Questões Sobre Fundamentos da Cinemática - Física - concurso

Nesse contexto, de acordo com as Leis da Física, pode-se afirmar que

• D) a discussão não é pertinente, pois, no caso, o navio se comporta como um referencial inercial, não afetando o movimento da bola.

Isso ocorre porque o navio está se movendo com velocidade constante em linha reta, o que significa que não há aceleração. Como resultado, o sistema de referência do navio pode ser considerado inercial, pois não há forças atuando sobre ele.

A escolha de jogar de frente ou de costas para o sentido do deslocamento do navio não influenciará no resultado do jogo. A bolinha de pingue-pongue se movimentará de acordo com as leis da física, independentemente da direção em que os jogadores estejam olhando.

É importante notar que, se o navio estivesse acelerando ou desacelerando, a situação seria diferente. Nesse caso, o sistema de referência do navio não seria mais inercial, e a escolha de jogar de frente ou de costas para o sentido do deslocamento do navio poderia afetar o resultado do jogo.

Mas, como o navio está se movendo com velocidade constante, as Leis da Física garantem que o movimento da bolinha de pingue-pongue seja independente do movimento do navio. Portanto, a discussão sobre quem deve ficar de frente ou de costas para o sentido do deslocamento do navio é irrelevante.

O exemplo acima ilustra um conceito fundamental da física: a inércia. A inércia é a tendência de um objeto mantê-lo seu estado de movimento, a menos que seja afetado por uma força externa. No caso do navio, como ele não está sendo afetado por nenhuma força externa, seu movimento é considerado inercial.

A compreensão da inércia é essencial para entender muitos fenômenos físicos, desde o movimento de objetos na Terra até o movimento de estrelas e galáxias no espaço. É um conceito que tem sido estudado e refinado ao longo dos séculos, desde a época de Galileu e Newton até os dias atuais.

Em resumo, a discussão sobre quem deve ficar de frente ou de costas para o sentido do deslocamento do navio não é pertinente, pois o movimento da bolinha de pingue-pongue é independente do movimento do navio. Isso é uma consequência direta da inércia, um conceito fundamental da física.

Segundo os autores de um artigo publicado recentemente na revista The Physics Teacher*, o que faz do corredor Usain Bolt um atleta especial é o tamanho de sua passada.
Para efeito de comparação, Usain Bolt precisa apenas de 41 passadas para completar os 100m de uma corrida, enquanto outros atletas de elite necessitam de 45 passadas para completar esse percurso em 10s.
*A. Shinabargar, M. Hellvich; B. Baker, The Physics Teacher 48, 385. Sept. 2010.

Marque a alternativa que apresenta o tempo de Usain Bolt, para os 100 metros rasos, se ele mantivesse o tamanho médio de sua passada, mas desse passadas com a frequência média de um outro atleta, como os referidos anteriormente.

• A)9,1 s
• B)9,6 s
• C)9,8 s
• D)10 s
• E)11 s

Para responder essa pergunta, é necessário entender como o tamanho da passada e a frequência de passadas afetam o tempo de corrida. Se Usain Bolt mantivesse o tamanho médio de sua passada, mas desse passadas com a frequência média de outro atleta, ele precisaria de mais tempo para completar os 100 metros rasos.

Vamos analisar os dados novamente: Usain Bolt precisa de 41 passadas para completar os 100m em 9,58s (seu tempo recorde). Isso significa que ele tem uma frequência de passadas de aproximadamente 4,26 passadas por segundo (41 passadas / 9,58s).

Já outros atletas de elite necessitam de 45 passadas para completar os 100m em 10s. Isso significa que eles têm uma frequência de passadas de aproximadamente 4,5 passadas por segundo (45 passadas / 10s).

Agora, se Usain Bolt mantivesse o tamanho médio de sua passada, mas desse passadas com a frequência média de outro atleta (4,5 passadas por segundo), quantas passadas ele precisaria para completar os 100m?

Para calcular isso, podemos dividir a distância total (100m) pelo tamanho médio de sua passada. Suponha que o tamanho médio de sua passada seja de aproximadamente 2,44m (baseado em dados de estudos anteriores).

Então, o número de passadas necessário seria de aproximadamente 100m / 2,44m = 41 passadas.

E agora, com a frequência de passadas de 4,5 passadas por segundo, podemos calcular o tempo necessário para completar os 100m:

Tempo = número de passadas / frequência de passadas = 41 passadas / 4,5 passadas/s ≈ 9,1s

Portanto, a alternativa correta é A) 9,1s.

Para resolver esse problema, devemos considerar a física envolvida na queda do microfone e o movimento do veículo. Em primeiro lugar, vamos calcular o tempo que o microfone leva para cair 125 metros até o solo.

Como a resistência do ar é desprezível, podemos considerar que o microfone está em queda livre, com aceleração constante de 10 m/s². Podemos usar a fórmula:

s = s0 + v0t + (1/2)gt²

Onde s é a distância percorrida (125 m), s0 é a posição inicial (0 m), v0 é a velocidade inicial (0 m/s, pois o microfone está parado), t é o tempo que queremos calcular e g é a aceleração da gravidade (10 m/s²). Substituindo os valores, temos:

125 = 0 + 0t + (1/2) × 10 × t²

125 = 5t²

t² = 125/5

t² = 25

t = √25

t = 5 s

Agora que sabemos que o microfone leva 5 segundos para cair, podemos calcular a distância percorrida pelo veículo nesse tempo. A velocidade do veículo é constante e igual a 72 km/h. Para trabalhar com unidades consistentes, vamos converter a velocidade para metros por segundo:

72 km/h = 72 × (1000 m / 3600 s) = 20 m/s

A distância percorrida pelo veículo em 5 segundos é:

d = vt

d = 20 × 5

d = 100 m

Portanto, a resposta correta é A) 100 m.

Vamos resolver esse problema! Primeiramente, precisamos converter a distância entre a Terra e o Sol de quilômetros para metros, pois o ano-luz é dado em metros. Para isso, multiplicamos a distância pela conversão adequada:

150 x 10⁶ km × (1000 m / 1 km) = 150 x 10⁹ m

Em seguida, podemos dividir a distância em metros pela distância de um ano-luz em metros para encontrar a resposta em anos-luz:

(150 x 10⁹ m) ÷ (9,46 x 10¹⁵ m/ano-luz) = x anos-luz

Para resolver essa divisão, podemos reescrever a equação com notação científica:

(1,5 x 10¹¹) ÷ (9,46 x 10¹⁵) = x

Agora, podemos dividir os coeficientes e subtrair os expoentes:

x ≈ (1,5 ÷ 9,46) × 10^11-15 = 0,159 × 10^-4 anos-luz

Em notação científica, essa resposta é:

x ≈ 15,9 x 10^-6 anos-luz

Portanto, a resposta certa é a opção E) 15,9 x 10^-6 anos-luz.

Vamos calcular o tempo gasto pelo veículo para percorrer o trecho entre as cidades A e B. Primeiramente, devemos corrigir o tempo registrado pelo relógio do posto policial da cidade B, pois sabemos que ele está adiantado em 3 minutos e 10 segundos em relação ao relógio do posto policial da cidade A. Logo, o tempo correto no relógio do posto policial da cidade B é:

10h20 min 40 s - 3 min 10 s = 10h17 min 30 s

Agora, podemos calcular o tempo gasto pelo veículo para percorrer o trecho:

10h17 min 30 s - 9h30 min 20 s = 47 min 10 s

O trecho percorrido é de 379 km - 223 km = 156 km. Podemos calcular a velocidade média do veículo:

Velocidade média = Distância / Tempo

Velocidade média = 156 km / 47 min 10 s

Convertendo o tempo para horas:

47 min 10 s = 0,785 horas

Velocidade média = 156 km / 0,785 horas = 199 km/h

Como a velocidade média do veículo é 199 km/h e o limite de velocidade permitida é de 110 km/h, podemos concluir que o veículo trafegou com velocidade média ACIMA do limite de velocidade.

Portanto, a resposta correta é A) Trafegou com velocidade média ACIMA do limite de velocidade.