Questõesde CEDERJ sobre Física

Um bloco de massa M passa pelo ponto A com uma velocidade de 10 m/s conforme mostra a figura abaixo.

Durante a passagem pela distância AB, o bloco M perde 36% da sua energia mecânica até colidir com um segundo bloco de massa 3M, que se encontrava em repouso e posicionado no ponto B.

Considere a colisão inelástica, unidimensional e que, a partir do ponto B, não há forças dissipativas. A perda total de energia mecânica do sistema, desde o momento em que o bloco de massa M passa pelo pontoA até imediatamente após a colisão dos blocos, em função de M, será de:

A figura a seguir mostra duas esferas de mesmo tamanho com cargas - q e 4q, apoiadas sobre uma mesa. Essas esferas sustentam um bloco de peso P através de três fios A, B e C, que passam por duas roldanas presas nas extremidades da mesa. Nessa situação, o sistema se encontra em equilíbrio.

Considere os fios e as roldanas ideais e que não exista atrito entre as esferas e a mesa. O peso, em N (newtons), necessário para equilibrar o sistema é de aproximadamente:

(Dados: q = 10μC                       K = 9,0 x 109 Nm2/C2

sen 60° = 0,86                              cos60° = 0,50)

O Brasil é o país com a maior incidência de raios em todo o planeta, chegando a cerca de 50 milhões por ano. Essas descargas elétricas podem ter até 30 mil amperes, mil vezes mais do que um chuveiro elétrico. Segundo o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), ocorrem, em média, 111 mortes e cerca de 500 pessoas são vitimadas no país por ano por acidentes desta natureza.

(http://www.pucrs.br/blog/descargas-eletricas-como-se-proteger/) Acesso em: 01.05.2020

A tensão eletrostática e a resistência elétrica do corpo humano variam de indivíduo para indivíduo, essa última pode variar de 500 Q até 500.000 Q à passagem de corrente elétrica.

Com base no enunciado, a menor tensão elétrica, em Volts (V) que o corpo humano estaria submetido, caso fosse atingido por um raio de 30 mil amperes, vale:

Para relaxar a musculatura, é recomendado o uso de bolsa com água quente na região tensionada do corpo.

Uma pessoa deseja usar uma dessas bolsas com temperatura a 60°C, para isso aquece 700 ml de água até a temperatura de 100°C. Para reduzir a temperatura desse volume de água são adicionadas algumas pedras de gelo à temperatura de 0°C, sendo que cada pedra de gelo tem massa de 50 g.

Considerando que a troca de calor ocorra apenas entre o volume de água e as pedras de gelo, o número de pedras de gelo que foram adicionadas ao volume de água para atingir a temperatura desejada corresponde a:

(Dados: dágua= 1 kg/L cágua=1,0 cal/g°C Lfusâo = 80 cal/g)

O elevador hidráulico é um importante instrumento usado em oficinas mecânicas para levantar automóveis. Um desses elevadores, construído com base no Princípio de Pascal, é composto por dois êmbolos de diâmetros d e 2d e usado para levantar um carro de massa M. Uma força F foi aplicada ao menor êmbolo com o objetivo de manter o carro de massa M suspenso pelo maior êmbolo.

Sabendo que a aceleração da gravidade vale g, o valor da força F para manter o carro suspenso é igual a:

Uma pequena bicicleta a pilha se desloca em linha reta em uma trajetória que coincide com o eixo principal de um espelho côncavo. O pequeno brinquedo se aproxima do espelho esférico com velocidade de 6,0 cm/s. A figura ilustra o instante em que a bicicletinha passa pelo ponto P, que se encontra a 96 cm do espelho côncavo. Sabe-se que, nesse instante, a imagem é real e tem mesma altura do objeto.

Respeitando as condições de Gauss, o intervalo de tempo entre o instante em que a bicicleta passa pelo ponto P e o momento em que a altura da sua imagem virtual mede o dobro da altura do objeto será de:

Vive-se em uma época na qual há ampla divulgação de notícias falsas, as chamadas "fake news”. Com o avanço no desenvolvimento das ferramentas tecnológicas e com a ampliação do acesso à internet, uma informação falsa pode ganhar amplitudes nunca antes pensadas. Atualmente, enfrenta-se uma pandemia (COVID-19) que impôs uma série de restrições, e fez com que novas relações sociais, como o afastamento e o isolamento social, fossem desenvolvidas.

Shoppings, supermercados e farmácias, têm exigido o uso de máscaras, álcool em gel, e aferição de temperatura de seus clientes e funcionários. Pelo grande fluxo de pessoas, a aferição da temperatura é viável e eficiente com o uso de termômetros infravermelhos. A utilização desses termômetros tem sido alvo de "fake news”, o que tem feito com que muitas pessoas não permitam que o referido aparelho de medida seja direcionado à sua testa. Segundo essas informações: "um termômetro infravermelho nunca deve ser apontado para a testa de alguém, especialmente de bebês e crianças pequenas, pois isso pode causar danos à glândula pineal, localizada no cérebro e responsável pela produção de hormônios".

De acordo com o conhecimento de Física sobre as radiações, essa afirmação não faz sentido, pois:

Um circuito da rede elétrica de uma residência é ilustrado pela figura. O eletricista, ao distribuir os circuitos dessa casa, tomou o cuidado de instalar disjuntores gerais a fim de proteger a rede elétrica da residência. Ao procurar um disjuntor adequado à referida rede elétrica, o profissional encontrou apenas os dispositivos de proteção com as seguintes especificações:

Disjuntores: D1 = 24A  D2 = 30A  D3 = 36A  D4 = 40A

Os aparelhos e suas especificações são:

1. Geladeira 110V-500W

2. Lâmpada de LED 110V-11W

3. Torradeira elétrica 110V- 660W

4. Forno elétrico 220V - 4400W

Dos disjuntores disponíveis, o mais adequado e seguro para a proteção do circuito representado é:

Uma das condições necessárias para funcionamento do fogão à indução (cooktop por indução) é que:

Sabendo que a potência total de uma boca de um cooktpop de determinada marca é 1,5 kW, e que o rendimento para o aquecimento é de 80%, o tempo necessário, em valores aproximados, para elevar a temperatura de 2,0L de água de 28 °C a 100 °C, será de:

(Dados: o calor específico da água 1,0 cal/ g.°C ; a massa específica da água 1,0 kg/L; o equivalente mecânico do calor 1 cal = 4,0 J.) 

De acordo com o Princípio de Arquimedes, "Quando um corpo está totalmente submerso, ou mesmo parcialmente submerso, em um fluido (líquido ou gás) em equilíbrio, este exerce sobre o corpo uma força vertical  E, denominada empuxo, cujo sentido é para cima, isto é, oposto ao sentido do peso p" do corpo”.

As figuras 1, 2, 3 e 4 representam quatro situações nas quais quatro esferas estão totalmente ou parcialmente submersas em um tanque que contém água. Apesar de serem constituídas de materiais diferentes umas das outras, todas as esferas possuem o mesmo volume V. Sabe-se que, nas figuras 2 e 3, as esferas têm metade do seu volume submerso (V/2).

Ao se comparar os módulos dos empuxos E1 E2 E3 E4, que se referem respectivamente às forças que a água exerce sobre as esferas nas situações representadas nas figuras 1,2,3,e 4,é correto afirmar que: 

A andorinha é aquele animal que empoleira em nossas varandas, que faz seus ninhos em nossas casas e que vai de um lado para o outro de nossas cidades. As migrações de andorinhas começam em setembro e se estendem por cerca de dois meses. Estima-se que uma andorinha pode viajar cerca de71 mil quilômetros por ano.

Uma pesquisa publicada na revista Science em 2009 destaca que, graças a um dispositivo eletrônico, uma espécie de "mochila eletrônica” de 1,5 g colocada nas costas dessas pequenas aves, foi possível calcular a velocidade média das andorinhas no trajeto entre os hemisférios Norte e Sul.

Se uma andorinha-azul fez o trajeto entre a Amazônia e o Estado americano da Pensilvânia em apenas 15 dias, considerando que a distância entre as duas localidades seja de 15.480 km, o tempo que essa mesma andorinha, mantendo a velocidade média da viagem relatada, percorreria a distância entre Rio de Janeiro e São Paulo, de 430 km, seria de:

Os pregos são hastes em geral feitos de metal com uma das pontas afiada e a outra achatada. Essas peças podem ser feitas de diversos materiais, se apresentam de tamanhos diferentes e sua principal função é unir objetos.

A figura a seguir representa um personagem do desenho animado "Phineas e Ferb” finalizando um de seus grandes projetos. Antes de fixar o último prego na madeira, o pequeno Ferb se pergunta: "porque essa pequena haste não funciona tão bem, se usada ao contrário, ou seja, batendo com a marreta na ponta afiada?”

A eficiência da fixação do prego, referente à posição com a qual ele é colocado em contato com a superfície onde se deseja fixá-lo (pergunta do Ferb), é melhor explicada pelo conceito de:

Um violonista dedilha uma corda do seu violão deixando-a livre, sem apertá-la com o seu dedo no traste. Denote-se por v a velocidade de propagação da onda na corda, por λ o comprimento de onda e por f a frequência do som emitido. Comparando-se o que acontece com v, λ e f quando o violonista dedilhar a mesma corda, apertando-a, com seu dedo, no sexto traste tem-se:

Considere um tubo vertical fechado na extremidade inferior que aprisiona um gás ideal em seu interior por meio de um leve êmbolo situado na extremidade oposta. Lentamente, o êmbolo é pressionado até que o volume do gás se reduz à metade. Considere duas formas de fazer isso. No processo I, o tubo é mantido em contato térmico com um grande recipiente com água. No processo II, o tubo é isolado termicamente do ambiente.

As descrições dos processos I e II e a avaliação das variações de energia interna correspondem a:

Sobre uma mesa parada se encontra um livro e sobre esse repousa um caderno. Considerando as forças (em módulo): N = Normal da mesa sobre o livro, PL = Força gravitacional sobre o livro e PC = Força gravitacional sobre o caderno, tem-se:

Uma pessoa segura um pequeno corpo de massa m que está preso a um ponto fixo por um fio flexível de comprimento R. O fio está, inicialmente, estendido horizontalmente. Após ser solto pela pessoa, o corpo faz um movimento circular de raio R em torno do ponto fixo. Considere o movimento desde a situação inicial descrita até a situação em que o corpo passa pelo ponto mais baixo da trajetória, ou seja, quando o fio está estendido na direção vertical.

Nesse processo, o trabalho realizado pela força peso sobre o corpo vale

Uma bateria ideal se encontra ligada em série a um resistor ôhmico. Nessa situação, a corrente no resistor é 20 mA e a ddp vale 12 V. Um segundo resistor, idêntico ao primeiro, é ligado em paralelo ao primeiro e, nessa nova situação, a corrente em cada resistor e a ddp entre os extremos de cada um deles passam a ser respectivamente