplificado (Fonte: http://www.conecteeducacao. com/escconect/medio/fis/FIS04020505.asp)

Considerando o canal auditivo humano como um tubo sonoro fechado de comprimento médio L = 2,5cm e a velocidade de propagação do som no ar como v = 340 m/s, qual é a frequência fundamental de ressonância, em Hz, desse canal?