O mundo está repleto de oscilações, nas quais os objetos movem-se repetidamente de um lado para outro. Por exemplo, quando acontece um terremoto nas vizinhanças de uma cidade, os edifícios sofrem oscilações tão intensas que podem desmoronar. Quando uma flecha é lançada de um arco, as penas da extremidade conseguem passar pelo arco, sem se chocar com ele, porque a flecha oscila. Outros exemplos, menos familiares, são as oscilações das moléculas de ar em uma onda sonora e as oscilações das correntes elétricas em rádios, aparelhos de televisão e detectores de metal. Um tipo de movimento oscilatório comum, muito importante e básico, é o movimento harmônico simples (MHS). Com relação ao MHS, suponha que um corpo de massa m encontre-se apoiado sobre um suporte de madeira. O suporte começa a oscilar com um MHS, aumentando a frequência das oscilações até fazer que o corpo comece a deslizar sobre a madeira. Isso ocorre quando o período das oscilações é dado por T, a amplitude é A e a aceleração da gravidade é g.

Com base nessas informações, assinale a alternativa que descreve a expressão correta para o cálculo do coeficiente de atrito estático (µ_e ) entre o corpo e a madeira.

Um raio de luz de comprimento de onda de 550 nm, viajando pelo ar, cujo índice de refração vale 1,0, atinge a superfície de um material plástico transparente. O raio incidente forma um ângulo de 45º com a normal e refrata formando um ângulo de 30º com a normal. Assinale a alternativa que apresenta o índice de refração do material plástico.

Oleoduto São Paulo-Brasília (Osbra)

Com 980 quilômetros de extensão, o oleoduto corta três estados brasileiros e o Distrito Federal (São Paulo, Minas Gerais, Goiás e Brasília) e atende à demanda de diesel, gasolina, GLP e QVA (querosene de aviação). O terminal é operado pela Transpetro (subsidiária da PETROBRAS para armazenamento e transporte de petróleo e derivados, álcool e GLP – gás liquefeito de petróleo). De acordo com a Transpetro, são bombeados por dia 28 milhões de litros de derivados de petróleo, com uma vazão média de 1,2 milhões de litros por hora, vindos da refinaria de Paulínia. O combustível abastece os terminais de armazenamento e distribuição de Ribeirão Preto (SP), Uberaba (MG), Uberlândia (MG), Senador Canedo (GO) e Brasília (DF). Inaugurado em 1996, para atender ao crescimento da região central do país, o Osbra permitiu a redução de custos no transporte de derivados.

Internet: (com adaptações). Acesso em 28/7/2010.

Considere que, ao longo da maior parte do oleoduto São Paulo-Brasília, a pressão seja p₁ e a velocidade de escoamento do óleo seja v₁. Considere, ainda, que, em determinado trecho, a tubulação sofra uma redução de diâmetro, a pressão passe a ser p₂ e a velocidade de escoamento do óleo seja v₂. Considere, também, que a tubulação se encontre na horizontal, a massa específica do óleo seja ρo e o escoamento, laminar. Despreze a viscosidade do fluido. Com base nessas informações, é correto afirmar que

O estudo do movimento ondulatório tem levado a muitas invenções fascinantes. Radares de polícia e abridores de portas de garagem empregam as ondas eletromagnéticas para objetivos bem diferentes — a determinação da velocidade de motoristas e a abertura de portas a alguns metros de distância. Um dos tipos fundamentais de ondas é a transversal. Nesse tipo, a direção de propagação da onda é perpendicular ao plano onde ocorre a vibração que produz a onda.

Acerca desse tema, considere que uma onda progressiva transversal que se propaga da esquerda para a direita em uma corda vibrante seja descrita pela seguinte equação y = 2sen(ax − bt + π), em que y é dado em cm, x é dado em cm, a = 4 cm^–1 , b = 4 s ^–1 .

Com base nessas informações, assinale a alternativa incorreta.

Astronautas de EUA e Rússia decolam rumo à Estação Espacial

Dois astronautas norte-americanos e um russo decolaram no dia 15 de junho do Cazaquistão, a bordo da nave Soyuz, com destino à Estação Espacial Internacional. O foguete partiu de Baikonur às 18h35 (hora de Brasília), marcando o centésimo voo em direção ao complexo orbital, um projeto de 16 países e 100 bilhões de dólares, que está prestes a ser concluído, após uma década de obras a 354 quilômetros de altitude.

Internet: (com adaptações). Acesso em 27/7/2010.

Considerando que essa estação orbital se mova, aproximadamente, segundo uma órbita circular em torno da Terra; que as observações ocorram apenas à noite e somente quando a estação está acima do horizonte; e que a resistência do ar seja desprezível, R_T = raio da Terra, g = aceleração de queda livre e h = altitude, o intervalo de tempo T entre duas observações sucessivas é de

As primeiras máquinas térmicas, inventadas no século XVIII, além de bastante precárias, apresentavam rendimentos muito baixos, isto é, consumiam grande quantidade de combustível para produzir trabalho relativamente pequeno. Por volta de 1770, o inventor escocês James Watt apresentou um novo modelo de máquina térmica, que veio substituir aquelas então existentes. A máquina de Watt foi inicialmente empregada para movimentar moinhos e acionar as bombas que retiravam água de minas subterrâneas e, posteriormente, nas locomotivas e barcos a vapor.

Acerca desse tema, assinale a afirmativa incorreta.

Um esporte que se popularizou muito em Brasília, nos últimos anos, é a corrida de rua. Brasília tornou-se referência nessa modalidade esportiva que, a cada ano, registra um número maior de adeptos. Empolgados com a oportunidade de participar dessas corridas, dois amigos, Aldo e Branca, treinam regularmente. Durante um evento esportivo, inicialmente, cada um apresenta a mesma energia cinética, porém Aldo verifica que Branca o está superando, ficando à sua frente. Sendo assim, Aldo aumenta sua velocidade em 20%, o que torna sua velocidade igual à de Branca. Se a massa de Aldo é de 80 kg, a massa aproximada de Branca, em quilogramas, é de

Newton tinha uma ideia muito clara a respeito do movimento e da interação entre os corpos do Universo. Com relação à interação, ele postulou que, quando dois corpos interagem entre si, sempre surgem duas forças de mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos, cada uma delas atuando em um dos corpos interagentes. A essa ideia, deu-se o nome de Princípio da Ação e Reação ou 3.ª Lei de Newton.

Com relação ao movimento dos corpos, ele percebeu que, quando todas as forças aplicadas em certo corpo se anulam mutuamente, esse corpo só pode ser encontrado em apenas dois estados: o de repouso ou o estado de movimento retilíneo uniforme, ambos em relação a um referencial inercial. E, a essa ideia, deu-se o nome de Princípio da Inércia ou 1.ª Lei de Newton.

No caso de haver uma força resultante diferente de zero atuando sobre o corpo, então este sofre uma aceleração inversamente proporcional à sua massa inercial e no mesmo sentido da atuação da força, em relação a um referencial inercial adotado arbitrariamente, o que ficou conhecido por Princípio Fundamental da Dinâmica ou 2.ª Lei de Newton.

Daniel Gardelli. A origem da inércia. Cad. Cat. Ens. Fís., v. 16, n.o 1, 1999, p. 43-53 (com adaptações).

Acerca desse tema, assinale a alternativa correta.

Suponha que, em um parque de diversões, se encontre um carrossel de raio R inicialmente em repouso, mas que possa girar, sem atrito, em torno de um eixo vertical, passando pelo centro de massa do carrossel. Considere que um menino de massa m corra com velocidade v ao longo da periferia do carrossel e, ao atingir o ponto de tangência, segure-se em um apoio do carrossel e pule para seu interior. Sendo I o momento de inércia do carrossel em relação ao eixo de rotação, é correto afirmar que a velocidade angular ω do carrossel é expressa por

Em um parque de diversões, existe um brinquedo chamado rotor, que consiste, basicamente, em um cilindro com eixo vertical em cuja parede as pessoas se encostam. Considere um cilindro vertical de raio igual a 6 m girando em torno de seu eixo e uma pessoa no seu interior, encostada na parede. Considere, ainda, que o coeficiente de atrito entre a roupa da pessoa e a parede do cilindro seja igual a µ = 0,45 e que o cilindro comece a girar. Considere, também, que, quando o cilindro atinge determinada velocidade, o piso dele seja retirado, e a pessoa não escorregue verticalmente. Para que isso ocorra, considerando g ≅ 10 m/s² , o menor valor da velocidade angular deverá ser de, aproximadamente,

O recuo de uma arma, quando dispara, exemplifica o princípio de conservação do momento. Inicialmente, o sistema constituído pela arma e pelo projétil está em repouso, e o momento total é zero. Quando a arma é disparada, ela recua para compensar o momento adquirido pelo projétil no seu movimento para frente. Normalmente, o momento de retrocesso é absorvido pela pessoa que dispara a arma.

Com base nesse conceito, considerando que uma arma cuja massa é de 0,80 kg dispara um projétil com massa de 0,016 kg a uma velocidade de 700 m/s, o valor da velocidade de recuo da arma é de

Seja um galpão submetido a um carregamento uniformemente distribuído e a uma carga concentrada. O apoio A é do primeiro gênero e o apoio B é do segundo gênero. O momento fletor no vértice E do pórtico vale:

Considere um fluido incompressível de densidade p escoando em um tubo de comprimento L e diâmetro hidráulico D_h . Se o coeficiente de atrito no escoamento é dado por f, e v é a velocidade do fluido no tubo, a expressão para a diferença de pressão experimentada por esse fluido incompressível é

A condutividade térmica de um revestimento isolante em forma de uma folha rígida é de k = 0,030W. m.K^-1. A diferença de temperatura medida entre as superfícies interna e externa da folha de 10 mm de espessura é de 10 ºC. Sendo assim, o fluxo térmico através dessa folha isolante, sabendo-se que a mesma é retangular com dimensões 1 m x 2 m, é de

Uma forma de compensar a variação da reatividade durante um ciclo de queima do combustível nuclear consiste em utilizar substâncias denominadas venenos queimáveis. Uma substância utilizada como veneno queimável em reatores térmicos é

Em reatores nucleares térmicos, é utilizada na fabricação das barras de controle uma liga metálica composta por Prata, Índio e Cádmio (Ag-In-Cd) em uma proporção aproximada de

Em reatores térmicos, x% de todo o calor gerado são liberados nos elementos combustíveis, enquanto que y% de todo o calor gerado são liberados no moderador e os z% restantes são liberados no refletor e na blindagem. Os valores percentuais aproximados de x, y e z são, respectivamente,

Uma propriedade indesejável aos refrigerantes que também exercem a função de moderadores de nêutrons em reatores nucleares térmicos do tipo PWR é

Nos processos de transferência de calor por convecção forçada, associada a um escoamento turbulento através de um tubo de diâmetro D, é essencial o cálculo do coeficiente de transferência de calor h. Sendo k a condutividade térmica do fluido e Nu o Número de Nusselt, escreve-se a seguinte expressão para o coeficiente de transferência de calor h:

O método mais comum para correlacionar dados de transferência de calor por convecção utiliza equações nas quais as propriedades do fluido, as dimensões do sistema e outras características relevantes são arranjadas em grupos adimensionais, sendo as constantes que aparecem nessas equações determinadas experimentalmente. O escoamento de refrigerante em um reator nuclear ocorre por meio de convecção forçada, uma vez que o fluido é bombeado através do núcleo do reator. Nesse contexto, escreve-se o Número de Stanton (St) em função dos Números de Nusselt (Nu) , Reynolds (Re) e Prandtl (Pr) da seguinte forma: