A variação do volume de bolhas de ar em um meio líquido como o sangue depende da pressão do meio externo sobre as paredes da bolha e está associada a problemas graves de saúde como a embolia pulmonar gasosa, e consiste de um problema muito estudado na literatura médica, biológica e biofísica. Considere que pequenas bolhas de gás ideal são formadas no fundo de um recipiente com uma coluna de água de 20cm. Ao se desprenderem do fundo irão pela ação do empuxo serem trazidas à superfície que está à pressão de 1atm = 105 Pa. Considere a densidade da água de 1000 kg/m³ e g = 10m/s² . A temperatura do fluido ao longo do recipiente é constante. O aumento percentual no volume da bolha será de:

Considere uma barragem plana como a do esquema da Figura. O elemento diferencial da força exercida pelo fuido a uma altura z em relação ao fundo segue a expressão dF = p(z)dA, com dA = Ldz (elemento de área da barragem de largura L). A pressão p(z) é dada pela lei (ou teorema) de Stevin. A partir da integração da força ao longo da coordenada z de z=0 até a altura da coluna d’água, z=h temos a força total exercida pela coluna de água de altura h sobre a barragem. Considere uma barragem de comprimento L=20m, h=20m, e os valores de densidade da água de d=1000kg/ m³ e g=10m/s² . A expressão matemática da força total sobre a barragem devida a coluna d’água e seu valor físico para essa particular barragem são dados por:

Para determinar a velocidade do som em um experimento didático simples foram analisadas as ondas de som estacionárias (harmônicos) produzidas em um tubo cilíndrico aberto de 20cm geradas a partir de um tapa dado em uma de suas extremidades. Durante a produção do som um dos lados do tubo fica fechado pela mão. O espectro sonoro foi captado através de um microfone introduzido dentro do tubo e ligado a um software de análise das intensidades de cada frequência, sendo obtido o espectro sonoro da figura. Considere a velocidade de propagação da onda de som utilizando as medidas do primeiro e o terceiro harmônico apenas, o valor médio delas é de aproximadamente:

No diagrama abaixo temos o desenho em escala de um automóvel. As linhas cinzas indicam a posição das molas dianteiras e traseiras bem como do centro de massa do automóvel (posicionado na intersecção entre as duas faixas cinzas correspondentes). Em virtude do motor ser um dos componentes de maior massa em carros de tração dianteira o centro de massa em geral fica mais próximo da frente (onde ele é disposto) do que da traseira. Admita que as molas tanto traseiras quanto dianteiras tenham mesmo comprimento e que o carro é regulado para estar no nível (prumo) com a mesma compressão sobre todas elas. Sobre as constantes elástica das molas dianteiras, k_D, e traseiras, k_T , assinale a alternativa correta.

Com a tecnologia dos dispositivos eletrônicos móveis o desenvolvimento de experimentos caseiros de baixo custo com razoável precisão se mostra como um interessante paradigma de ensino. Abaixo um experimento simples com um tablet dentro de uma sacola (disposto paralelamente ao chão para reduzir os efeitos de corpo extenso), configurando um pêndulo simples. A distância do dispositivo ao ponto de fixação é de cerca de 40cm. Os dados de leitura do acelerômetro do dispositivo foi realizado por meio de um aplicativo. A janela de dados de pouco mais de 8s considerada faz com que os efeitos de dissipação por atrito sejam menos significativa. Com o ajuste por mínimos quadrados se obteve a função a=0,85sen(4,9t). Considerando o modelo de pêndulo simples ideal esse experimento permite calcular o valor para a aceleração da gravidade como sendo aproximadamente:

Em laboratórios é muito comum o emprego de centrífugas para acelerar o processo de decantação de particulados suspensos em solução ou de separação de líquidos em misturas. Para um experimento didático prende-se ao eixo de uma centrífuga de eixo R = 10cm através de um pino posicionado muito próximo a uma das arestas de um quadrado de acrílico uniforme de lado a=3cm e massa de 100g. Se o atrito entre o corpo e o pino que o fxa ao eixo rotor é desprezível, considerando π=3, e que a inclinação do corpo seja de θ = 45° com a centrífuga em operação, a respeito da frequência de rotação da centrífuga e a dependência do resultado com as dimensões do corpo, assinale a alternativa correta.:

Como se sabe da vida prática um parafuso ou uma rosca quando oxidado podem concentrar forças resistivas bastante altas. Considere a situação em que uma pessoa ira utilizar o seu peso subindo sobre uma chave de boca no ponto indicado por X no desenho abaixo

Suponha que a chave tem dimensões A=15cm, B=30cm, C=6cm, a pessoa tem massa de 70kg. O diâmetro da rosca do parafuso, onde se aplica a força efetiva de resistência nos sulcos, é de 1cm a força efetiva é perpendicular ao eixo de rotação do parafuso. Com a chave paralela ao chão (90º com a vertical) ocorre a iminência do destravamento do parafuso. Considere g = 10m/s² , e se, necessário, √409 ≈ 20 e √73 ≈ 8,5. Assinale a alternativa correta

Dois corredores A e B seguem padrões cíclicos no perfil de velocidades registrado no gráfico abaixo durante uma competição. Admitindo que estes ciclos de velocidade se repitam indefinidamente até que acabe a corrida Taquaral Trail Run de 12km no município de Cáceres/MT, o número aproximado de meios ciclos e o tempo em que a prova será completada por cada corredor será:

O problema da Braquistócrona (do grego brakhisto - o mais curto, e chronos - tempo) foi proposto como desafio por Johann Bernoulli à comunidade científica em 1696 que podemos enunciar como: “Entre os muitos (infinitos) caminhos (trajetórias) possíveis entre dois pontos A e B (não verticalmente alinhados) as alturas distintas em um sistema de um corpo em um campo gravitacional uniforme inicialmente parado, qual deles terá o menor tempo de percurso?” Esse famoso problema de mecânica e cálculo das variações motivou um vídeo-demonstração popularizado nas redes sociais feito por Michael Stevens em seu canal de ciência que hoje conta com mais de 12 milhões de inscritos e mais de 1bilhão de visualizações. Desconsiderando eventuais desvios devido a forças resistivas assinale a alternativa correta:

Abaixo temos o arranjo de um experimento de baixo custo desenvolvido para estudo do modelo de queda livre e do erro estatístico gaussiano em medidas de tempo. A esfera metálica está presa a um eletroímã e então passa durante a queda livre por dois sensores posicionados em S₁ e S₂ que consistem de fotodiodos cujo sinal é controlado por uma placa Arduíno programada para calcular o tempo gasto pela esfera durante o deslocamento entre os sensores. Se d = 2,45cm e considerando g=10m/s² , para que o tempo médio obtido no equipamento nas muitas realizações do experimento seja de 200ms, a distância entre os sensores deve ser aproximadamente:

Um experimento simples para determinar o tempo de reação de pessoas consiste em se deixar uma régua cair por entre os dedos de uma pessoa. Mede-se a distância que a régua desce que está associada ao tempo que a pessoa demorou para perceber e reagir à queda fechando a mão e parando a régua. Para um tempo de reação médio de 0,1s, considerando g = 10m/s2² , a distância de queda da régua é de

Assinale a alternativa correta. Realiza-se um experimento didático de choque unidimensional entre dois corpos de massas M e m, onde M = 2m, que flutuam sobre um trilho de ar (atritos são considerados desprezíveis). Os corpos são inicialmente impulsionados um contra o outro por molas de constante elástica k a partir de uma mesma deformação x das molas (novamente desconsiderando-se forças dissipativas). A distância entre os corpos é muito maior que os comprimentos de elongação das molas. Ao se encontrarem o uso de uma massa aderente sobre um deles permite que o choque seja perfeitamente inelástico. As velocidades antes e após o choque pode ser avaliada por um sistema de foto de longa exposição e um estroboscópio. A velocidade do conjunto dependerá da velocidade inicial e, portanto, de k e de x, com respeito ao valor da massa m a velocidade do conjunto após o choque:

Em 1798 o cientista Henry Cavendish realizou uma medida acurada da massa da terra, e, portanto, de sua densidade e mesmo da constante gravitacional (‘Experiments to determine the Density of the Earth’, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 88 p.469-526, 1798), parâmetro muito importante para o avanço do entendimento geológico de nosso planeta. Nas vizinhanças da Terra, onde altura do corpo em relação ao centro de massa do planeta pode ser aproximada pelo valor do raio da Terra, a igualdade entre a força peso e a Lei da Gravitação Universal de Newton permite associar o valor da aceleração da gravidade g com a constante da gravitação universal G=6,7x10^-11m³/kg.s², a massa e o raio da Terra. Considerando g=10m/s², π=3, e que a Terra é uma esfera de volume V=4πR³/3 com raio médio de cerca de 6400 km, calcule a densidade do planeta. Dos valores abaixo o que mais se aproxima para o valor obtido é:

As três leis descobertas por Kepler para o movimento planetário serviram de base para Newton desenvolver a mecânica e a lei da gravitação universal. Considere as afirmações abaixo que relacionam as três leis de Kepler e a mecânica newtoniana. I. A lei das órbitas elípticas decorre da dependência da força gravitacional entre o sol e cada planeta com inverso do quadrado da distância II. A lei das áreas decorre da conservação do momento angular no movimento dos planetas em torno do Sol. III. A lei da proporção entre o cubo do raio médio da órbita com o quadrado do período de revolução independe da força gravitacional variar com o inverso do quadrado da distância entre os corpos. IV. A lei da proporção entre o cubo do raio médio da órbita e o quadrado do período de revolução pode ser utilizada para obter a massa do Sol a partir das trajetórias e períodos dos planetas do sistema solar. É correto o que se afirma em:

A figura mostra um objeto de massa m, sendo movido para a direita por uma pessoa, através de uma força , sobre uma superfície plana horizontal áspera, com uma inclinação θ. Analise-a.

Além da força , o objeto também está sob a ação.

Analise as afirmativas a seguir.

I. Os ácidos são um dos quatro grupos de substâncias, cada qual com propriedades próprias, bem definidas e denominadas propriedades funcionais.

II. Propriedades físicas como, por exemplo, a temperatura de fusão são, também, uma propriedade funcional, e são apresentadas por grupos de substâncias.

III. Propriedades químicas como, por exemplo, a combustão do carvão são, também, uma propriedade específica que são apresentadas por cada substância pura individualmente.

IV. A massa, a impenetrabilidade e o brilho são propriedades apresentadas por todas as substâncias e conhecidas por propriedades gerais da matéria.

Estão INCORRETAS apenas as afirmativas

Sobre o espectro eletromagnético e as ondas luminosas, temos as seguintes afirmações:

I. A região visível possui comprimentos de ondas entre aproximadamente 400 nm e 700 nm, o que inclui o ultravioleta.

II. As microondas são ondas mais compridas que o espectro visível e mais energéticas, por este motivo conseguem aquecer a comida.

III. Os raios X são ondas com comprimento entre 0,01 nm e 10 nm e com uma energia muito alta, podendo penetrar tecidos macios, por este motivo tão difundido no uso medicinal.

IV. A radiação infravermelha é normalmente emitida por átomos ou moléculas durante seu movimento de rotação ou vibração. É também chamada de radiação de calor, pois está associada transferência de calor entre os objetos.

É correto o que se afirma em:

Os estados da matéria representam a forma em que um elemento se encontra a uma determinada temperatura e pressão. São cinco os estados físicos da matéria aceitos pelos cientistas atuais: o sólido, o líquido, o gasoso, o plasma e o condensado de Bose-Einstein. Sobre o estado sólido, analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa correta.

I. Os sólidos conservam sua forma, porém não conservam seu volume ao longo do tempo – vide o caso do gelo.

II. A diferença entre os estados físicos está na forma de organização das moléculas, quanto maior a agitação molecular, mais organizada é a estrutura cristalina.

III. Sólidos mantém suas partículas constituintes dispostas em um arranjo interno regularmente ordenado.

IV. O arranjo interno das moléculas ou átomos é chamado retículo cristalino ou estrutura cristalina.

V. A passagem do estado sólido para o estado líquido chama-se fusão e a passagem do estado sólido para o gasoso chama-se sublimação.

Assinale a alternativa que contém as afirmações verdadeiras:

A figura precedente ilustra um sistema empregado na separação de misturas de líquidos em laboratório. Assinale a opção que apresenta, respectivamente, a denominação do método e a propriedade físico-química explorada nesse sistema de separação.

A transformação de energia de suas fontes primárias para a forma como é usada ocorre, geralmente, por meio de mais de um processo de conversão. A energia elétrica, por exemplo, não é uma fonte primária de energia, mas resultado de um processo de conversão iniciado com fontes de energia diferenciadas. Em uma célula solar, a luz incidente produz eletricidade, que, por sua vez, pode ser utilizada para movimentar um motor elétrico.

Tendo como referência o texto precedente, assinale a opção que apresenta os tipos de energia envolvidos no processo de conversão de energia que ocorre, respectivamente, em um termopar, em uma turbina e em um gerador.