Questões de Vestibular Sobre física

Um estudante tem à sua disposição capacitores de capacitância C_x, C_y e uma fonte de bancada. A fonte de bancada é capaz de estabelecer uma diferença de potencial V fixa entre os terminais dos capacitores quando são conectados a ela de forma individual ou de forma combinada. Quando o estudante conecta o capacitor C_x inicialmente descarregado à fonte de bancada, a energia armazenada neste é X. Ao desconectar C_x da fonte e conectar C_y, também descarregado, a energia armazenada neste é Y. Se o estudante tivesse conectado à fonte de bancada um circuito simples obtido via associação, em série, dos dois capacitores C_x e C_y, ambos inicialmente descarregados, a energia armazenada no conjunto seria

Um bloco cúbico C de aresta L e de material de densidade D flutua em um líquido de densidade 2D com parte de seu volume imerso. Um bloco também cúbico, mas de aresta L/3, feito de material metálico cuja densidade é d > D, pode ser posto sobre a face livre (face superior) do bloco cúbico C sem alterar a sua estabilidade no líquido. Em virtude da presença do bloco metálico sobre C, este passa a flutuar em um nível mais baixo no líquido. Nessa situação, a distância medida a partir da face inferior de C à superfície livre do líquido é Y. O mesmo bloco metálico pode ser fixado à face inferior de C, oposta à face livre, resultando em uma nova configuração estável de C. Nessa nova configuração, a distância Z medida a partir da face inferior de C a superfície livre do líquido é tal que

Uma partícula de massa M, presa à extremidade deuma mola ideal, executa um movimento harmônico simplesde amplitude A, ao longo do eixo das abscissas Ox, comcentro das oscilações em O, origem de Ox. Sabe-se que, apartir da equação de movimento, é possível obter umarelação funcional entre a posição X da partícula, medida apartir de O, e o tempo t. De modo alternativo e porconsiderações de energia, é possível obter uma relaçãofuncional entre a velocidade V da partícula e sua posição X,medida a partir de O. Para uma amplitude A de 1m e umafrequência de oscilação de 0,5Hz, a relação procurada paraV², em termos de X, é dada por

Durante o processo de fabricação de um enfeite cúbico de material de índice de refração N desconhecido, uma bolha de ar permanece presa em seu interior. Observa-se que a bolha de ar se encontra ao longo do eixo de simetria do cubo que passa pelo seu centro e é normal a duas faces opostas. Quando observada ao longo de uma direção normal à face superior, a bolha aparenta estar a 3cm dessa face. No entanto, quando observada ao longo de uma direção normal à face, mas através da face oposta à anterior, a bolha aparenta estar a 5cm dessa face. O índice de refração do material de que é feito o cubo, sabendo que este está imerso no ar (índice de refração unitário) e tem 12 cm de aresta, corresponde a 

O balão de ar quente foi o primeiro veículo aéreo de sucesso construído pelo homem. O primeiro voo tripulado em um balão de ar quente foi realizado em 1783. Os franceses Jean François e François Laurent realizaram esse feito num balão criado pelos irmãos Montgolfier. Em um balão, o compartimento que mantém o ar quente em seu interior é denominado envelope. Suspenso e fixado a este, encontra-se o cesto do balão. Um balão de massa total M (Envelope + Cesto) desce verticalmente com uma aceleração A (A<G), onde G representa a aceleração da gravidade local. Para que o balão possa ascender com uma aceleração de mesmo módulo A, é necessário eliminar uma certar massa m do cesto do balão. Suponha que a força de sustentação que atua no balão em virtude da diferença de temperatura entre o interior e o exterior do Envelope não sofre mudanças em virtude da variação em sua massa. Ao desprezar todos os efeitos resistivos que porventura possam atuar no balão durante o processo, a massa m a ser eliminada é dada por