Na figura a seguir, temos um capacitor de placas paralelas de área A separadas pela distância d. Inicialmente, o dielétrico entre as placas é o ar e a carga máxima suportada é Q_a. Para que esse capacitor suporte uma carga máxima Q_b, foi introduzida uma placa de porcelana de constante dielétrica k e espessura d/2. Considerando que seja mantida a diferença de potencial entre as placas, determine a razão entre as cargas Q_b e Q_a.

Em um calorímetro de capacidade térmica desprezível, foi misturado 1 kg de água a 40 °C e 500 g de gelo a -10 °C. Após o equilíbrio térmico, a massa de água, em gramas, encontrada no calorímetro foi de:

(Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g°C; calor específico do gelo = 0,55 cal/g.°C; calor latente de fusão do gelo = 80,0 cal/g.)

Patrick é um astronauta que está em um planeta onde a altura máxima que atinge com seus pulos verticais é de 0,5 m. Em um segundo planeta, a altura máxima alcançada por ele é seis vezes maior. Considere que os dois planetas tenham densidades uniformes μ e 2μ/3, respectivamente. Determine a razão entre o raio do segundo planeta e o raio do primeiro.

Em um recipiente contendo dois líquidos imiscíveis, com densidade ρ₁= 0,4 g/cm³ e ρ₂= 1,0 g/cm³, é mergulhado um corpo de densidade ρ_c= 0,6 g/cm³, que flutua na superfície que separa os dois líquidos (conforme apresentado na figura). O volume de 10,0 cm³ do coipo está imerso no fluido de maior densidade. Determine o volume do corpo, em cm³, que está imerso no fluido de menor densidade.

Em uma mesa de 1,25 metros de altura, é colocada uma mola comprimida e uma esfera, conforme a figura. Sendo a esfera de massa igual a 50 g e a mola comprimida em 10 cm, se ao ser liberada a esfera atinge o solo a uma distância de 5 metros da mesa, com base nessas informações, pode-se afirmar que a constante elástica da mola é:

(Dados: considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².)

Uma régua escolar de massa M uniformemente distribuída com o comprimento de 30 cm está apoiada na borda de uma mesa, com 2/3 da régua sobre a mesa. Um aluno decide colocar um corpo C de massa 2M sobre a régua, em um ponto da régua que está suspenso (conforme a figura). Qual é a distância mínima x, em cm, da borda livre da régua a que deve ser colocado o corpo, para que o sistema permaneça em equilíbrio?

Um automóvel viaja em uma estrada horizontal com velocidade constante e sem atrito. Cada pneu desse veículo tem raio de 0,3 metros e gira em uma frequência de 900 rotações por minuto. A velocidade desse automóvel é de aproximadamente:

(Dados: considere π = 3,1.)

Em um determinado instante um objeto é abandonado de uma altura H do solo e, 2,0 segundos mais tarde, outro objeto é abandonado de uma altura h, 120 metros abaixo de H. Determine o valor de H, em m, sabendo que os dois objetos chegam juntos ao solo e a aceleração da gravidade é g = 10 m/s².

Observando um fenômeno físico, Tamires, uma pesquisadora da NASA, verificou que determinada grandeza era diretamente proporcional ao produto de uma força por uma velocidade e inversamente proporcional ao produto do quadrado de um peso pelo cubo de uma aceleração. Sabendo-se que a constante de proporcionalidade é adimensional, a expressão dimensional da referida grandeza é:

O rendimento de uma máquina térmica ideal de Carnot operando entre duas fontes com temperaturas T₁ = 187°C e T₂ = 67°C é igual a

Duas colunas verticais de 1 m de altura e 10 cm de diâmetro estão ligadas por um cano de volume desprezível na sua parte inferior. As colunas estão preenchidas com um mesmo líquido até 50 cm de sua altura, com comunicação pelo cano que as liga. Uma placa de diâmetro 10 cm e massa desprezível é apoiada sobre a superfície do líquido num dos cilindros e, sobre ela, é colocado um cubo de massa m = 500 g, e as alturas das colunas de líquido se alteram até que o sistema fique em equilíbrio. Observa-se que, nessa situação, a coluna líquida abaixo da placa tem 30 cm de altura. Suponha que não há atrito entre a placa e as paredes da coluna e que, nesse mecanismo, a placa suportando o cubo continua na superfície do líquido. Nessas condições, a densidade do líquido (em g/cm³) é

Uma esfera de um material cujo calor específico é igual a 0,09 cal/g°C, de massa igual a 100 g, é aquecida de forma que sua temperatura passe de 20°C para 40°C. Nessas condições, a quantidade de calor recebida pela esfera e a capacidade térmica da esfera são, respectivamente:

A uma pressão P e temperatura T, n moles de gás ideal realizam uma expansão isotérmica reversível passando de um volume inicial V₁ para um volume final   Se 2n moles do mesmo gás, a uma pressão P e temperatura T/4 realizam outra expansão isotérmica, passando de um volume inicial V_i a um volume final V_f , e o trabalho realizado nas duas transformações foi o mesmo, então o quociente  é igual a

Um ponto material de massa m move-se no plano 0xy sob ação exclusiva de uma força conservativa cuja energia potencial é No instante t₀ = 0 esse ponto está na posição (1,0), com uma velocidade v₀ de intensidade 1. Se em um instante T > 0 esse ponto material está na circunferência de centro na origem e raio √3/3, qual é a intensidade de sua velocidade nesse instante?

Um balão de forma esférica, sujeito apenas à força peso e ao empuxo, sobe verticalmente a partir do solo com uma aceleração constante de 2 m/s². A massa do balão é de 36π kg, a densidade do ar é de 1.2 kg/m³ e a aceleração da gravidade é de 10 m/s². Nessas condições, qual é o raio do balão?

Três capacitares de valor C₁ = C₂ = C₃ = 540pF estão associados em série. Então, a capacitância equivalente do sistema é igual a

Assinale a afirmação correta:

Uma bola de borracha de massa m = 0.4 kg é lançada verticalmente, para baixo, com velocidade inicial v₀ = √5 m/s a uma altura de 2.25m do chão. Ao chocar-se com o solo, a bola perde 20% de sua energia mecânica total e passa a subir, mantendo-se em um movimento vertical, sob ação exclusiva da força peso até atingir novamente o solo, quando volta a perder 20% de sua energia e o ciclo recomeça.

Se a aceleração da gravidade no local é g = 10 m/s², qual a altura máxima que a bola alcança após chocar-se com o solo pela segunda vez?

A tecnologia dominante nos controles remotos de televisores (TV) é o infravermelho (IV). A premissa básica do funcionamento de um controle remoto IV é o uso da “luz” para levar sinais entre um controle remoto e o aparelho que ele controla. Assim, o controle da TV é apenas um gerador de IV, tendo cada botão uma frequência diferente, e então, de acordo com a frequência recebida pela TV, ela interpreta como sendo um comando (exemplo: trocar de canal).

Considerando que o comprimento de onda do IV utilizado nos controles remotos de TV varia de 750 nm a m 1000µm , a energia carregada por um fóton na informação enviada à TV estará no intervalo, em eV, cuja ordem de grandeza vale

SECA VIRA TEMA DE EXCURSÃO E AULA DE CIÊNCIA EM ESCOLAS

Thais Bilenky de São Paulo 26/10/2014 02h00

(...) Como no Vera Cruz, a crise da água tem motivado atividades em diversos colégios da cidade. Na rede municipal, 34 escolas ficaram sem água na semana passada.

A Secretaria de Educação diz que incentiva debates sobre o tema e sua inclusão em projetos interdisciplinares.

Nas escolas particulares, problemas de abastecimento não são comuns. A falta de água é abordada para efeito pedagógico - como no colégio Rio Branco, que tem promovido bate-papos e estudos. (...)

(Disponível em: www1.folha.uol.com.br/cotidiano. Acesso em: 14 fev. 2017)

Motivado pelo trecho do artigo acima exposto, um professor de física lançou um desafio para os alunos do 3° ano em uma escola onde, frequentemente, falta água. Tal desafio consistia em determinar o volume d’água em um reservatório de difícil acesso.

Para a determinação deste volume d’água os alunos deveriam utilizar somente um circuito elétrico constituído de um voltímetro ideal V, uma bateria de fem igual a 12 V e resistência interna igual a 1 Ω , além de um resistor ôhmico R igual a 2 Ω e um reostato AB, feito de material de resistividade elétrica constante, cuja resistência elétrica pode variar de 0 a 4 Ω , de acordo com a posição da bóia que é ajustada pela altura do nível d’água do reservatório. Depois de algum tempo, os alunos apresentaram o projeto ao professor, conforme esquematizado na figura a seguir.

De acordo com o projeto, o volume d’água no reservatório pode ser calculado por meio da ddp nos terminais da bateria, registrada pelo voltímetro. Sendo a capacidade máxima deste reservatório igual a 20 m³ , desconsiderando as resistências elétricas dos fios de ligação que estão isolados e o atrito do suporte da boia com o reostato, quando o voltímetro indicar 9,0V , o volume d’água neste reservatório será, em m³ , igual a