Músculos artificiais feitos de nanotubos de carbono embebidos em cera de parafina podem suportar até duzentas vezes mais peso que um músculo natural do mesmo tamanho. Considere uma fibra de músculo artificial de 1 mm de comprimento, suspensa verticalmente por uma de suas extremidades e com uma massa de 50 gramas pendurada, em repouso, em sua outra extremidade. O trabalho realizado pela fibra sobre a massa, ao se contrair 10%, erguendo a massa até uma nova posição de repouso, é

Se necessário, utilize g = 10 m/s² .

Um isolamento térmico eficiente é um constante desafio a ser superado para que o homem possa viver em condições extremas de temperatura. Para isso, o entendimento completo dos mecanismos de troca de calor é imprescindível.

Em cada uma das situações descritas a seguir, você deve reconhecer o processo de troca de calor envolvido.

I. As prateleiras de uma geladeira doméstica são grades vazadas, para facilitar fluxo de energia térmica até o congelador por [...]

II. O único processo de troca de calor que pode ocorrer no vácuo é por [...].

III. Em uma garrafa térmica, é mantido vácuo entre as paredes duplas de vidro para evitar que o calor saia ou entre por [....].

Na ordem, os processos de troca de calor utilizados para preencher as lacunas corretamente são:

A demanda por trens de alta velocidade tem crescido em todo o mundo. Uma preocupação importante no projeto desses trens é o conforto dos passageiros durante a aceleração. Sendo assim, considere que, em uma viagem de trem de alta velocidade, a aceleração experimentada pelos passageiros foi limitada a a_max = 0,09g, onde g=10 m/s² é a aceleração da gravidade. Se o trem acelera a partir do repouso com aceleração constante igual a a_max, a distância mínima percorrida pelo trem para atingir uma velocidade de 1080 km/h corresponde a

Drones são veículos voadores não tripulados, controlados remotamente e guiados por GPS. Uma de suas potenciais aplicações é reduzir o tempo da prestação de primeiros socorros, levando pequenos equipamentos e instruções ao local do socorro, para que qualquer pessoa administre os primeiros cuidados até a chegada de uma ambulância. Considere um caso em que o drone ambulância se deslocou 9 km em 5 minutos. Nesse caso, o módulo de sua velocidade média é de aproximadamente

Duas amostras com iguais quantidades de um mesmo gás ideal estão confinadas no interior de cilindros idênticos por êmbolos que podem se mover livremente, sem atrito com as paredes dos recipientes. As faces superiores de ambos os êmbolos, de massas M_I e M_II, estão em contato com o ar ambiente. O gás do cilindro I, que ocupa um volume V_I , encontra-se a uma temperatura T_I e o do cilindro I_I, que ocupa um volume V_II, está a uma temperatura T_II, maior que T_I .

Qual deve ser a relação entre as massas para que a pressão nos dois cilindros seja a mesma e qual é a relação – nesse caso – entre os volumes ocupados pelos gases nos dois cilindros?

    A fotografia estroboscópica ilustra o movimento de uma bolinha de gude que foi arremessada para o alto por um menino.




Indique uma característica da velocidade ou da aceleração da bolinha nesse movimento.

As frequências fundamentais das notas musicais dó e lá, produzidas por um diapasão, são, respectivamente: f_d = 264 Hz e f_l = 440 Hz.

As relações entre as velocidades de propagação (v) dessas duas ondas sonoras no ar e entre os seus respectivos comprimentos de onda (λ) são dados por:

 indicam as forças que o piso de um elevador e a Terra exercem, respectivamente, sobre uma pessoa no elevador que está descendo e cuja velocidade está diminuindo até parar.

Que diagrama representa tais forças?

    Em muitas casas, utilizam-se ligações de lâmpadas à rede elétrica por meio de circuitos alternativos, ou “three-way", que possibilitam, de maneira independente, ligar e desligar as lâmpadas, a partir de dois interruptores distintos, localizados em pontos diferentes da sala. Os circuitos abaixo ilustram propostas que tentam alcançar esse objetivo. Todos se baseiam em dois interruptores, sendo o interruptor 1 o que liga o ponto A1 ao ponto B1 ou C1 e o interruptor 2 o que conecta o ponto A2 ao ponto B2 ou C2 .



O(s) circuito(s) que cumpre(m) o objetivo mencionado é (são)

Uma partícula dotada de massa e eletrizada negativamente é lançada, com velocidade inicial v_o , para o interior de uma região A onde impera um campo elétrico uniforme. A partícula segue a trajetória retilínea paralela ao plano da folha, mostrada na figura. Logo após atravessar a região A, a partícula ingressa na região B, com velocidade v>v_o , onde há um campo magnético uniforme, orientado perpendicularmente ao plano da folha, apontando para fora dela.

É correto afirmar que a orientação do campo elétrico em A é paralela ao plano da folha no

Uma loja tem instaladas, em paralelo, várias lâmpadas idênticas, cada uma com a especificação: 25 W; 220 V. Logo após a caixa de entrada, há um disjuntor de 10 A protegendo a instalação da loja, especificamente as lâmpadas. O gerente da loja, desconfiado da capacidade do disjuntor, faz algumas operações e chega corretamente ao número máximo de lâmpadas que podem ser acesas simultaneamente, sem desligar o disjuntor. Tal número é

Muitos experimentos importantes para o desenvolvimento científico ocorreram durante o século XIX. Entre eles, destaca-se a experiência de Millikan, que determinou a relação entre a carga q e a massa m de uma partícula eletrizada e que, posteriormente, levaria à determinação da carga e da massa das partículas elementares. No interior de um recipiente cilíndrico, em que será produzido alto vácuo, duas placas planas e paralelas, ocupando a maior área possível, são mantidas a uma curta distância d, e entre elas é estabelecida uma diferença de potencial elétrico constante U. Variando-se d e U, é possível fazer com que uma partícula de massa m eletrizada com carga q fique equilibrada, mantida em repouso entre as placas. No local da experiência, a aceleração da gravidade é constante de intensidade g.

Nessas condições, a relação q/m será dada por

A figura ilustra uma lente biconvexa de cristal, imersa no ar. O seu eixo óptico principal é E.

Considerando satisfeitas as condições de Gauss, a única trajetória correta descrita pelo raio refratado é a da alternativa

Próximo do final do século XVIII, alguns cientistas (Hertz, Maxwell, Thomson, Lenard) se envolveram na pesquisa de um certo fenômeno que ficou conhecido como efeito fotoelétrico. O efeito fotoelétrico consiste na emissão de

Sabe-se que a luz branca do Sol, após refratar em um prisma de acrílico ou de vidro, dispersa-se em um leque de cores, formando o que se chama de espectro. Na figura, representa-se o prisma por P; a tela em que se vê o espectro, por T; e o meio de onde a luz branca veio, por M.

Se M for

Uma pedra de gelo, de 1,0 kg de massa, é retirada de um ambiente em que se encontrava em equilíbrio térmico a –100 °C e recebe 150 kcal de uma fonte de calor. Considerando o calor específico do gelo 0,5 cal/(g.°C), o da água 1,0 cal/(g.°C), e o calor latente de fusão do gelo 80 cal/g, o gráfico que representa corretamente a curva de aquecimento dessa amostra é:

Para determinados tipos de pesquisa ou trabalho, cápsulas tripuladas são enviadas para as profundezas dos oceanos, mares ou lagos. Considere uma dessas cápsulas de forma cilíndrica, de 2,0 m de altura por 2,0 m de diâmetro, com sua base superior a 48 m de profundidade em água de densidade 1,0.10³ kg/m³, em equilíbrio como ilustra a figura.

Dados: A pressão atmosférica no local é de 1,0.10⁵ Pa, e a aceleração da gravidade é de 10 m/s². Adote π = 3.

O peso dessa cápsula fora d’água, em N, e a pressão total sobre sua base inferior, em Pa, valem, respectivamente,

A nave americana New Horizons passou, recentemente, bem perto da superfície de Plutão, revelando importantes informações a respeito desse planeta anão. Ela orbitou a uma distância d do centro de Plutão, cuja massa é 500 vezes menor que a da Terra, com uma velocidade orbital V_P. Se orbitasse ao redor da Terra, a uma distância 2d de seu centro, sua velocidade orbital seria V_T. A relação V_T/V_P entre essas velocidades valeria √10 multiplicada pelo fator

      Criança feliz é aquela que brinca, fato mais do que comprovado na realidade do dia a dia. A brincadeira ativa, a que faz gastar energia, que traz emoção, traz também felicidade. Mariana é uma criança que foi levada por seus pais para se divertir em um parquinho infantil.

Nesse parquinho infantil, há dois escorregadores de mesma altura h relativamente ao chão. Um deles é retilíneo (R) e outro é curvilíneo (C) em forma de tobogã, como indica a figura.
            

Ao escorregar por R, de seu ponto superior até o nível do chão, Mariana teve uma perda de energia mecânica de 10% em relação a uma queda livre dessa altura. Ao escorregar por C, nas mesmas condições, ela teve uma perda de 15% de energia mecânica em relação a uma queda livre. A relação entre a velocidade final de Mariana ao sair de R e a velocidade final ao sair de C vale

Criança feliz é aquela que brinca, fato mais do que comprovado na realidade do dia a dia. A brincadeira ativa, a que faz gastar energia, que traz emoção, traz também felicidade. Mariana é uma criança que foi levada por seus pais para se divertir em um parquinho infantil.

Em uma das oscilações, Mariana partiu do extremo, de uma altura de 80 cm acima do solo e, ao atingir a posição inferior da trajetória, chutou uma bola, de 0,5 kg de massa, que estava parada no solo. A bola adquiriu a velocidade de 24 m/s imediatamente após o chute, na direção horizontal do solo e do movimento da menina. O deslocamento de Mariana, do ponto extremo até o ponto inferior da trajetória, foi realizado sem dissipação de energia mecânica. Considere a massa de Mariana igual a 12 kg, e a aceleração da gravidade com o valor 10 m/s² . A velocidade de Mariana, imediatamente após o chute na bola, passou a ser, em m/s, de