Uma definição possível de equilíbrio mecânico estável é a seguinte:
“Se um corpo está em uma posição de equilíbrio mecânico e, ao sofrer pequenos deslocamentos em torno dessa posição, sua tendência for retornar à posição original de equilíbrio, dizemos que o equilíbrio é estável.”
As imagens a seguir mostram uma colher em diferentes situações de equilíbrio mecânico em cima de uma xícara.






Com base na definição apresentada e nos seus conhecimentos, quais imagens ilustram situações em que a colher está em equilíbrio estável em relação a pequenos deslocamentos nas direções indicadas pelas setas? 

Park, E. et al. “Pour-over coffee: Mixing by a water jet impinging on a granular bed with avalanche dynamics”. Phys. Fluids 37, 043332 (2025). Adaptado.

Um artigo recentemente publicado na revista Physics of Fluids investigou de que modo fatores como a altura e a velocidade da água despejada na preparação de café filtrado (parte (a) da figura) influenciam no sabor da bebida pronta.
Um dos parâmetros importantes é a velocidade do jato de água ao atingir a lâmina de água que já está no filtro. Uma das conclusões do estudo é que velocidades acima de 2 m/s levam a uma melhor mistura do pó de café com a água.
A parte (b) da figura esquematiza a situação descrita, em que H é a altura da lâmina de água e D a altura de despejo da água do bule, medidas que têm a base do filtro como referência.
Assumindo que seja desprezível a velocidade do jato quando a água começa a ser despejada no bico do bule, para uma altura H = 8 cm, qual a altura mínima D de despejo para que a velocidade do jato, ao atingir a água, seja de, pelo menos, 2 m/s?

Para muitas pessoas, um ovo perfeitamente cozido tem uma gema cremosa e uma clara firme. A gema atinge uma textura cremosa a 65 °C, mas a clara fica totalmente firme a 85 °C.
Métodos comuns de cozimento frequentemente resultam em um ovo com clara e gema duras (1), um ovo com clara dura e gema cremosa (2) ou um ovo com clara e gema cremosas (3).
Pesquisadores da Universidade de Nápoles, entretanto, perceberam que alternar o cozimento dos ovos em água a 100 °C e 30 °C a cada dois minutos, totalizando 32 minutos (4), faz com que as duas regiões do ovo (clara e gema) respondam de formas diferentes às temperaturas alternadas. Aplicando o método estudado (4), a temperatura da clara oscila antes de finalmente se estabilizar em torno de 85 °C, enquanto a temperatura da gema sobe lentamente até atingir 67 °C, quando chega à consistência desejada.
A figura a seguir compara o ovo cozido para cada um dos métodos descritos.




Di Lorenzo, E., Romano, F., Ciriaco, L. et al. “Periodic cooking of eggs”. Commun Eng 4, 5 (2025). Adaptado.

Suponha que, em cada método de cozimento, cada parte do ovo (clara e gema) seja aquecida de uma temperatura inicial de 20 ºC até as respectivas temperaturas finais apresentadas na figura. A quantidade de calor total recebida Qn pelo conjunto gema + clara para o método de cozimento (n = 1, 2, 3, 4), em ordem crescente, é:

Em 1905, Albert Einstein propôs que a luz, um tipo de radiação eletromagnética, é composta por fótons, sendo que cada fóton tem energia proporcional à frequência da luz (f) e à constante de Planck (h). Nesses termos, E = hf, e a intensidade da luz é a medida da quantidade de fótons. Essa interpretação foi fundamental para o desenvolvimento da teoria quântica da luz e para explicar o efeito fotoelétrico. Esse efeito consiste em um fenômeno físico no qual elétrons são ejetados de um material, geralmente um metal, quando este é irradiado com luz cujos fótons têm energia maior que a energia de ligação do elétron ao material, também conhecida como função trabalho. Assim, quando o fóton incide sobre a superfície do material, a energia excedente transforma-se na energia cinética do elétron que escapa da superfície.
Em qual das situações a seguir a energia cinética do elétron ejetado no efeito fotoelétrico aumenta?

Desde as primeiras descobertas, os buracos negros despertam enorme interesse da humanidade. Eles são caracterizados por regiões suficientemente densas e massivas em que o campo gravitacional é tão intenso que nada que esteja a distâncias inferiores a R_Sc do buraco negro consegue escapar de sua atração, nem a luz ou outras formas de radiação. Esse raio, também conhecido como raio de Schwarzschild, é expresso por R_Sc = 2GM/c², sendo G a constante de gravitação universal, M a massa do buraco negro e c a velocidade da luz.
Considere, por simplicidade, um buraco negro de massa igual à massa solar M_Sol = 2x10³⁰ kg e de raio igual a R_Sc. Nesse caso, a razão entre a densidade volumétrica de um buraco negro e a densidade volumétrica do Sol apresenta uma ordem de grandeza mais próxima de:

O gás monóxido de dinitrogênio é empregado como agente analgésico e anestésico. Em um hospital dispõe-se de um reservatório de volume interno de 4,0 L contendo 8,8 g desse gás mantido a 300 K.
A pressão, em atmosferas, desse gás no interior do reservatório corresponde a:

Em um centro de revisão de rótulos, profissionais inspecionam letras pequenas sob iluminação uniforme, mantendo distância de trabalho constante. Uma das estações de trabalho foi configurada para posicionar os rótulos a 25 cm dos olhos, favorecendo a acuidade sem a necessidade de o usuário aproximar excessivamente a cabeça da bancada. Porém, alguns usuários têm ponto próximo mais afastado que o usual, com ponto próximo a 1,0 m. Para permitir leitura confortável a 25 cm com o olho relaxado e sem acomodação, a estação oferece óculos simples com lentes convergentes, escolhidas entre dioptrias padronizadas.
A dioptria da lente para que o objeto a 25 cm seja visto com imagem virtual no ponto próximo de 1,0 m com o usuário com o olho relaxado é igual a:

É comum ocorrer a checagem de equilíbrio em trilhos de separação automatizada, onde caixas se comportam como “partículas” sobre uma régua horizontal graduada em metros, com a marca 0,0 m no centro. Para que um robô de transferência opere sem falhas, o centro de massa do conjunto deve coincidir com a marca central. Considere uma checagem de equilíbrio em que são mantidas uma caixa de 2,0 kg em X₁ = –0,40 m e outra de 1,0 kg em X₂ = +0,60 m. Uma terceira caixa, de 1,0 kg, deve ser colocada ao longo do trilho até que o centro de massa do conjunto fique exatamente em x = 0,0 m. A figura abaixo esquematiza a situação problema.




Conjunto de massas sobre o trilho.
Elaboração própria. As massas do trilho e atritos devem ser desprezados e as caixas consideradas como pontos materiais.
A posição final X₃ , em metros, onde a caixa deslizante de 1,0 kg deve ser colocada, equivale a:

Em uma linha de envase, atuadores pneumáticos operam em ciclos repetitivos para empurrar frascos. Em um teste de rotina, sensores registram o comportamento de uma câmara pneumática preenchida com gás ideal para verificar se a energia por ciclo é compatível com a potência do conjunto. O ciclo observado é representado no diagrama P × V a seguir, com contorno retangular, composto por duas etapas isobáricas e duas isocóricas.




Diagrama P-V.

Elaboração própria. As pressões alternam entre 1,0 atm e 2,5 atm, enquanto os volumes variam entre 2,0 L e 6,0 L nos trechos isocóricos. O percurso do ciclo é horário. Perdas mecânicas ou térmicas devem ser desprezadas e deve-se adotar que 1 atm = 1,0 × 10⁵ Pa; 1L = 1,0 × 10^–3 m³ .
O trabalho líquido realizado pelo gás por ciclo, em joules, é igual a:

Módulos eletrônicos de baixo consumo são testados em bancadas didáticas para verificar o aquecimento e a autonomia de baterias. Em um desses testes, um técnico utilizou um pequeno compressor de ar alimentado por uma fonte de corrente contínua estabilizada de 12 V. Em regime permanente, a corrente no circuito é de 1,5 A, com funcionamento contínuo e estável.
Considerando as perdas desprezíveis e o comportamento ôhmico, a potência elétrica consumida pelo conjunto, em watts, é igual a:

Em 2025, a teoria quântica completa 100 anos desde sua consolidação. O marco inicial dessa revolução foi dado, alguns anos antes, por Max Planck, que, ao estudar a radiação de corpo negro, propôs que a energia era emitida em “pacotes” de energia chamados quanta.

A melhor contribuição da teoria de Planck para este contexto é que

Equipamentos fixos de fiscalização eletrônica, mais conhecidos como “radares fixos”, têm a finalidade de medir a velocidade do automóvel em uma rodovia. Os equipamentos consistem em bobinas retangulares presentes no chão, que funcionam como sensores (veja figura a seguir). Quando o automóvel passa pelo primeiro sensor, este detecta a presença do veículo e emite um sinal para o computador cuja programação é baseada na distância exata entre os sensores.

Fonte da imagem: https://www.tecmundo.com.br/infografico/10350-como-funcionam-os-radares-de-transito-infografico-.htm Acesso em: 10 set. 2025.

Com base nas informações contidas no texto e na figura, qual lei física está envolvida no funcionamento do radar?

Em 1820, Oersted observou, pela primeira vez, que, quando uma corrente elétrica atravessa um condutor, bússolas colocadas próximas a esse condutor se alinham com o campo magnético gerado.

A representação correta do vetor do campo magnético  gerado pela corrente elétrica i está indicada em

Um grupo de estudantes resolve montar um circuito elétrico no laboratório com o objetivo de recarregar uma bateria de força eletromotriz ε₃ . O circuito idealizado está representado na figura a seguir.

As resistências R são todas iguais e de valor igual a 2,0 Ω , ε₁ = 40 V, ε₂ = 10 V e ε₃ = 5,0 V .
É correto afirmar que a corrente elétrica que passa pela bateria de fem ε₃ , durante o seu carregamento, vale

Em 1940, a ponte Tacoma Narrows, nos Estados Unidos, entrou em colapso apenas alguns meses após sua inauguração. Ventos relativamente constantes fizeram com que a ponte começasse a oscilar de forma cada vez mais intensa, até que sua estrutura não resistiu e desmoronou. Esse fenômeno ocorreu porque a frequência das rajadas de vento coincidiu com a frequência natural de oscilação da ponte, fazendo com que a amplitude das vibrações aumentasse progressivamente.

Imagem: O desabamento da ponte. Fonte: https://imagenshistoricas.com.br/tacoma-narrows/ Acesso em: 15 set. 2025.

O fenômeno que ocorreu na ponte é o mesmo que explica

Um estudante utilizou um espelho esférico de raio de curvatura R = 40 cm para observar detalhes de seu rosto. Inicialmente, ele posicionou o rosto a 60 cm do vértice do espelho, mas percebeu uma imagem invertida. Para que a imagem formada pelo espelho fosse direta, reposicionou, então, o seu rosto a 15 cm do vértice.

Acerca da imagem formada na primeira e na segunda situações, a sequência que apresenta corretamente as posições (em módulo), em relação ao vértice do espelho, e as naturezas das imagens formadas está indicada em

Um inventor apresentou proposta de uma máquina térmica que opera em ciclos entre dois reservatórios: um a –33 °C e outro a 227 °C. Em cada ciclo, a máquina recebe 3,0 kJ de calor do reservatório quente.

É correto afirmar que o rendimento real da máquina apresentada

Um professor de Física levou um pedaço de rocha para uma aula e solicitou que seus alunos elaborassem estratégias para determinar a densidade do material. Um aluno propôs então o seguinte experimento:

Situação 1 - Verificar a indicação de uma balança de mola (dinamômetro) quando a rocha está suspensa no ar.

Situação 2 - Verificar a indicação do dinamômetro quando a rocha está completamente submersa em água.

As duas situações estão mostradas na figura a seguir.

Feito isso, foi verificado o valor de 22,5 N para a situação 1 e o valor de 12,5 N para a situação 2.

É correto afirmar que a densidade do material, em kg/m³, encontrada no experimento foi de

Um carro estava trafegando em uma estrada com grandes variações de altitude, com velocidade de 10 m/s, quando, por um descuido do motorista, o combustível acabou. Nesse momento, o carro estava a 20 metros de altitude e o GPS apontava que o posto de combustível mais próximo se encontrava a 500 m de distância e em uma altitude de 25 metros, como esquematizado na figura a seguir. O motor do carro parou de funcionar no momento em que o combustível acabou e não há qualquer tipo de força dissipativa nesse trajeto.

É correto afirmar que o automóvel chegará ao posto de gasolina com velocidade

Peritos criminais analisaram um acidente grave em uma rodovia onde um automóvel bateu em um muro. Na frenagem, as rodas travaram e as marcas no asfalto indicaram que o motorista pisou no freio 300 m antes do ponto do impacto. Considere que o coeficiente de atrito cinético pneu–asfalto é μ = 0,45 e que a desaceleração do automóvel é constante. Após os cálculos, os peritos concluíram que o veículo colidiu com metade da velocidade que tinha no instante em que começou a frear.

A velocidade do automóvel, imediatamente antes de iniciar a frenagem, em km/h, era de, aproximadamente,