Numa estação de esqui há duas pistas, uma para iniciantes e outra para pessoas mais experientes (profissionais). As duas pistas começam no topo de uma colina com uma altura de 320 m e terminam na base da mesma colina; contudo, a pista para pessoas mais experientes é mais curta e mais íngreme, conforme pode ser visto no cartaz informativo na base da estação (ver tabela a seguir).

                                                

Dois esquiadores, A e B, partem do repouso do topo da colina e percorrem toda a pista. O esquiador A vai pela pista para iniciantes, enquanto o esquiador B desce pela pista que se destina a profissionais. Admitindo que as forças de resistências sejam desprezíveis, podemos afirmar que

“Máquinas simples são dispositivos em geral que permitem multiplicar uma força com a finalidade de facilitar a realização de uma certa tarefa [...]. Alavancas, polias móveis e fixas, planos inclinados são exemplos de máquinas simples”. (NICOLAU, PENTEADO, TOLEDO E TORRES, Física: Ciência e Tecnologia, vol. Único – São Paulo: Moderna, 2001).

Uma talha exponencial é uma associação de polias móveis, de eixos distintos, com uma polia fixa (ver figura a seguir). Todas as polias possuem raios iguais. Nessa associação, F_P é a força potente ou aplicada para levantar um corpo de massa m. Qual o número de polias móveis que devem ser inseridas numa talha exponencial para que F_P = mg/16? (g é a aceleração da gravidade local). 

                                                           

O dispositivo abaixo foi utilizado por uma pessoa para retirar a água de um poço. Consiste de um sistema que apresenta acoplamento de polias. Considere que o motor está ligado a uma polia (A) de raio 5 cm e frequência de 10 hertz. A polia (A) está ligada, por meio de uma correia a um eixo (B),de raio 10 cm que pertence a um cilindro (C), de raio 30 cm. Desprezando os atritos e considerando os dados acima, assinale a alternativa correta que representa a distância, em metros, percorrida pelo balde, em 3 s de movimento do motor, que possui velocidade linear de módulo constante.

Dado: (π = 3)

A figura abaixo representa esquematicamente uma usina hidroelétrica.

Pela tubulação dessa usina vertem 100 m3de água por segundo. O comprimento desta tubulação é de 803m e a mesma está inclina- da 60o com a horizontal. Considere a massa de 1 m3 de água igual a 103kg, g = 10m/s2 e despreze as perdas da resistência a passagem de água na tubulação.

O valor da potência máxima, em MW, entregue a turbina geradora é:

O carretei de um ioiô, de massa m, é solto a partir do repouso, com seu centro de massa na posição y = 0. Nessa posição, a energia potencial do sistema é nula. A figura ilustra a situação, sendo g a aceleração da gravidade local.

O fio do ioiô tem comprimento L, e sua massa pode ser desprezada. O carretel tem velocidade de translação de módulo v e velocidade angular w, quando o seu centro de massa está na posição y = -L/3. Sendo E(y) a energia total do sistema, quando o centro de massa do carretel está na posição y , é correta a afirmação:

Nota: despreze os efeitos dissipativos

Uma usina hidrelétrica foi construída, aproveitando uma queda d’água de 20 metros de altura para gerar energia elétrica, que irá atender ao novo hospital de uma cidade do interior. Se a vazão da água é de 1,5x10³ m³ /s, qual a potência disponível, supondo que não haja perdas?

(Dados: densidade da água 1 g/cm³ e aceleração da gravidade 10 m/s² )

A função do ouvido humano é converter uma fraca onda mecânica, que se propaga no ar em estímulos nervosos, distinguindo ondas cujas frequências vão do som mais grave detectável 20 Hz até o mais agudo 20000 Hz. A relação entre a frequência de onda do som mais grave e a frequência de onda do som mais agudo, detectáveis pelo ouvido humano, no ar, é de:

Um coração bate à razão de 70 vezes por minuto e bombeia 72 cm³ de sangue por batida contra uma pressão de 12 cm de mercúrio. A potência desenvolvida por esse órgão é um valor mais próximo de:
 (Dado: pressão atmosférica 1,013x10⁵ N/m² que equivale a 76 cmHg)

A velocidade máxima aproximada que um “projétil” alcança em várias modalidades olímpicas está expressa na tabela abaixo


Supondo que todos esses “projéteis” fossem lançados com as velocidades descritas na tabela, desprezando-se a resistência do ar, as alturas (H) alcançadas em cada modalidade estariam na seguinte ordem:

Em atividades experimentais, usando-se a situação abordada no problema anterior, verifica-se que o valor da velocidade quando o objeto toca o solo é menor do que o valor esperado quando calculado através do teorema da Conservação da Energia Mecânica. Isto é possível pois