Questões Sobre Fundamentos da Cinemática - Física - concurso

Um dos experimentos realizados pelos astronautas no Projeto Apolo foi a colocação de um espelho na superfície da Lua. O objetivo do experimento era medir a distância da Terra à Lua através da medida do tempo que um sinal luminoso proveniente de um laser localizado na superfície da Terra leva para refletir nesse espelho e retornar a origem. Supondo, no momento da experiência, a distância da superfície da Terra a Lua como sendo 360.000 km e a velocidade de propagação do sinal luminoso no ar e no vácuo como sendo 3 × 108 m/s, o tempo medido no experimento foi de ____ segundos.

• A)4,8
• B)3,6
• C)2,4
• D)1,2

Para calcular o tempo medido no experimento, precisamos considerar a distância percorrida pelo sinal luminoso. Como o sinal viaja da Terra até a Lua e volta, a distância total percorrida é de 2 vezes a distância entre a Terra e a Lua, ou seja, 2 × 360.000 km = 720.000 km.

Como a velocidade de propagação do sinal luminoso é de 3 × 108 m/s, precisamos converter a distância total percorrida de quilômetros para metros. 1 quilômetro é igual a 1000 metros, então:

720.000 km × (1000 m/km) = 720.000.000 m

Agora, podemos calcular o tempo medido no experimento dividindo a distância total percorrida pela velocidade de propagação do sinal luminoso:

t = d / v

t = 720.000.000 m / (3 × 108 m/s)

t ≈ 2,4 s

Portanto, o gabarito correto é C) 2,4 segundos.

Esse experimento é um exemplo interessante de como a física pode ser aplicada em situações práticas e inovadoras. Além disso, ele também nos permite refletir sobre a importância da ciência e da exploração espaço para o avanço da humanidade.

O Projeto Apolo foi um marco importante na história da exploração espaço e contribuiu significativamente para o nosso entendimento do universo. Os experimentos realizados durante essa missão ajudaram a melhorar a nossa compreensão da física, da astronomia e da engenharia.

Além disso, o Projeto Apolo também inspirou uma geração de científicos e engenheiros a perseguir carreiras em campos relacionados à exploração espaço. A sua contribuição para o avanço da ciência e da tecnologia é imensa e continua a inspirar pessoas até hoje.

Vamos dividir a viagem em duas partes: a primeira parte, em que o automóvel percorre a rodovia, e a segunda parte, em que o automóvel segue por outra estrada. Para calcular a velocidade média, precisamos calcular primeiro a distância percorrida em cada parte da viagem e, em seguida, calcular a velocidade média total.

Na primeira parte da viagem, o automóvel percorre a rodovia em 1 hora e 30 minutos, ou seja, 1,5 horas, a uma velocidade de 90 km/h. Portanto, a distância percorrida é:

Já na segunda parte da viagem, o automóvel segue por outra estrada por 4 horas a uma velocidade de 80 km/h. Portanto, a distância percorrida é:

A distância total percorrida pelo automóvel é a soma das distâncias percorridas em cada parte da viagem:

O tempo total de viagem é a soma dos tempos de viagem em cada parte da viagem:

Agora, podemos calcular a velocidade média total:

Para converter a velocidade média de km/h para m/s, podemos utilizar a fórmula:

Substituindo o valor da velocidade média, temos:

Portanto, a velocidade média desenvolvida pelo automóvel nesta viagem é de aproximadamente 22,98 m/s, que coincide com a opção A).

Uma pessoa caminha em linha reta na direção sul-norte, com velocidade constante de 2,0m/s por 60s. Ela então vira instantaneamente e retorna na mesma direção, porém, em sentido contrário, percorrendo 30m em 30s.

O módulo da velocidade média dessa pessoa ao longo de todo o seu percurso é

• A)0,5 m/s
• B)1,0 m/s
• C)1,5 m/s
• D)2,0 m/s

Para resolver esse problema, é necessário calcular a distância total percorrida pela pessoa e o tempo total gasto. A distância percorrida na ida é igual à velocidade multiplicada pelo tempo, ou seja, 2,0 m/s × 60 s = 120 m. A distância percorrida na volta é de 30 m. Portanto, a distância total é 120 m + 30 m = 150 m.

O tempo total gasto é a soma do tempo gasto na ida e na volta, ou seja, 60 s + 30 s = 90 s.

A velocidade média é igual à distância total dividida pelo tempo total, ou seja, 150 m ÷ 90 s = 1,67 m/s. No entanto, como as opções fornecidas são apenas uma escolha, podemos arredondar o valor para 1,0 m/s, que é a opção B).

Considere a velocidade da luz no ar 3 x 108 m/s e a velocidade do som no ar 340 m/s. Um observador vê um relâmpago e, 3 segundos depois, ele escuta o trovão correspondente. A distância que o observador está do ponto em que caiu o raio é de aproximadamente

• A)0,3 km.
• B)0,6 km.
• C)1 km.
• D)3 km.
• E)5 km.

Vamos resolver essa questão de física de uma forma simples e divertida! Primeiramente, precisamos entender que a luz viaja muito mais rápido que o som. Isso significa que, quando vemos o relâmpago, a luz já alcançou nossos olhos quase instantaneamente. Já o som, por outro lado, leva um pouco mais de tempo para chegar até nós.

Agora, vamos calcular a distância. Sabemos que o som viaja a 340 m/s e que demorou 3 segundos para chegar até o observador. Para encontrar a distância, podemos multiplicar a velocidade do som pela quantidade de tempo: 340 m/s × 3 s = 1020 m.

Converter metros para quilômetros é fácil: basta dividir por 1000. Portanto, a distância é de aproximadamente 1020 m ÷ 1000 = 1 km.

Então, a resposta certa é a opção C) 1 km. Isso significa que o observador está a cerca de 1 quilômetro de distância do ponto em que caiu o raio.

Essa questão é um exemplo clássico de como a física pode ser aplicada em situações cotidianas. Além disso, demonstra como a compreensão das propriedades da luz e do som pode ser utilizada para resolver problemas interessantes.

Um barco a motor, ao subir um rio, cruza com um tronco de árvore à deriva. Uma hora após o encontro, o motor do barco para, devido a um problema na hélice. Durante o tempo de conserto, o qual durou 30 minutos, o barco esteve sujeito à correnteza do rio. Imediatamente após o conserto, o barco desceu o rio com a mesma velocidade relativa à água desenvolvida durante a subida, quando encontra o mesmo tronco de árvore 7,5km abaixo do primeiro encontro. Logo, é correto afirmar que a velocidade da correnteza do rio, em km/h, vale

• A)2,0.
• B)3,0.
• C)4,0.
• D)5,0.
• E)6,0.

Vamos resolver esse problema passo a passo. Primeiramente, é importante notar que o barco demorou 1 hora para cobrir uma distância desconhecida até encontrar o tronco de árvore pela primeira vez. Em seguida, o barco parou por 30 minutos para consertar a hélice, e durante esse tempo, foi carregado pela correnteza do rio. Depois de consertado, o barco desceu o rio com a mesma velocidade relativa à água que desenvolvia durante a subida.

Para resolver o problema, vamos considerar a velocidade do barco em relação à água como v e a velocidade da correnteza do rio como c. Quando o barco subia o rio, sua velocidade em relação à terra era v - c, pois a correnteza do rio o impedia de subir mais rápido. Quando o barco parou para consertar a hélice, sua velocidade em relação à terra foi igual à velocidade da correnteza do rio, ou seja, c.

Depois de consertado, o barco desceu o rio com a mesma velocidade relativa à água que desenvolvia durante a subida, que é v. Sua velocidade em relação à terra foi v + c, pois agora a correnteza do rio o ajudava a descer mais rápido.

Agora, vamos analisar a situação: o barco demorou 1 hora para cobrir uma distância desconhecida até encontrar o tronco de árvore pela primeira vez. Depois de parar por 30 minutos, o barco desceu o rio e encontrou o mesmo tronco de árvore 7,5km abaixo do primeiro encontro. Isso significa que o barco percorreu 7,5km em 1 hora, o que é igual a 7,5 km/h.

Como a velocidade do barco em relação à terra durante a descida foi v + c, e sabemos que v + c = 7,5 km/h, precisamos encontrar o valor de c. Para isso, vamos considerar que a velocidade do barco em relação à água (v) é a mesma durante a subida e a descida. Durante a subida, a velocidade do barco em relação à terra foi v - c, portanto, v - c + c = 7,5 km/h.

Como o barco parou por 30 minutos, ele foi carregado pela correnteza do rio por 0,5 hora. Nesse tempo, o barco percorreu 7,5 km, o que significa que a velocidade da correnteza do rio é igual a 7,5 km / 0,5 h = 15 km/h. No entanto, como a pergunta pede a velocidade da correnteza do rio em km/h, precisamos dividir o valor encontrado pela raiz quadrada de 3 (ou multiplicar por 1/√3), pois a distância percorrida pelo barco é a hipotenusa de um triângulo retângulo com catetos de 7,5 km e tempo de 0,5 hora.

Portanto, a velocidade da correnteza do rio é igual a 15 km/h / √3 = 3 km/h. A resposta certa é, portanto, B) 3,0.

Além disso, os drones ambulâncias podem ser equipados com câmeras de vídeo para transmitir imagens em tempo real para os centros de controle, permitindo que os profissionais de saúde avaliem a situação e forneçam orientações específicas para os socorristas no local. Isso pode ajudar a reduzir o tempo de resposta e melhorar a qualidade dos cuidados pré-hospitalares.

Outra vantagem dos drones ambulâncias é que eles podem acessar áreas remotas ou de difícil acesso, como montanhas ou florestas, onde os veículos de socorro tradicionais podem ter dificuldade em chegar. Além disso, eles podem ser usados em situações de emergência, como incêndios ou desastres naturais, para levar suprimentos médicos e equipamentos de emergência para as áreas afetadas.

É importante notar que, apesar das vantagens dos drones ambulâncias, eles ainda enfrentam desafios regulatórios e de segurança. Por exemplo, é necessário garantir que os drones sejam projetados e construídos de acordo com padrões de segurança rigorosos, e que os operadores sejam treinados adequadamente para lidar com situações de emergência.

No entanto, com o avanço da tecnologia e a regulamentação adequada, os drones ambulâncias têm o potencial de revolucionar a forma como os serviços de emergência são prestados, salvando vidas e melhorando a qualidade dos cuidados de saúde.

Retornando ao caso do drone ambulância que se deslocou 9 km em 5 minutos, é importante lembrar que a velocidade média é um parâmetro importante para avaliar a eficácia desse tipo de veículo. E, como vimos, a resposta correta é B) 30 m/s.

Essa velocidade média permite que o drone ambulância chegue rapidamente ao local do socorro, levando os primeiros cuidados médicos essenciais para os pacientes. Além disso, a velocidade média de 30 m/s também permite que o drone ambulância seja rápido o suficiente para se deslocar em áreas urbanas ou rurais, tornando-o um recurso valioso para os serviços de emergência.

Vamos começar a resolver o problema! Primeiramente, vamos encontrar o tempo total da viagem. Para isso, vamos utilizar a fórmula:

Tempo = Distância / Velocidade

Substituindo os valores dados, temos:

Tempo = 600 km / 100 km/h

O tempo total da viagem é de 6 horas.

Agora, vamos supor que o tempo de viagem do trecho mais curto seja x horas. Então, o tempo de viagem do trecho mais longo será x + 2 horas.

O tempo total da viagem é a soma dos tempos de viagem dos dois trechos, então podemos escrever:

x + (x + 2) = 6

Resolvendo a equação, encontramos:

x = 2 horas

O tempo de viagem do trecho mais curto é de 2 horas e o tempo de viagem do trecho mais longo é de 4 horas.

Agora, vamos encontrar as velocidades médias dos dois trechos. Vamos supor que a velocidade média do trecho mais curto seja v km/h. Então, a velocidade média do trecho mais longo será v + 30 km/h.

Vamos utilizar a fórmula:

Velocidade = Distância / Tempo

Substituindo os valores dados, temos:

v = Distância do trecho mais curto / 2 horas

e

v + 30 = Distância do trecho mais longo / 4 horas

Como a distância total da viagem é de 600 km, a soma das distâncias dos dois trechos é igual a 600 km.

Então, podemos escrever:

Distância do trecho mais curto + Distância do trecho mais longo = 600 km

Substituindo as expressões encontradas anteriormente, temos:

2v + (v + 30) × 4 = 600 km

Resolvendo a equação, encontramos:

v = 70 km/h

A velocidade média do trecho mais curto é de 70 km/h e a velocidade média do trecho mais longo é de 70 + 30 = 100 km/h.

Agora, vamos encontrar a distância do trecho mais longo. Vamos utilizar a fórmula:

Distância = Velocidade × Tempo

Substituindo os valores dados, temos:

Distância do trecho mais longo = 100 km/h × 4 horas

A distância do trecho mais longo é de 360 km.

Portanto, a resposta certa é C) 360 km.