Questões de Física - Mecânica

Visando à segurança em construções verticais na capital do estado de Mato Grosso do Sul, pesquisadores da UFMS fazem experiências com corpos em queda livre. Em um desses experimentos, partindo do repouso, um corpo é solto no ar, caindo verticalmente. Esse corpo tem uma massa de 8 kg e após percorrer 6 metros, atinge a velocidade de 10m/s. Com a utilização de um sensor, foi possível perceber que, durante a queda, as moléculas do corpo e do ar recebem energia que provoca elevação de temperatura do corpo.

Ao analisar os dados, os pesquisadores perceberam que a energia mecânica perdida pelo corpo, em joules, foi de:

(Use g = 10m/s²)

Observe a reprodução da tela Cena rural, de Cândido Portinari, na qual um trabalhador faz uso de uma enxada.

Considere que um lavrador utiliza uma enxada de massa igual a 1,3 kg. Para realizar determinada tarefa, ele faz um movimento com a enxada que desloca seu centro de massa C entre os pontos x e y, sucessivamente, em uma altura h média de 0,8 m. Esse movimento é repetido 50 vezes, de modo que, ao final da tarefa, a força exercida pelo lavrador realiza o trabalho T. Observe o esquema:

Considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s² , o valor mínimo de T, em joules, é igual a:

Em Ecologia, a eficiência de produção corresponde à porcentagem de energia armazenada do alimento assimilado não utilizada pela respiração.

Uma lagarta se alimenta de uma folha que lhe fornece 200J de energia, dos quais perde aproximadamente 100J pelas fezes e assimila os outros 100J; destes, porém, perde 70J em processos de respiração celular e investe 30J no aumento de sua biomassa (crescimento).

Assim, a eficiência de produção da lagarta é de

    No seu estudo sobre a queda dos corpos, Aristóteles afirmava que se abandonarmos corpos leves e pesados de uma mesma altura, o mais pesado chegaria mais rápido ao solo. Essa ideia está apoiada em algo que é difícil de refutar, a observação direta da realidade baseada no senso comum.

    Após uma aula de física, dois colegas estavam discutindo sobre a queda dos corpos, e um tentava convencer o outro de que tinha razão:

    Colega A: “O corpo mais pesado cai mais rápido que um menos pesado, quando largado de uma mesma altura. Eu provo, largando uma pedra e uma rolha. A pedra chega antes. Pronto! Tá provado!”.

    Colega B: “Eu não acho! Peguei uma folha de papel esticado e deixei cair. Quando amassei, ela caiu mais rápido. Como isso é possível? Se era a mesma folha de papel, deveria cair do mesmo jeito. Tem que ter outra explicação!”.

HULSENDEGER, M. Uma análise das concepções dos alunos sobre a queda dos corpos. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, n. 3, dez. 2004 (adaptado).

O aspecto físico comum que explica a diferença de comportamento dos corpos em queda nessa discussão

Em um brinquedo de um parque de diversões, um carro parte do repouso de uma altura H, seguindo por um trilho até a superfície, como ilustrado no esquema abaixo.

Despreze as forças dissipativas e considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².

A altura H, em metros, para que o carro chegue ao solo com velocidade de 10 m/s, deve ser igual a:

Um mágico utiliza três caixas idênticas (figura abaixo) para realizar um truque em que adivinha em qual das caixas está uma bola de ferro comum. Para isso, coloca a mão sobre as caixas e, depois de toda encenação, adivinha a caixa certa.

O truque é simples. Ele tem escondido na sua luva um ímã que atrai a bola de metal ao se aproximar dela. Com a sensação da força de atração em sua mão, ele adivinha a caixa em que a bola está.

Com base no exposto, assinale a alternativa que completa, corretamente, as lacunas da frase a seguir.

A força entre o ímã e a bola de metal, sentida pelo mágico, é de origem __________ e a sua intensidade depende, dentre outras coisas, da ____________. Se invertermos os polos do ímã que está na mão do mágico, a força entre o ímã e a bola de metal ____________.