Uma partícula com carga q numa região de um campo elétrico  , sofre a ação de uma força elétrica igual a  Considere três partículas de carga positiva Q e massas m₁, m₂ e m₃, obedecendo à condição m₁ < m₂ < m₃. As três partículas, inicialmente em repouso, são soltas de uma altura h em relação ao chão na região do campo elétrico uniforme  , dirigido verticalmente para baixo e também sob a ação do campo gravitacional terrestre com aceleração da gravidade representada pelo vetor . Use a segunda lei de Newton, , para analisar qual alternativa abaixo está correta. Despreze a resistência do ar e a influência de uma partícula sobre a outra.

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.

Um objeto de massa 5,0 kg, movendo-se com velocidade constante de 8,0 m/s ao longo de uma trajetória horizontal e retilínea sem atrito, choca-se frontalmente com um objeto de 10,0 kg de massa, parado. Após o choque, o primeiro objeto recua com uma velocidade de 2,0 m/s e o segundo objeto passa a mover-se com uma velocidade de módulo ........ . A colisão entre os dois objetos é ........ . 

Um objeto é lançado verticalmente com velocidade de módulo v, a partir da superfície terrestre, e atinge uma altura máxima hT.

Esse mesmo objeto, quando lançado verticalmente com velocidade de igual módulo v, a partir da superfície lunar, atinge uma altura máxima hL.

Sabendo que a aceleração da gravidade na superfície lunar é aproximadamente um sexto da aceleração da gravidade na Terra e desprezando atritos de qualquer natureza, considere as afirmações abaixo.

I - A altura máxima hL na Lua é maior que a altura máxima hT na Terra.

II - A variação da energia potencial gravitacional na experiência realizada na Lua é maior que a variação da energia potencial gravitacional na experiência realizada na Terra.

III - A variação da energia mecânica na experiência realizada na Lua é igual à variação da energia mecânica na experiência realizada na Terra.

Quais estão corretas?

Um estudante de peso P, interessado em verificar a segunda Lei de Newton, coloca uma balança calibrada em newtons no chão de um elevador, que está inicialmente parado. Ele se posiciona sobre a balança e aciona o elevador para subir.

A figura abaixo representa a situação descrita. 

No movimento ascendente do elevador, o estudante constata que:

– no intervalo de tempo 0 ≤ t ≤ t1, o elevador sobe com aceleração constante de módulo a < g, onde g é o módulo da aceleração da gravidade, e a balança indica um valor F1;

– no intervalo de tempo t1 < t < t2, o elevador sobe com movimento uniforme, e a balança indica um valor F2;

– no intervalo de tempo t2 ≤ t ≤ t3, o elevador continua subindo, freando até parar, com uma aceleração constante de módulo a, e a balança indica um valor F3;

– para t > t3, o elevador está parado.

Qual dos gráficos abaixo melhor representa os valores de F1, F2 e F3 em função do tempo t, comparativamente ao peso P do estudante?

Um parque eólico sustenta três grandes cidades, A, B e C, que consomem, respectivamente, 0,70 TWh, 0,55 TWh e 1,15 TWh de energia elétrica em um mês. Devido às perdas energéticas nas redes elétricas que ligam o parque eólico às cidades, é necessário que esse parque produza um total de 3,00 TWh de energia em um mês. O rendimento energético da rede elétrica formada pelo parque eólico em conjunto com as três cidades é de

Um professor de Física constrói um experimento para apresentar a seus alunos a 2a Lei de Newton. Sobre um trilho reto e horizontal, ele coloca um carrinho de massa desprezível e, a esse carrinho, prende uma corda com um dinamômetro, como apresentado na figura. A corda passa por uma roldana e é presa a um tijolo. Os alunos, então, inserem um objeto de massa desconhecida m dentro do carrinho e liberam o sistema.

Sabendo que o sistema é livre de atritos, que a leitura do dinamômetro foi de 7,5 N e que a aceleração obtida pelo carrinho foi de 2,5 m/s2 , os alunos calculam que m vale

Uma criança, brincando com um estilingue, lança uma pedra verticalmente para cima. Na figura estão ilustrados três momentos desse lançamento: o momento t = 0, no qual a criança está na iminência de lançar a pedra, o momento t = ta , no qual a pedra abandona o elástico do estilingue, e o momento t = t_f, no qual a pedra atinge a altura máxima de sua trajetória.

Considerando a energia total do sistema composta pelas energias potencial elástica do estilingue (E_el), cinética (E_cin) e potencial gravitacional da pedra (E_pot), o gráfico que melhor representa a evolução dessas energias em função do tempo é:

Em uma das provas de ciclismo de pista dos Jogos Olímpicos de Paris 2024, um atleta, em sua tentativa de quebrar o recorde mundial, percorreu uma pista circular de raio R com velocidade angular constante w. Considerando que a massa total do atleta com a bicicleta seja m, e que a força normal exercida pela pista sobre a bicicleta é N.
Assinale a alternativa que relaciona a força centrípeta (Fc) com as demais grandezas físicas envolvidas no movimento.

         Gasto energético de uma criança obesa em atividade física. De acordo com dados do Ministério da Saúde, a obesidade infantil afeta aproximadamente 3,1 milhões de crianças menores de 10 anos no Brasil. Sabendo que a obesidade infantil é uma realidade nacional, causada principalmente pelo sedentarismo infantil, consumo de alimentos e bebidas hipercalóricos, maus hábitos quanto ao uso de aparelhos eletrônicos, entre outros, um médico do esporte montou uma planilha de exercícios para uma criança obesa com 30 kg de massa.          Entre os exercícios, havia um conhecido como burpee, que consiste de a criança inicialmente deitada se levantar e dar um salto e elevando seu centro de massa do solo até uma altura máxima de 0,5m. O médico solicitou que fossem realizadas três séries de 10 repetições cada, levando 15 minutos no máximo, com 1 minuto de descanso entre cada série.
         Assinale a alternativa que apresenta a quantidade de gordura, em miligramas, perdida pela criança ao final do exercício, considerando que toda energia desenvolvida no exercício foi usada na “queima” de gordura corporal e que 1g de gordura “queimada” equivale a 9 kcal de energia proveniente do exercício.

A ortopedia é a especialidade médica que cuida do sistema musculoesquelético, abrangendo ossos, articulações, ligamentos, tendões e músculos. Um médico ortopedista, frequentemente, lida com lesões causadas por acidentes, incluindo fraturas e impactos. Suponha que um ortopedista esteja analisando o impacto de uma colisão lateral entre dois veículos em um cruzamento, em termos das forças aplicadas sobre o corpo humano, especificamente no fêmur de um paciente.
A força varia durante a colisão pela função horária:
F(t) = 500.t
onde F é a força em newtons e t é o tempo em segundos. Sabendo disso, o valor da variação da quantidade de movimento provocada pela ação desta força no fêmur durante os primeiros 4 segundos da colisão é:

Uma bola de borracha, sob a ação exclusiva da gravidade, cai verticalmente, quica no chão duro e sobe. De acordo com essa afirmativa, é CORRETO afirmar que

Uma pedra de 3,0 kg, inicialmente em repouso, é solta de uma altura igual a 5,0 m. Após a queda, a pedra colide com o solo sem quicar e o tempo de colisão é exatamente 0,2 s. A força média que o chão exerce sobre a pedra na colisão é igual a

    Um sistema de engrenagens emprega um bloco que é acoplado a uma carga por meio de um cabo com massa desprezível que passa por uma roldana, cujo atrito é desconsiderado.



     A massa do bloco é de 200 Kg e o coeficiente de atrito entre ele e o piso é 0,1. Assumindo g = 10 m/s², quando uma carga de 50 Kg desce de modo acelerado, a força de tração a que o cabo está sujeito é de 

Um cabo de aço, de massa desprezível, foi utilizado para descer uma carga de massa M que estava em repouso no alto de um edifício de altura H. Se após a carga ser baixada dessa altura H com aceleração constante g/5 também para baixo (Onde g é a aceleração da gravidade local), o trabalho realizado pela força de tensão no cabo de aço é:

Segundo o Código de Trânsito Brasileiro (CTB), as infrações de trânsito são divididas em quatro categorias:

• Infração leve: multa de R$ 88,38 e 3 pontos na CNH;

• Infração média: multa de R$ 130,16 e 4 pontos na CNH;

• Infração grave: multa de R$ 195,23 e 5 pontos na CNH;

• Infração gravíssima: multa de R$ 295,47 e 7 pontos da CNH.

Transportar objetos soltos dentro de um veículo, por exemplo, é uma infração grave para o CTB. A princípio, pode-se pensar que não há nenhum risco, mas durante uma frenagem de emergência ou manobra brusca os objetos soltos se movem, podendo atingir o motorista, os passageiros ou até mesmo estruturas importantes do veículo.

Disponível em: https://blog.procondutor.com.br/quantos-pontos-perde-acnh/. Acesso em: 30 jul. 2024 (adaptado).

Durante uma frenagem brusca, os objetos soltos se movem porque

Considerando a Terra como uma esfera perfeita e homogênea, para que um satélite artificial descreva uma órbita circular ao redor desse planeta e mantenha constante o módulo da sua velocidade, a força gravitacional entre a Terra e esse satélite deve ser a resultante centrípeta sobre ele. Sendo G a constante de gravitação universal, M a massa da Terra, m a massa do satélite e R o raio da órbita desse satélite ao redor da Terra, a expressão que fornece o módulo da velocidade do satélite, em relação ao centro da Terra, é:

Analise o gráfico que apresenta, qualitativamente, a variação da velocidade vertical de um paraquedista a partir do instante em que ele salta do avião, o instante t = t₀.



A componente vertical da resultante das forças que atuam sobre esse paraquedista

Uma esteira rolante é utilizada para transportar caixas para o alto de uma plataforma. Para iniciar a subida a partir do repouso, a esteira é colocada em movimento uniformemente acelerado por alguns instantes, até que as caixas atinjam uma velocidade constante, compatível com a subida. O coeficiente de atrito estático entre as superfícies das caixas e a superfície da esteira é 0,8 e a aceleração da gravidade local tem intensidade 10 m/s². 



Sabendo que sen θ = 0,6 e que cos θ = 0,8, a intensidade da máxima aceleração que a esteira pode ter no início de seu movimento, sem que as caixas escorreguem sobre ela, será 

Considerando os dados fornecidos no enunciado e no gráfico, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do trabalho total W realizado sobre o objeto entre os instantes t = 60 s e t = 70 s.

O pêndulo balístico é um dispositivo utilizado para estudar colisões e transferência de energia em física experimental e permite estimar com boa precisão a velocidade de um projétil de arma de fogo. Considere que um projétil de massa m é disparado com velocidade v de um revólver e atinge o centro da lateral de um pêndulo balístico constituído por um bloco de madeira de massa M, sustentado por uma haste inextensível de massa desprezível, como ilustra a figura a seguir. 

Após o impacto, o projétil fica incrustado no bloco cujo centro de gravidade se eleva de uma altura máxima h depois da colisão. Despreze a força de arrasto aerodinâmico e o atrito entre a haste e o teto. Considerando que a aceleração da gravidade é dada por g, a velocidade do projétil imediatamente após o disparo é dada pela expressão: