Questões de EFAF Ciências

Uma "start up" holandesa criou um automóvel movido exclusivamente a energia solar para uso urbano. Eles pretendem colocar à venda no próximo verão europeu. Batizaram o veículo como Lightyear One. O mesmo carro percore mais de 400 quilômetros quando totalmente carregado em uma tomada comum. O que é muito útil em dias nublados. Considere que o veículo foi testado em uma região plana onde a insolação (energia solar por unidade de tempo e de área que chega à superfície da Terra) seja de $1000{\mathrm{\text{W/m}}}^2$, que o carro solar possua massa de $1000\mathrm{\text{kg}}$ e seja construído de forma que o painel fotovoltaico em sua capota tenha uma área de $8,0{\mathrm{\text{m}}}^2$ e um rendimento de $25\%$.

Desprezando as forças de resistência do ar, o tempo que esse carro solar levaria, a partir do repouso, para atingir a velocidade de $72,0\mathrm{\text{km/h}}$ é um valor mais próximo de:

Na física, existe uma disciplina chamada “Resistência dos Materiais” em que se calcula, por exemplo, a deflexão que sofre uma viga fixa em uma de suas extremidades devido a uma carga que incide na extremidade livre, conforme figura abaixo:

O valor máximo da deflexão $(y_{máx})$ é diretamente proporcional à carga $F$ a que a viga fica sujeita em sua extremidade livre e ao cubo do comprimento $L$ da viga, mas inversamente proporcional à sua massa.

Verificamos experimentalmente num laboratório a deflexão máxima em duas situações:

Dobrando a força $F$, reduzindo em $20\%$ seu comprimento e $10\%$ sua massa.

Triplicando a força $F$, dobrando o comprimento e a massa.

Sendo a deflexão inicial sujeita à força $F$, comprimento $L$ e massa $m$, o percentual do módulo da diferença entre as deflexões $I$ e $II$ seria de

Nas investigações feitas pela Marinha brasileira para identificar o navio petroleiro que provocou um grande acidente ambiental no litoral nordestino, uma fragata $A$ e uma corveta $B$ partiram de um mesmo ponto, com velocidades constantes, e seguiram em direções perpendiculares a partir do porto de Recife.

A fragata $A$ partiu uma hora após a corveta $B$. Trinta minutos após a partida de $A$, a distância entre os dois barcos era $25\mathrm{\text{km}}$. Passada mais uma hora, a distância entre os dois barcos era $65\mathrm{\text{km}}$. O módulo da diferença de velocidades, em $km/h$, dos dois navios é

A curiosidade da humanidade em explicar os fenômenos cotidianos alimentou o avanço do estudo da estrutura da matéria. Os modelos atômicos de Joseph John Thomson (1883) e de Ernest Rutherford (1911) foram fundamentais nesta trajetória:

Joseph John Thomson (1883) - Modelo Pudim de Passas. Usando um tubo de raios catódicos, Thomson descobre a existência do elétron, uma partícula subatômica. Desta maneira imaginou um átomo onde os elétrons (com carga negativa) estavam imersos em uma massa com carga positiva.

Ernest Rutherford (1911) - Modelo planetário. Em um experimento famoso, Rutherford estabelece a ideia de que o átomo tem núcleo e eletrosfera. O núcleo apresenta carga positiva e é onde está concentrada a massa. A eletrosfera é onde estão os elétrons que giram ao redor do núcleo como os planetas giram ao redor do Sol.

O experimento de Rutherford revolucionou o entendimento da estrutura da matéria visto que, pela primeira vez, foi identificada uma distribuição não homogênea de matéria dentro do átomo. Usando emissões de partículas $\alpha$ passando por uma fina lâmina de ouro foi descoberto que a massa do átomo estava concentrada no núcleo e que a eletrosfera é um grande vazio. Observe esquema do experimento:

Imaginando que Rutherford esperava encontrar resultados que confirmassem o modelo “Pudim de Passas”, se o átomo fosse realmente como Thomson descreveu, o resultado do experimento da lâmina de ouro seria que