Questõesde SÃO CAMILO 2019 sobre Física

Duas espiras circulares metálicas, A e B, estão fixas perto de um longo condutor retilíneo percorrido por corrente elétrica de intensidade I no sentido indicado na figura.

Se a intensidade I da corrente elétrica no condutor diminuir continuamente,

Em um experimento no nível do mar, um circuito elétrico é constituído por três resistores ôhmicos, um gerador de resistência interna desprezível, fios ideais e uma chave interruptora Ch, também ideal, inicialmente aberta. O resistor de 10 Ω está totalmente envolvido por um grande bloco de gelo a 0 ºC.

Considerando que o calor latente de fusão do gelo é 320 J/g e que o gelo derrete apenas devido ao calor dissipado pelo resistor em seu interior, se a chave permanecer fechada por um minuto, a massa de gelo que derreterá será de

O grasnar de um ganso consiste na emissão de sons por essa ave quando o ar vibra em sua traqueia com determinadas frequências de ressonância. Considere a traqueia de um ganso típico como sendo um tubo estreito que se estende ao longo de seu pescoço, cujo comprimento médio é de 34 cm, aberto em uma extremidade e fechado na outra. Considerando a velocidade do som no ar igual a 340 m/s, a frequência de ressonância fundamental da traqueia de um ganso típico é de

Um raio de luz monocromático propaga-se pelo ar e incide em um bloco de cristal de quartzo homogêneo sob um ângulo de incidência de 50º, passando a propagar-se pelo cristal, conforme a figura 1. No gráfico da figura 2 está representada a velocidade de propagação da luz, em função do tempo, no ar e no interior do cristal.

Considerando sen 50º = 0,76, o valor de sen θ, em que θ é o ângulo indicado na figura 1, é aproximadamente

Em uma fábrica de artefatos para festa, as bexigas são infladas com o gás hélio armazenado em um cilindro rígido de volume 0,2 m³ sob pressão de 192 atm. Sabendo que o volume de cada bexiga é de 0,032 m³, que dentro de cada uma delas o gás fica submetido a uma pressão de 1,2 atm e considerando a mesma temperatura do gás no cilindro e nas bexigas, o número de bexigas que podem ser infladas com o gás contido no cilindro é

Um cubo de madeira de aresta 0,4 m e densidade 600 kg/m³ flutua, em equilíbrio, em água pura (figura 1). Um bloco de massa m é apoiado sobre esse cubo de modo que o sistema formado por eles passe a flutuar em equilíbrio com o topo do cubo de madeira no nível da superfície da água (figura 2).

Considerando a densidade da água igual a 10³kg/m³ , a massa m do bloco colocado sobre o cubo de madeira é 

Uma composição, formada por uma locomotiva de massa M e um vagão A, move-se para direita por trilhos retilíneos com velocidade de 3 m/s. Para acoplar-se a outro vagão B, que se move nos mesmos trilhos e no mesmo sentido que a locomotiva com velocidade de 2 m/s, essa composição colide inelasticamente com ele.

Sabendo que as massas dos vagões A e B são mA = mB = 2 × 104 kg e que imediatamente após a colisão o conjunto formado pela locomotiva e pelos dois vagões se move com velocidade 2,8 m/s, a massa M da locomotiva é

A figura mostra uma atleta de salto com vara, em repouso, antes de iniciar sua corrida para o salto. Ela segura em suas mãos, na posição horizontal, uma vara homogênea de 6 m de comprimento e de 4 kg de massa.

Adotando g = 10 m/s² , a intensidade da força vertical que a atleta deve fazer com sua mão direita no ponto A para manter a vara em equilíbrio na posição mostrada na figura é

Dois blocos, A e B, de massas mA = 6 kg e mB = 4 kg, são conectados por um fio que passa por uma polia fixa, como representado na figura. Quando o corpo A é abandonado, a partir do repouso, de uma altura h = 2 m do solo horizontal, o sistema move-se livre de resistência do ar.

Considerando a polia e o fio ideais e g = 10 m/s² , a velocidade do bloco B quando o bloco A atinge o solo é

Depois de ter feito uma viagem entre duas cidades, o motorista calculou sua velocidade escalar média no percurso considerando seu deslocamento escalar e o intervalo de tempo gasto. Após alguns cálculos, ele concluiu que se tivesse feito a mesma viagem, pela mesma trajetória, com uma velocidade escalar média 25% maior, o intervalo de tempo gasto teria sido reduzido em

Entre 2011 e 2017, caíram, no Brasil, quase 78 milhões de raios, segundo levantamento do INPE. Muitos desses, infelizmente, foram fatais — para se ter ideia, a cada 50 mortes por raio no mundo, uma ocorre no país.

(“9 coisas que você precisa saber sobre raios”.

https://super.abril.com.br, 15.08.2018. Adaptado.)

Os para-raios são essenciais para proteger pessoas e equipamentos elétricos de raios. Essa proteção é baseada

O nível de ruído produzido por turbinas eólicas é, em média, de 50 decibéis. Comparativamente, o nível de ruído produzido em clubes noturnos é, em alguns casos, de 70 decibéis. O nível de ruído β de determinada fonte sonora é calculado, em decibéis, por β = 10 . log(I/I0) , sendo I0 = 10–12 W/m2 a intensidade do limiar audível e I sendo a intensidade sonora da fonte, medida em W/m2 . Considerando as condições citadas, sendo I1 e I2 as intensidades sonoras para os ruídos gerados por um clube noturno e por uma turbina eólica, respectivamente, a razão I1 /I2 é

Uma das aplicações práticas mais conhecidas dos espelhos esféricos é o instrumento utilizado pelos dentistas para conseguir observar detalhadamente os dentes de seus pacientes, como mostra a figura.

(www.cpt.com.br)

Considerando que o espelho da figura proporciona uma imagem 4 vezes maior que os dentes do paciente quando posicionado a 1,5 cm de distância desses, conclui-se que o espelho utilizado é

Considerando que o modelo de termostato citado no texto fique ligado 24 horas por dia, a energia elétrica consumida diariamente por ele é igual a

De acordo com as informações, para que o termostato funcione corretamente, é necessário que

A cremalheira é um sistema de transporte ferroviário que auxilia as locomotivas a subir ou descer percursos com grande inclinação. Esse sistema é utilizado em uma rampa de 8 km de extensão na Serra do Mar paulista, que possui inclinação tal que o trem sobe 1 m na vertical para cada 10 m percorridos ao longo dessa rampa. Com uma potência de 5 mil KW, as locomotivas garantem a segurança operacional contendo a carga na descida e empurrando-a na subida.

(www.mrs.com.br. Adaptado.)

Considere que a locomotiva do texto utilize 100% da sua potência para levar uma carga de 500 toneladas Serra do Mar acima a uma velocidade constante. Desprezando-se o tempo de aceleração inicial, que é feita antes do trecho de subida, e utilizando-se g = 10 m/s² , o tempo total de subida é igual a

No esquema, os blocos A, B e C têm massas iguais a 5 kg, 3 kg e 2kg, respectivamente. 

Desprezando-se todos os atritos e a resistência do ar, considerando-se todos os fios e polias ideais e adotando-se g = 10 m/s² , sen θ = 0,5 e cos θ = 0,9, obtém-se a intensidade da força de tração no fio que liga o bloco B ao bloco C igual a 

É quase um bungee jump, mas ligeiramente menos radical. A 60 metros do chão, o “Queda Livre”, em Brotas, dá frio na barriga só de olhar, mas a queda livre, na verdade, é bem menor: 25 metros.

(https://viagem.estadão.com.br, 01.05.18. Adaptado.)

(aventurando.com.br)

Considerando que a resistência do ar seja desprezível, que a aceleração da gravidade do local seja igual a 10 m/s² e que, nessa atração, o salto se dê a partir do repouso, o tempo total em que uma pessoa experimenta a sensação de queda livre antes de começar a ser freada pela corda elástica é de

O ciclista profissional Evandro Portela atingiu a maior velocidade já obtida com uma bicicleta convencional, batendo o recorde mundial de velocidade, com uma marca de 202 km/h. O que chama atenção na bike é o tamanho da coroa, de 105 dentes.

(“A 202 km/h, brasileiro registra recorde mundial de velocidade em

bicicleta”. vadebike.org, 28.11.2017. Adaptado.)

Considere que a coroa de 105 dentes, no centro da bicicleta, possui um perímetro externo P = 1 m, que o raio da catraca utilizada é 10 vezes menor do que o da coroa e 15 vezes menor que o raio da roda traseira, conforme o esquema a seguir:

No momento em que o ciclista está à velocidade de 201,6 km/h, a frequência de giro da coroa é de, aproximadamente,

A primeira imagem de um buraco negro foi revelada pela Fundação Nacional de Ciências. A foto disponibilizada mostra um buraco negro no centro da enorme galáxia Messier 87, localizada no aglomerado vizinho de Virgem, a 5 milhões de anos- -luz da Terra.

(“Foto de um buraco negro é revelada pela primeira vez na história”.

https://revistagalileu.globo.com, 10.04.2019. Adaptado.)

Considerando que um ano-luz é a distância percorrida pela luz em um ano, no vácuo, com velocidade de 3 × 108 m/s e que um ano possui aproximadamente 3,15 × 107 s, a distância entre esse buraco negro e a Terra é próxima de