Questõesde FATEC 2013 sobre Física
Como foi que um arranha-céus
“derreteu” um carro?
“É uma questão de reflexo. Se um prédio
é curvilíneo e tem várias janelas planas,
que funcionam como espelhos, os
reflexos se convergem em um ponto”
diz Chris Shepherd, do Instituto de
Física de Londres.
O edifício de 37 andares, ainda em
construção, é de fato um prédio
curvilíneo e o carro, um Jaguar, estava
estacionado em uma rua próxima ao
prédio, exatamente no ponto atingido
por luzes refletidas e não foi o único que
sofreu estrago.
O fenômeno é consequência da posição
do Sol em um determinado período do
ano e permanece nessa posição por
duas horas por dia. Assim, seus raios
incidem de maneira oblíqua às janelas
do edifício.

(bbc.co.uk/portuguese/noticias/2013/09/130904_como_luzrefletida_derrete_carro_an.shtml Acesso em: 13.09.2013. Adaptado.
Foto: Original colorido)
Considerando o fato descrito e a figura
da pessoa observando o reflexo do Sol no
edifício, na mesma posição em que estava o
carro quando do incidente, podemos afirmar
corretamente que o prédio se assemelha a um
espelho

O Brasil pretende construir um submarino nuclear que
terá massa aproximada de 6 000 toneladas, poderá descer
até uma profundidade de 350 metros e desenvolver uma
velocidade máxima aproximada de 12 m/s.
Suponha as duas situações a seguir:
(I) que o submarino descrito esteja completamente
estático, totalmente submerso e próximo à
lâmina d’água, em uma determinada região
do oceano que possui campo gravitacional
constante;
(II) que o submarino descrito esteja navegando
à velocidade máxima de forma constante,
totalmente submerso e próximo à lâmina
d’água, em uma determinada região do oceano
que possui campo gravitacional constante.
Desprezando a coluna d’água acima do submarino,
podemos afirmar que o empuxo produzido na situação
(I) e a quantidade de movimento gerada na situação (II),
respectiva e aproximadamente, são
Em 1895, um trem causou furor na população europeia ao fazer o trecho de aproximadamente 880 quilômetros
entre Londres e Aberdeen, na Escócia, no fantástico tempo médio de 8 horas.
Recentemente, o bilionário Elon Musk, também chamado de Tony Stark da vida real, surpreendeu a população
mundial ao apresentar o projeto do trem Hyperloop que, se funcionar como descrito, pode revolucionar o mundo
dos transportes.
O Hyperloop, um trem encapsulado movido a energia solar e trilhos eletromagnéticos, possibilitará que uma
viagem entre Los Angeles e San Francisco, nos Estados Unidos, cidades distantes entre si cerca de 610 quilômetros,
seja feita em apenas 30 minutos.
Considerando essas informações, podemos afirmar, corretamente, que a velocidade média do trem britânico equivaleria,
em relação à velocidade média do Hyperloop, aproximadamente, a
Os aviões voam porque o perfil aerodinâmico de suas
asas faz com que o ar que passa por cima e por baixo delas
ocasione uma diferença de pressão que gera o empuxo.
Esta força de empuxo é que permite ao avião se sustentar
no ar. Logo, para que o avião voe, as hélices ou turbinas
do avião é que empurram o ar para trás, e o ar reage
impulsionando a aeronave para a frente. Desta forma,
podemos dizer que o avião se sustenta no ar sob a ação
de 4 forças:
✔ a a motora ou propulsão;
✔ a de resistência do ar ou arrasto;
✔ a a peso;
✔ a a de empuxo ou sustentação.

(preview.tinyurl.com/forcasaviao acesso em 26.10.2013. Original colorido)
Caso um avião voe em velocidade constante e permaneça à mesma altitude, é correto afirmar que a somatória das

Em relação ao cartum apresentado, Colombo, surpreso com a dor
causada pela queda do coco em sua cabeça, decidiu levantar o fruto
do chão com a sua mão esquerda e equilibrou-o estaticamente por
alguns instantes com o braço na posição vertical e o antebraço (
na
horizontal. Desse modo, estimou a massa do coco em 1 kg.
Usando o desenho como referência, considere 
a força peso do
coco e
a força exercida pelo bíceps sobre o osso rádio no ponto P
(pertencente ao segmento
)
.

Desconsiderando o peso do antebraço, podemos afirmar que o
módulo dessa força 
é, em newtons, igual a
Lembre-se:
No equilíbrio de rotação, a soma
algébrica dos momentos das forças
em relação a qualquer ponto é nula,
ou seja,
F0
∙ d0
+ F1
∙ d1
- F2
∙ d2
= 0
Adote: g = 10 m/s2

Considere o cartum para responder a questão.

Assinale a alternativa que está de acordo com o conceito
mecânico ao qual o cartum faz alusão.
Considere o cartum para responder a questão.

De acordo com a mecânica clássica, são reconhecidos três
tipos básicos de alavancas: a interfixa, a inter-resistente e
a interpotente, definidas de acordo com a posição relativa
da força potente (F), da força resistente (R) e do ponto de
apoio (P), conforme a figura 1.

Os seres vivos utilizam esse tipo de mecanismo para a
realização de diversos movimentos. Isso ocorre com o
corpo humano quando, por exemplo, os elementos ósseos
e musculares do braço e do antebraço interagem para
produzir movimentos e funcionam como uma alavanca,
conforme a figura 2.

Nessa alavanca, o ponto de apoio está localizado na
articulação entre o úmero, o rádio e a ulna. A força potente
é aplicada próximo à base do rádio, onde o tendão do
bíceps se insere, e a força resistente corresponde ao peso
do próprio antebraço.
Com base nessas informações, é possível concluir,
corretamente, que a contração do bíceps provoca no
membro superior um movimento de
De acordo com a mecânica clássica, são reconhecidos três
tipos básicos de alavancas: a interfixa, a inter-resistente e
a interpotente, definidas de acordo com a posição relativa
da força potente (F), da força resistente (R) e do ponto de
apoio (P), conforme a figura 1.

Os seres vivos utilizam esse tipo de mecanismo para a realização de diversos movimentos. Isso ocorre com o corpo humano quando, por exemplo, os elementos ósseos e musculares do braço e do antebraço interagem para produzir movimentos e funcionam como uma alavanca, conforme a figura 2.

Nessa alavanca, o ponto de apoio está localizado na articulação entre o úmero, o rádio e a ulna. A força potente é aplicada próximo à base do rádio, onde o tendão do bíceps se insere, e a força resistente corresponde ao peso do próprio antebraço.
Com base nessas informações, é possível concluir,
corretamente, que a contração do bíceps provoca no
membro superior um movimento de
Desta forma, em relação às velocidades das ondas sonoras e aos pontos destacados no gráfco, representado na fgura 2, podemos afrmar que:

A figura 1 apresenta quatro camadas: pré-sal, sal, pós-sal e água, sendo que o petróleo (a mancha escura na parte inferior da figura 1) encontra-se incrustado na rocha do pré-sal.
Suponha, para esse caso, que as densidades (d) dessas camadas na região explorada obedecessem à relação:
dÁGUA < dPETRÓLEO < dPÓS-SAL < dSAL < dPRÉ-SAL
e que as condições de pressão, temperatura e salinidade do oceano nessa região em análise fossem consideradas normais, ou seja, causando pouca variação na velocidade da onda sonora.
Como funciona uma usina nuclear?
A fissão dos átomos de urânio dentro das varetas do elemento combustível aquece a água que passa pelo reator a uma temperatura de 320 graus Celsius. Para que não entre em ebulição – o que ocorreria normalmente aos 100 graus Celsius – esta água é mantida sob uma pressão 157 vezes maior que a pressão atmosférica.
O gerador de vapor realiza uma troca de calor entre as águas de um primeiro circuito e as águas de um circuito secundário, os quais são independentes entre si. Com essa troca de calor, as águas do circuito secundário se transformam em vapor e movimentam a turbina, que, por sua vez, aciona o gerador elétrico.
Usando como base apenas o texto apresentado, identifcam-se, independentemente da ordem, além da energia nuclear, três outros tipos de energia:
A fissão dos átomos de urânio dentro das varetas do elemento combustível aquece a água que passa pelo reator a uma temperatura de 320 graus Celsius. Para que não entre em ebulição – o que ocorreria normalmente aos 100 graus Celsius – esta água é mantida sob uma pressão 157 vezes maior que a pressão atmosférica.
O gerador de vapor realiza uma troca de calor entre as águas de um primeiro circuito e as águas de um circuito secundário, os quais são independentes entre si. Com essa troca de calor, as águas do circuito secundário se transformam em vapor e movimentam a turbina, que, por sua vez, aciona o gerador elétrico.
Usando como base apenas o texto apresentado, identifcam-se, independentemente da ordem, além da energia nuclear, três outros tipos de energia:
Uma determinada pesquisa teve como objetivo principal analisar a utilização de chuveiros elétricos e o conforto que ofereciam aos seus usuários. Para isso, anotaram-se os seguintes valores médios aproximados:
Número de banhos observados:1625;
Temperatura média da água que entra no chuveiro: 18°C;
Temperatura média da água que sai do chuveiro:38°C;
Tempo médio de cada banho :10 min;
Vazão média do chuveiro:0,06 L/s.
A relação entre a quantidade de energia transferida para que uma porção de água mude a sua temperatura é dada por Q = m · c · Δθ. Sendo assim, baseando-se nos dados apresentados, podemos concluir que a quantidade de energia total dissipada pelo chuveiro durante um banho será, em kcal,
Dados: O calor específico da água:1,0 cal /g°C; Densidade da água: 1,0 kg/L.
Número de banhos observados:1625;
Temperatura média da água que entra no chuveiro: 18°C;
Temperatura média da água que sai do chuveiro:38°C;
Tempo médio de cada banho :10 min;
Vazão média do chuveiro:0,06 L/s.
A relação entre a quantidade de energia transferida para que uma porção de água mude a sua temperatura é dada por Q = m · c · Δθ. Sendo assim, baseando-se nos dados apresentados, podemos concluir que a quantidade de energia total dissipada pelo chuveiro durante um banho será, em kcal,
Dados: O calor específico da água:1,0 cal /g°C; Densidade da água: 1,0 kg/L.
O funcionamento de um chuveiro elétrico depende de um resistor elétrico interno, cuja função é transferir calor para a água que passa por dentro do chuveiro.
O resistor elétrico sofre aquecimento após a passagem de uma corrente elétrica i, devido a uma diferença de potencial U. A potência elétrica P do chuveiro está relacionada com a energia dissipada pelo resistor por efeito joule durante certo intervalo de tempo. Portanto, quanto maior a potência elétrica dissipada, maior o aquecimento da água e maior o consumo de energia elétrica do chuveiro,
Sabendo-se que potência e corrente elétricas são grandezas físicas diretamente proporcionais, podemos afrmar que a intensidade da corrente elétrica nominal que passa por um resistor elétrico de um chuveiro cujos valores nominais são 5 400 W e 220 V é, em ampère, aproximadamente,
O resistor elétrico sofre aquecimento após a passagem de uma corrente elétrica i, devido a uma diferença de potencial U. A potência elétrica P do chuveiro está relacionada com a energia dissipada pelo resistor por efeito joule durante certo intervalo de tempo. Portanto, quanto maior a potência elétrica dissipada, maior o aquecimento da água e maior o consumo de energia elétrica do chuveiro,
Sabendo-se que potência e corrente elétricas são grandezas físicas diretamente proporcionais, podemos afrmar que a intensidade da corrente elétrica nominal que passa por um resistor elétrico de um chuveiro cujos valores nominais são 5 400 W e 220 V é, em ampère, aproximadamente,
Esportes de aventura têm cada vez mais se popularizado e profssionais desse ramo, ao mesmo tempo em que atuam como guias turísticos, fazem um trabalho de conscientização ambiental. Um desses esportes é o rafting, que consiste basicamente em um grupo de pessoas descer uma corredeira dentro de um bote infável.
Certa vez, a guia Camile, treinando para um rali de aventura, pediu ao seu amigo Matteo que medisse a velocidade média do bote utilizado por ela em um certo trecho do rio. Matteo, como bom estudante de Física, observou que a trajetória do bote era paralela às margens, e que sua velocidade de descida em relação às margens era de 8 m/s.
Supondo que essa situação não sofresse alteração e considerando a velocidade constante em todo o trecho do rali com extensão de 36 km, Camile e seu grupo percorreriam, descendo o rio, o trajeto em, aproximadamente,
Certa vez, a guia Camile, treinando para um rali de aventura, pediu ao seu amigo Matteo que medisse a velocidade média do bote utilizado por ela em um certo trecho do rio. Matteo, como bom estudante de Física, observou que a trajetória do bote era paralela às margens, e que sua velocidade de descida em relação às margens era de 8 m/s.
Supondo que essa situação não sofresse alteração e considerando a velocidade constante em todo o trecho do rali com extensão de 36 km, Camile e seu grupo percorreriam, descendo o rio, o trajeto em, aproximadamente,