Questões de Física

Uma protoboard, ou matriz de contato, é uma pastilha plástica de formato retangular coberta de furos, igualmente espaçados, utilizada em laboratório didático de eletricidade na montagem de circuitos elétricos. Os furos distintos situados ao longo de uma mesma linha horizontal não estão conectados entre si, ao passo que furos distintos situados numa mesma linha vertical estão conectados por meio de contato metálico. Por ser uma placa de ensaio reutilizável, a protoboard facilita o estudo de circuitos elétricos e a pesquisa em eletrônica. Um estudante de Física realiza um ensaio numa protoboard utilizando os furos consecutivos X, Y e Z distintos, não conectados, situados numa mesma linha horizontal da matriz de contato. Entre os furos X e Y, é inserido um resistor de 10kΩ, ao passo que entre os furos Y e Z, é inserido um resistor de valor 30kΩ.

Sabendo que os valores de potencial, medidos pelo estudante em relação à Terra (Ground), nos furos X e Z valem respectivamente 12V e – 12V, o potencial em Y, medido pelo estudante em relação à Terra, tem valor igual a

Ao observar um bloco de madeira de formato cúbico, de aresta L e de densidade d, flutuando em um fluido de densidade D>d, uma criança nota que o bloco permanece parcialmente submerso e que a parte visível, em contato com o ar, tem altura A quando medida do topo do bloco à superfície livre do líquido. Em uma atitude infantil, a criança resolve retirar o bloco do fluido e seccioná-lo, cortando e descartando a parte do bloco que permanecia visível anteriormente, com intuito de deixar numa mesma cota, quando reinserido na água, o topo do novo bloco, assim obtido, e a superfície livre do fluido.

Ao reinserir o novo bloco no fluido, a criança observa, estarrecida, que ele flutua em uma nova configuração estável e com altura B quando medida a partir do novo topo à superfície livre do fluido de

Como uma proposta experimental prática e de baixo custo para a determinação da pressão atmosférica local, um professor de Física propõe que seus alunos façam uso de um tubo estreito com área de secção constante S e de comprimento L, aberto nas extremidades. O experimento consiste em mergulhar o tubo, com as extremidades não bloqueadas, até sua metade em um fluido de densidade D conhecida. Em seguida, a extremidade em contato com o ar é bloqueada pelo estudante e o tubo é retirado integralmente do fluido. Nestas condições, observa-se que uma coluna de comprimento L/4 do fluido permanece no interior do tubo.

Considerando que a aceleração da gravidade local é g e que quaisquer transformações envolvidas ocorram sem mudança significativa da temperatura, a pressão atmosférica local em termos dos parâmetros pertinentes é

(ADAPTADA)    Uma fonte sonora S localizada na origem de um sistema de coordenadas cartesiano ortogonal (x,y) emite um sinal de frequência 160 Hz. Neste mesmo sistema de coordenadas, mas situado sobre o semieixo positivo Ox na coordenada (X,0), encontra-se um detector D. Além disso, a fonte S e o detector D estão diante de uma parede bastante extensa que se encontra sobre a reta y=2. Levando em conta que as referidas distâncias, na situação aqui descrita, são dadas em metros, e que a velocidade do som no ar é de 360m/s.

A mínima distância X, em metros, entre o detector e a fonte S para a qual o detector registra um reforço sonoro é

Apesar de a gravidade ser a mais fraca das quatro interações fundamentais, este fato não diminui sua importância, uma vez que ela tem o papel de manter em ordem o grande “balé cósmico”. Sabe-se que a aceleração da gravidade varia com a altitude; desta forma, o módulo da aceleração da gravidade na superfície de um planeta x, esférico e de densidade uniforme, de raio R, é g.

Assim, a altura, em relação à superfície do planeta x, na qual a aceleração da gravidade vale g/9, é igual a

A lei de Stokes é uma relação matemática que expressa a força F de arraste que se opõe ao movimento de uma partícula, considerada esférica, através de um fluido. Foi obtida em 1851 por George Gabriel Stokes a partir de uma solução particular das equações de NavierStokes para o escoamento de fluidos e é expressa por F = 6πηrv. Na expressão obtida por Stokes, r representa o raio da esfera, η a viscosidade do fluido e v a velocidade do escoamento da esfera através do fluido.

Se tomarmos a velocidade (V), a aceleração (A) e a força (F) como grandezas fundamentais ao invés da massa (M), do comprimento (L) e do tempo (T), a dimensão da viscosidade η será