No contexto da teoria da relatividade, o efeito Doppler da luz, isto é, a variação da frequência da luz produzida pelo movimento relativo entre a fonte e o detector, leva à conclusão de que as cores dos objetos dependem do referencial mediante o qual são observadas. Por exemplo, um objeto de cor vermelha que se aproximasse com um certa velocidade de um observador pareceria de cor verde. Considerando que os comprimentos de onda da luz vermelha e da verde são, respectivamente, 700 nm e 500 nm, a velocidade necessária para que isso ocorra, em termos da velocidade da luz c, é aproximadamente, de

Um dos dispositivos mais importantes para lidar com correntes alternadas é o transformador. No caso ideal, quando o número de espiras no primário do transformador é maior do que o número de espiras do secundário, a

A figura, a seguir, mostra dois condutores em um plano, percorridos por correntes de intensidade I₁ e I₂, respectivamente.

De acordo com as leis do eletromagnetismo, a força entre os condutores é

Segundo a lei de Gauss, o fluxo que atravessa uma superfície fechada é proporcional à quantidade de carga elétrica contida no interior da superfície. Essa lei

Uma pessoa olha para dentro de um frasco de vidro cilíndrico de altura a e diâmetro superior e inferior b, com paredes verticais finas de modo que seu olhar vá da borda superior até a extremidade oposta no fundo, conforme ilustrado a seguir.

Mantendo os olhos fixos na mesma posição, o frasco é enchido completamente com um líquido transparente. Com isso, a pessoa passa a ver uma pequena pedra que está no centro do recipiente, conforme figura a seguir.

Considerando o índice de refração no ar igual a 1,0, nesse caso, o índice de refração do líquido pode ser calculado por

Quando a luz proveniente de uma fonte puntiforme incide sobre um contorno retilíneo, o contorno da sombra projetada sobre um plano nunca é perfeitamente retilíneo. A explicação desse efeito é que a luz, assim como o som, tem características ondulatórias. Tal efeito constitui o fenômeno chamado

O movimento harmônico simples é um tipo de movimento periódico que tem como característica a existência de uma relação diretamente proporcional entre

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,

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.

Assinale: