O ouvido humano detecta variações de pressão do ar, que fazem o tímpano movimentar-se. Esses movimentos geram sinais elétricos que quando chegam ao cérebro são interpretados como “ouvindo um som”. Considerando a velocidade do som no ar igual a 344 m/s, se um alto-falante direcional produzindo uma onda sonora de frequência de 100 Hz for dirigido contra uma parede, então a menor distância da parede, em metros, para que uma pessoa não escute o som é

A figura, a seguir, mostra uma panela usada para preparar o café da manhã.

Durante a preparação, meio litro de água à temperatura inicial de 20°C (293 K) é fervido à 100°C (373 K). Considerando o calor específico e a densidade da água iguais a 1 cal/g°C e 1 g/mL, respectivamente, a variação de entropia desse processo termodinâmico é, em cal/°C, de

De acordo com a segunda lei da termodinâmica, nenhuma máquina térmica pode possuir eficiência de 100%. Então, qual seria a eficiência máxima de uma máquina térmica? Esta pergunta foi respondida em 1824 pelo engenheiro francês Sadi Carnot, que desenvolveu uma máquina hipotética que fornece a eficiência máxima permitida pela segunda lei. Sendo Q_H o calor fornecido ao sistema e |Q_C| o calor rejeitado, o ciclo dessa máquina, conhecido como ciclo de Carnot, é representado, em um diagrama pV, por

O efeito da atiradeira gravitacional é produzido por uma “colisão” sem impacto de uma nave espacial com um planeta. Esse efeito é utilizado para fornecer um impulso adicional a uma nave espacial, aumentando sua velocidade.

A figura, a seguir, representa o planeta Saturno movendose em sentido x negativo, com uma velocidade orbital em relação ao Sol de módulo igual a v_planeta. Uma nave espacial dele se aproxima a uma velocidade de módulo igual a v_{inicial da nave} em relação ao Sol. A força gravitacional de Saturno faz que a nave mude de direção e retorne em sentido oposto.

Considerando a trajetória da nave como retilínea e que m_nave << M_planeta, sua velocidade final, depois que se afasta de modo que não sinta mais a atração gravitacional do planeta, é

O trabalho total realizado pelas forças externas sobre um corpo relaciona-se ao deslocamento do corpo, ou seja, às suas variações de posição. Contudo, o trabalho total também é relacionado à velocidade do corpo por meio do teorema trabalho-energia cinética, que

Uma cunha de massa M repousa sobre o topo horizontal de uma mesa sem atrito. Um bloco de massa m é colocado sobre a cunha, conforme ilustrado na figura a seguir.

Sendo µ o coeficiente de atrito estático entre a cunha e o bloco, qual deve ser o módulo F da força mínima aplicada sobre a cunha, para que o bloco permaneça em repouso em relação a ela?

Considere as duas situações seguintes de um bloco apoiado sobre um plano e as forças, peso e normal, que atuam sobre cada um deles.

I – um bloco de massa m apoiado sobre uma superfície horizontal.

II – um bloco de massa m apoiado sobre um plano inclinado em um ângulo θ.

Considerando a terceira lei de Newton e as forças que atuam sobre o bloco,

No final do século XVIII, a natureza do calor estava em discussão. Dois pontos de vista congregavam a opinião dos físicos: de um lado, a hipótese do calórico de Lavoisier; do outro, a hipótese do movimento vibratório das partículas do corpo, endossada por Francis Bacon e Robert Hooke. Nesse cenário, as experiências bastante precisas realizadas por Benjamim Thomson (Conde de Rumford), enquanto supervisionava a perfuração de canhões nas oficinas do arsenal militar de Munich, levaram à conclusão de que 

As figuras, a seguir, mostram Nicolau Copérnico e a capa do seu grande tratado “Sobre as Revoluções das Esferas Celestes”, escrito em 1543, que introduziu o modelo heliocêntrico na Idade Média.

Essa obra era conceitualmente ainda bastante próxima da astronomia grega e tinha como objetivo principal

Um elevador é composto de um bloco de peso A, uma plataforma de peso B e uma barra triangular, conforme ilustra a figura abaixo. O bloco de peso A está sobre uma plataforma de peso B que é suspensa pela barra triangular onde é aplicada uma força P de 100 N. O bloco de peso total A é formado por vários pesos que são dispostos sem escorregamento, sendo o primeiro bloco de igual peso da plataforma B, segundo bloco igual à metade do peso B da plataforma, o terceiro bloco igual à terça parte do peso B da plataforma, e assim, sucessivamente.

Pede-se determinar a força de tração exercida pelo cabo na plataforma, em newtons, sabendo que o peso B é de 100N, são dez elementos que constam do bloco A, e a aceleração da gravidade é de 10 m.s^-2. Abandona-se o peso das polias, do cabo e da barra triangular acima das polias na presença dos pesos citados.

Um bloco de peso A, de 100 N, partindo do repouso, é suspenso por um conjunto de polias com cabos inextensíveis, conforme ilustra a figura abaixo. Uma força F de 100 N é aplicada ao cabo de uma das polias suspendendo o bloco A.

Pede-se determinar a altura do bloco A suspenso, em metros, em um intervalo de tempo de um segundo, sabendo-se que a aceleração da gravidade é de 10 m.s^-2. Abandona-se o peso das polias e das cordas na presença do peso do bloco e da força de aplicação.

Uma bola é lançada no chão de um prédio, em repouso e de mesma altura, sem atrito, de peso 40 N, com aceleração de 4 m.s^-2. Ao mesmo tempo, um objeto com velocidade inicial v_o a 45º, do 5º andar, pesando 10 N, acerta-a.

Considerando uma balística no vácuo, pede-se determinar o módulo da velocidade inicial do objeto em m.s^-1 e o tempo para contato em segundos, sabendo-se que a distância de cada andar é de 3 metros e que a aceleração da gravidade é de 10 m.s^-2.