126 exercícios resolvidos de Física

Queda Livre - Problema Avançado

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Um fazendeiro precisa saber a que profundidade de um poço em sua propriedade, para isso ele abandona uma pedra na boca do poço e espera ouvir o som da pedra atingindo a água. Com um cronômetro, ele observa que, do momento em que ele soltou a pedra até o instante em que ouviu o som dela atingindo a água, se passaram . Qual é aproximadamente a altura do poço a partir da superfície da água?
Notas: Despreze o efeito da resistência do ar, e considere a aceleração da gravidade e a velocidade do som no ar .

Verificação do selo de qualidade a ser colocado numa garrafa térmica baseado nas temperaturas final e inicial

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Uma garrafa térmica tem como função evitar a troca de calor entre o líquido nela contido e o ambiente, mantendo a temperatura de seu conteúdo constante. Uma forma de orientar os consumidores na compra de uma garrafa térmica seria criar um selo de qualidade, como se faz atualmente para informar o consumo de energia de eletrodomésticos. O selo identificaria cinco categorias e informaria a variação de temperatura do conteúdo da garrafa, depois de decorridas seis horas de seu fechamento, por meio de uma porcentagem do valor inicial da temperatura de equilíbrio do líquido na garrafa. O quadro na Figura do Enunciado apresenta as categorias e os intervalos de variação percentual da temperatura.
Para atribuir uma categoria a um modelo de garrafa térmica, são preparadas e misturadas, em uma garrafa, duas amostras de água, uma a e outra a , na proporção de um terço de água fria para dois terços de água quente. A garrafa é fechada. Seis horas depois, abre-se a garrafa e mede-se a temperatura da água, obtendo-se .
Qual selo deveria ser posto na garrafa térmica?
A) A.
B) B.
C) C.
D) D.
E) E.

Verificação de experiência com uma seringa de água

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Sob pressão normal (ao nível do mar), a água entra em
ebulição à temperatura de . Tendo por base essa
informação, um garoto residente em uma cidade litorânea
fez a seguinte experiência:
1) Colocou uma caneca metálica contendo água no
fogareiro do fogão de sua casa.
2) Quando a água começou a ferver, encostou
cuidadosamente uma seringa de injeção, desprovida
de agulha, na superfície do líquido e, erguendo
êmbolo da seringa, aspirou certa quantidade de
água para seu interior, tampando-a em seguida.
3) Verificando após alguns instantes que a água da
seringa havia parado de ferver, ele ergue o êmbolo
da seringa, constatando, intrigado, que a água
voltou a ferver após um pequeno deslocamento do
êmbolo.
Considerando o procedimento anterior, a água volta a ferver
porque esse deslocamento:
A) permite a entrada de calor do ambiente externo para o
interior da seringa.
B) provoca, por atrito, um aquecimento da água contida na
seringa.
C) produz um aumento de volume que aumenta o ponto de
ebulição da água.
D) proporciona uma queda de pressão no interior da seringa
que diminui o ponto de ebulição da água.
E) possibilita uma diminuição da densidade da água que
facilita sua ebulição.

Verificação da forma como funciona um chuveiro elétrico

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O chuveiro elétrico é um dispositivo capaz de transformar energia elétrica em energia térmica, o que possibilita a elevação da temperatura da água. Um chuveiro projetado para funcionar em 110V pode ser adaptado para funcionar em 220V, de modo a manter inalterada sua potência.
Uma das maneiras de fazer essa adaptação é trocar a resistência do chuveiro por outra, de mesmo material e com o(a):
A) dobro do comprimento do fio.
B) metade do comprimento do fio.
C) metade da área da seção reta do fio.
D) quádruplo da área da seção reta do fio.
E) quarta parte da área da seção reta do fio.

Cálculo da massa correta de uma porção de legumes

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Um consumidor desconfia que a balança do supermercado não está aferindo corretamente a massa dos produtos. Ao chegar a casa resolve conferir se a balança estava descalibrada. Para isso, utiliza um recipiente provido de escala volumétrica, contendo 1,0 litro d'água.
Ele coloca uma porção dos legumes que comprou dentro do recipiente e observa que a água atinge a marca de 1,5 litro e também que a porção não ficara totalmente submersa, com de seu volume fora d'água. Para concluir o teste, o consumidor, com ajuda da internet, verifica que a densidade dos legumes, em questão, é a metade da densidade da água, onde, .
No supermercado a balança registrou a massa da porção de legumes igual a 0,500kg (meio quilograma).
Considerando que o método adotado tenha boa precisão, o consumidor concluiu que a balança estava descalibrada e deveria ter registrado a massa da porção de legumes igual a:
A) 0,073kg.
B) 0,167kg.
C) 0,250kg.
D) 0,375kg.
E) 0,750kg.

Verificação do impacto ambiental causado pelas usinas hidrelétricas

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Segundo dados do Balanço Energético Nacional de , do Ministério das Minas e Energia, a matriz energética brasileira é composta por hidrelétrica , termelétrica e eólica . Nas termelétricas, esse percentual é dividido conforme o combustível usado, sendo: gás natural , biomassa , derivados de petróleo , energia nuclear e carvão mineral . Com a geração de eletricidade da biomassa, pode-se considerar que ocorre uma compensação do carbono liberado na queima do material vegetal pela absorção desse elemento no crescimento das plantas. Entretanto, estudos indicam que as emissões de metano das hidrelétricas podem ser comparáveis às emissões de das termelétricas.
MORET, A. S.; FERREIRA, I. A. As hidrelétricas do Rio Madeira e os
impactos socioambientais da eletrificação no Brasil. Revista Ciência Hoje.
V. 45, , 2009 (adaptado).
No Brasil, em termos do impacto das fontes de energia no crescimento do efeito estufa, quanto à emissão de gases, as hidrelétricas seriam consideradas como uma fonte:
A) limpa de energia, contribuindo para minimizar os efeitos deste fenômeno.
B) eficaz de energia, tomando-se o percentual de oferta e os benefícios verificados.
C) limpa de energia, não afetando ou alterando os níveis dos gases do efeito estufa.
D) poluidora, colaborando com níveis altos de gases de efeito estufa em função de seu potencial de oferta.
E) alternativa, tomando-se por referência a grande emissão de gases de efeito estufa das demais fontes geradoras.

Verifiacação da força resultante que atuam num paraquedista antes, durante e após a abertura do paraquedas

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Em um dia sem vento, ao saltar de um avião, um paraquedista cai verticalmente até atingir a velocidade limite. No instante em que o paraquedas é aberto (instante ) , ocorre a diminuição de sua velocidade de queda. Algum tempo após a abertura do paraquedas, ele passa a ter velocidade de queda constante, que possibilita sua aterrissagem em segurança.
Que gráfico representa a força resultante sobre o paraquedista, durante o seu movimento de queda?
As alternativas de resposta estão nas Figuras de Resposta.

Verificação da montagem a ser utilizada por um açogueiro nas polias de corte

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Para serrar ossos e carnes congeladas, um açougueiro utiliza uma serra de fita que possui três polias e um motor. O equipamento pode ser montado de duas formas diferentes, P e Q, conforme a Figura do Enunciado.

Por questão de segurança, é necessário que a serra possua menor velocidade linear.
Por qual montagem o açougueiro deve optar e qual a justificativa desta opção?
A) Q, pois as polias 1 e 3 giram com velocidades lineares iguais em pontos periféricos e a que tiver maior raio terá menor frequência.
B) Q, pois as polias 1 e 3 giram com frequências iguais e a que tiver maior raio terá menor velocidade linear em um ponto periférico.
C) P, pois as polias 2 e 3 giram com frequências diferentes e a que tiver maior raio terá menor velocidade linear em um ponto periférico.
D) P, pois as polias 1 e 2 giram com diferentes velocidades lineares em pontos periféricos e a que tiver menor raio terá maior frequência.
E) Q, pois as polias 2 e 3 giram com diferentes velocidades lineares em pontos periféricos e a que tiver maior raio terá menor frequência.

Aceleração para um corredor que percorre ainda 6m depois da linha de chegada

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Um corredor chega a linha de chegada em uma corrida com velocidade igual a 18m/s. Após a chegada ele anda mais 6 metros até parar completamente. Qual o valor de sua aceleração?

Verificação de como deve funcionar uma engrenagem movida pelo movimento browniano de partículas

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Partículas suspensas em um fluido apresentam contínua movimentação aleatória, chamado movimento browniano, causado pelos choques das partículas que compõem o fluido.
A ideia de um inventor era construir uma série de palhetas, montadas sobre um eixo, que seriam postas em movimento pela agitação das partículas ao seu redor. Como o movimento ocorreria igualmente em ambos os sentidos de rotação, o cientista concebeu um segundo elemento, um dente de engrenagem assimétrico. Assim, em escala muito pequena, este tipo de motor poderia executar trabalho, por exemplo, puxando um pequeno peso para cima. O esquema, que já foi testado, é mostrado na Figura do Enunciado a seguir.

A explicação para a necessidade do uso da engrenagem com trava é:
A) O travamento do motor, para que ele não se solte aleatoriamente.
B) A seleção da velocidade, controlada pela pressão nos dentes da engrenagem.
C) O controle do sentido da velocidade tangencial, permitindo, inclusive, uma fácil leitura do seu valor.
D) A determinação do movimento, devido ao caráter aleatório, cuja tendência é o equilíbrio.
E) A escolha do ângulo a ser girado, sendo possível, inclusive, medi-lo pelo número de dentes da engrenagem.

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Entendendo Física

Física é a ciência que estuda a natureza e seus fenômenos em seus aspectos mais gerais. Analisa suas relações e propriedades, além de descrever e explicar a maior parte de suas consequências. Busca a compreensão científica dos comportamentos naturais e gerais do mundo em nosso torno, desde as partículas elementares até o universo como um todo. Com o amparo do método científico e da lógica, e tendo a matemática como linguagem natural, esta ciência descreve a natureza através de modelos científicos. É considerada a ciência fundamental, sinônimo de ciência natural: as ciências naturais, como a química e a biologia, têm raízes na física.