Questõesde UFJF sobre Física
Para entender a importância do uso
do capacete, considere o exemplo de uma colisão
frontal de um motoqueiro, com massa de 80 kg, com
um muro. Suponha que ele esteja se deslocando
com uma velocidade de 72km/h quando é
arremessado em direção ao muro na colisão.
Suponha que o tempo de colisão dure 0,2s até que
ele fique em repouso, e que a força do muro sobre o
motoqueiro seja constante. Qual o valor desta força
e quantos sacos de cimento de 50kg é possível
levantar (com velocidade constante) com tal força?
A figura ao
lado mostra um garoto
balançando numa corda
passando pelo ponto A no
sentido anti-horário. Um
observador, parado no solo,
observa o garoto e supõe
existir quatro forças atuando
sobre ele nesse momento. Do ponto de vista deste
observador, quais das forças abaixo estão, de fato,
atuando sobre o garoto na posição A?

1. Uma força vertical para baixo, exercida pela Terra.
2. Uma força apontando de A para O, exercida pela
corda.
3. Uma força na direção do movimento do garoto,
exercida pela velocidade.
4. Uma força apontando de O para A, exercida pelo
garoto.
A figura ao lado mostra um garoto balançando numa corda passando pelo ponto A no sentido anti-horário. Um observador, parado no solo, observa o garoto e supõe existir quatro forças atuando sobre ele nesse momento. Do ponto de vista deste observador, quais das forças abaixo estão, de fato, atuando sobre o garoto na posição A?
1. Uma força vertical para baixo, exercida pela Terra.
2. Uma força apontando de A para O, exercida pela corda.
3. Uma força na direção do movimento do garoto, exercida pela velocidade.
4. Uma força apontando de O para A, exercida pelo garoto.
Recentemente foi divulgado pela
revista norte-americana Nature a descoberta de um
planeta potencialmente habitável (ou com
capacidade de abrigar vida) na órbita de Próxima
Centauri, a estrela mais próxima do nosso sistema
solar. Chamado de Próxima-b, o nosso vizinho está a
"apenas" 4,0 anos-luz de distância e é considerada a
menor distância entre a Terra e um exoplaneta.
Considerando que a sonda espacial Helios B
(desenvolvida para estudar os processos solares e
que atinge uma velocidade máxima recorde de
aproximadamente 250.000 km/h) fosse enviada a
esse exoplaneta, numa tentativa de encontrar vida,
qual a ordem de grandeza, em anos, dessa viagem?
Considere que o movimento da sonda é retilíneo
uniforme, que 1 ano-luz = 1x1013 km e que 1 ano
terrestre tenha exatos 365 dias.
Fonte: adaptado de http://www.newsjs.com - redação
olhardigital.uol.com.br. Acesso em 01/09/2016)
Recentemente foi divulgado pela revista norte-americana Nature a descoberta de um planeta potencialmente habitável (ou com capacidade de abrigar vida) na órbita de Próxima Centauri, a estrela mais próxima do nosso sistema solar. Chamado de Próxima-b, o nosso vizinho está a "apenas" 4,0 anos-luz de distância e é considerada a menor distância entre a Terra e um exoplaneta. Considerando que a sonda espacial Helios B (desenvolvida para estudar os processos solares e que atinge uma velocidade máxima recorde de aproximadamente 250.000 km/h) fosse enviada a esse exoplaneta, numa tentativa de encontrar vida, qual a ordem de grandeza, em anos, dessa viagem?
Considere que o movimento da sonda é retilíneo uniforme, que 1 ano-luz = 1x1013 km e que 1 ano terrestre tenha exatos 365 dias.
Fonte: adaptado de http://www.newsjs.com - redação olhardigital.uol.com.br. Acesso em 01/09/2016)
Uma pequena aeronave não
tripulada, de aproximadamente dois metros de
comprimento, chamada X-43ª, foi a primeira
aeronave hipersônica que utilizou com sucesso um
sistema de propulsão por foguete chamado
Scramjet. Ao contrário de foguetes, que devem
carregar tanto o combustível quanto o comburente,
os Scramjets transportam apenas combustível e
utilizam como comburente o oxigênio da atmosfera.
Isso reduz o peso, aumentando sua eficiência. Assim,
durante os testes, o X-43A, partindo do repouso,
conseguiu atingir incríveis 12150 km/h (3375 m/s)
durante os dez primeiros segundos de voo.
Fonte: adaptado de
http://www.tecmundo.com.br/veiculos/13811-os-10-objetosmais-velozes-construidos-pelo-homem.htm. Acesso em
01/09/2016.
Com base nessa notícia, e considerando que a
aceleração da aeronave permaneceu constante
durante todo o teste, podemos dizer que o X-43A
percorreu uma distância de:
Uma pequena aeronave não tripulada, de aproximadamente dois metros de comprimento, chamada X-43ª, foi a primeira aeronave hipersônica que utilizou com sucesso um sistema de propulsão por foguete chamado Scramjet. Ao contrário de foguetes, que devem carregar tanto o combustível quanto o comburente, os Scramjets transportam apenas combustível e utilizam como comburente o oxigênio da atmosfera. Isso reduz o peso, aumentando sua eficiência. Assim, durante os testes, o X-43A, partindo do repouso, conseguiu atingir incríveis 12150 km/h (3375 m/s) durante os dez primeiros segundos de voo. Fonte: adaptado de
http://www.tecmundo.com.br/veiculos/13811-os-10-objetosmais-velozes-construidos-pelo-homem.htm. Acesso em 01/09/2016.
Com base nessa notícia, e considerando que a aceleração da aeronave permaneceu constante durante todo o teste, podemos dizer que o X-43A percorreu uma distância de:
A Usina de Jaguará está instalada na bacia hidrográfica do Rio Grande, entre os estados de São Paulo e
Minas Gerais. A usina tem potência instalada de aproximadamente 424 MW (megawatts). Além disso, sua eficiência é
da ordem de 90% da energia da queda d'água no início do processo, que se transforma em energia elétrica, sendo a altura da barragem igual a 40 m. Adote g = 10 m/s2
e considere que 1(um) litro de água corresponde a uma massa de 1(um) quilograma.
Nessas condições, é CORRETO afirmar que a vazão de água do Rio Grande em litros por segundo deve ser da ordem de:
A Usina de Jaguará está instalada na bacia hidrográfica do Rio Grande, entre os estados de São Paulo e Minas Gerais. A usina tem potência instalada de aproximadamente 424 MW (megawatts). Além disso, sua eficiência é da ordem de 90% da energia da queda d'água no início do processo, que se transforma em energia elétrica, sendo a altura da barragem igual a 40 m. Adote g = 10 m/s2 e considere que 1(um) litro de água corresponde a uma massa de 1(um) quilograma.
Nessas condições, é CORRETO afirmar que a vazão de água do Rio Grande em litros por segundo deve ser da ordem de:
O sistema de freios ABS (Anti-lock Braking System) aumenta a segurança dos veículos, fazendo com
que as rodas não travem e continuem girando, evitando que os pneus derrapem. Uma caminhonete equipada com
esse sistema de freios encontra-se acima da velocidade máxima de 110 km/h permitida num trecho de uma rodovia.
O motorista dessa caminhonete avista um Fusca que se move no mesmo sentido que ele, a uma velocidade constante
de módulo v=108 km/h, num longo trecho plano e retilíneo da rodovia, como mostra a Figura 4. Ele percebe que não
é possível ultrapassar o Fusca, já que um ônibus está vindo na outra pista. Então, ele imediatamente pisa no freio,
fazendo com que a caminhonete diminua sua velocidade a uma razão de 14,4 km/h por segundo. Após 5 s, depois de
acionar os freios, a caminhonete atinge a mesma velocidade do automóvel, evitando uma possível colisão.

O módulo da velocidade vo da caminhonete no momento em que o motorista pisou no freio era de:

Um viaduto em forma de arco (raio R) é construído sobre uma ferrovia. Muitas pessoas sentadas
dentro de automóveis e ônibus, e também sobre assentos de motos, comentam que parecem ficar mais leves no
ponto mais alto do viaduto, principalmente quando passam nesse ponto em
grandes velocidades. Um motociclista, ao atingir o ponto mais alto do viaduto,
como mostra a Figura 3, percebeu que estava a ponto de perder contato entre o
seu corpo e o assento da moto.
Nesse momento, qual a melhor atitude a ser tomada por ele?


Ao localizar refugiados em um local plano no deserto, o governo de
um país do Oriente Médio resolve utilizar um avião para lançar alimentos e outros
itens de primeira necessidade, dada a impossibilidade de outros meios de transporte
chegar rapidamente ao local. Um equipamento do avião permite ao piloto registrar o
gráfico da variação da altura com o tempo de queda do pacote que contém o
material de ajuda humanitária.
Observe o gráfico mostrado na Figura 1, e considere que em t = 0 s o pacote se
desprende do avião. Para o pacote poder cair o mais próximo possível dos
refugiados, é razoável afirmar que (despreze a resistência do ar e considere a
aceleração da gravidade g = 10 m/s2
):

Ao localizar refugiados em um local plano no deserto, o governo de um país do Oriente Médio resolve utilizar um avião para lançar alimentos e outros itens de primeira necessidade, dada a impossibilidade de outros meios de transporte chegar rapidamente ao local. Um equipamento do avião permite ao piloto registrar o gráfico da variação da altura com o tempo de queda do pacote que contém o material de ajuda humanitária.
Observe o gráfico mostrado na Figura 1, e considere que em t = 0 s o pacote se desprende do avião. Para o pacote poder cair o mais próximo possível dos refugiados, é razoável afirmar que (despreze a resistência do ar e considere a aceleração da gravidade g = 10 m/s2 ):
Automóveis cada vez mais potentes estão sempre sendo apresentados na mídia, de modo a atrair
compradores. O desempenho de um novo modelo é registrado no gráfico abaixo:

Se esse automóvel continuar se deslocando com a mesma aceleração dos 4 primeiros segundos de contagem do
tempo, ele atingirá, aos 10 segundos, uma velocidade de:

Um eletroscópio pode ser construído por duas tiras de metal suspensas por uma pequena haste de
metal em um invólucro eletricamente isolante. A haste é conectada a uma chapa de zinco no topo do invólucro.
Quando a chapa de zinco é carregada negativamente por uma fonte externa, as tiras se afastam uma da outra,
conforme a Figura (a). Se, nesta situação, você iluminar o zinco com a luz do sol, o zinco e o eletroscópio serão
descarregados, e as abas do eletroscópio irão se juntar novamente, conforme a Figura (b). Se, por outro lado,
colocarmos um pedaço de vidro acima do zinco e iluminarmos o eletroscópio com a luz do sol passando pelo vidro
antes de atingir o zinco, nada acontecerá, mesmo com o eletroscópio e o zinco inicialmente carregados
negativamente, conforme mostra a Figura (c). Dentre as alternativas abaixo, qual delas explica corretamente o
resultado mostrado na Figura (c)?

Um eletroscópio pode ser construído por duas tiras de metal suspensas por uma pequena haste de metal em um invólucro eletricamente isolante. A haste é conectada a uma chapa de zinco no topo do invólucro. Quando a chapa de zinco é carregada negativamente por uma fonte externa, as tiras se afastam uma da outra, conforme a Figura (a). Se, nesta situação, você iluminar o zinco com a luz do sol, o zinco e o eletroscópio serão descarregados, e as abas do eletroscópio irão se juntar novamente, conforme a Figura (b). Se, por outro lado, colocarmos um pedaço de vidro acima do zinco e iluminarmos o eletroscópio com a luz do sol passando pelo vidro antes de atingir o zinco, nada acontecerá, mesmo com o eletroscópio e o zinco inicialmente carregados negativamente, conforme mostra a Figura (c). Dentre as alternativas abaixo, qual delas explica corretamente o resultado mostrado na Figura (c)?
A temperatura das estrelas distantes pode ser aferida através do espectro de radiação
eletromagnética que elas emitem. Isto é, aqui na Terra existem aparelhos, chamados “espectrógrafos”, que analisam
o tipo de radiação que uma determinada estrela emite. A partir dessa análise, é possível estimar a temperatura da
estrela e também as substâncias das quais ela é feita. Sabendo-se que, em observações da Terra, vemos o Sol com
coloração amarelada, a estrela Betelgeuse com coloração avermelhada e a estrela Mintaka com coloração azulada, a
alternativa correta que coloca as estrelas em ordem crescente de temperatura é:
A água é uma molécula polar, ou seja, embora tenha carga elétrica total nula, há uma separação entre as cargas na mesma molécula devido à diferença de eletronegatividade entre o átomo de oxigênio e os átomos de hidrogênio, conforme mostra a figura. Baseado nisso, um aluno resolveu realizar o seguinte experimento: quando uma torneira de água estava gotejando, colocou um bastão de vidro, previamente atritado em um pano de lã, próximo à trajetória das gotas. Assinale a alternativa CORRETA:

A água é uma molécula polar, ou seja, embora tenha carga elétrica total nula, há uma separação entre as cargas na mesma molécula devido à diferença de eletronegatividade entre o átomo de oxigênio e os átomos de hidrogênio, conforme mostra a figura. Baseado nisso, um aluno resolveu realizar o seguinte experimento: quando uma torneira de água estava gotejando, colocou um bastão de vidro, previamente atritado em um pano de lã, próximo à trajetória das gotas. Assinale a alternativa CORRETA:
Em uma pequena ligação para árvore de Natal, composta de 2 pilhas e 2 lâmpadas, uma pessoa inseriu
uma terceira pilha em paralelo a uma das lâmpadas, juntamente a um interruptor S, obtendo o circuito mostrado na figura. Considere que o brilho das lâmpadas seja proporcional à sua potência elétrica. Em comparação ao circuito com a chave aberta, quando fechamos a chave (assinale a alternativa CORRETA):

Em uma pequena ligação para árvore de Natal, composta de 2 pilhas e 2 lâmpadas, uma pessoa inseriu uma terceira pilha em paralelo a uma das lâmpadas, juntamente a um interruptor S, obtendo o circuito mostrado na figura. Considere que o brilho das lâmpadas seja proporcional à sua potência elétrica. Em comparação ao circuito com a chave aberta, quando fechamos a chave (assinale a alternativa CORRETA):
