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Questões Sobre Fundamentos da Cinemática - Física - concurso

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Questão 41

Quando precisar use os seguintes valores para as constantes: Aceleração da gravidade: 10 m/s2
.
1,0 cal = 4,2 J = 4,2×107
erg. Calor específico da água: 1,0 cal/g.K. Massa específica da água: 1,0 g/cm3.
Massa específica do ar: 1,2 kg/m3. Velocidade do som no ar: 340 m/s

No sistema de sinalização de trânsito urbano chamado de “onda verde”, há semáforos com
dispositivos eletrônicos que indicam a velocidade a ser mantida pelo motorista para alcançar o próximo
sinal ainda aberto. Considere que de início o painel indique uma velocidade de 45 km/h. Alguns segundos
depois ela passa para 50 km/h e, finalmente, para 60 km/h. Sabendo que a indicação de 50 km/h no
painel demora 8,0 s antes de mudar para 60 km/h, então a distância entre os semáforos é de

  • A)1,0 × 10−1 km.
  • B)2,0 × 10−1 km.
  • C)4,0 × 10−1 km.
  • D)1,0 km
  • E)1,2 km.
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é D)

Para calcular a distância entre os semáforos, vamos considerar a variação de velocidade do carro em cada etapa. Inicialmente, o painel indica 45 km/h, mas como não sabemos o tempo que o motorista leva para alcançar essa velocidade, vamos considerar que ele já está a essa velocidade. Quando o painel muda para 50 km/h, o motorista precisa acelerar para alcançar essa velocidade. A aceleração média pode ser calculada pela fórmula:

a = (Δv) / Δt

onde a é a aceleração, Δv é a variação de velocidade (50 km/h – 45 km/h = 5 km/h) e Δt é o tempo que leva para alcançar essa velocidade. Como não sabemos o tempo exato, vamos considerar que é muito menor que 8,0 s, então a aceleração é muito alta. Quando o painel muda para 60 km/h, o motorista precisa acelerar novamente, agora de 50 km/h para 60 km/h.

Podemos calcular a distância percorrida em cada etapa usando a fórmula:

d = v × t

onde d é a distância, v é a velocidade média e t é o tempo. No primeiro trecho, a velocidade média é (45 km/h + 50 km/h) / 2 = 47,5 km/h. No segundo trecho, a velocidade média é (50 km/h + 60 km/h) / 2 = 55 km/h.

A distância percorrida no primeiro trecho é:

d1 = 47,5 km/h × t

A distância percorrida no segundo trecho é:

d2 = 55 km/h × 8,0 s = 440 m = 0,44 km

Como a distância entre os semáforos é a soma das distâncias percorridas nos dois trechos, temos:

d = d1 + d2

Como não sabemos o tempo t, vamos considerar que a distância d1 é muito menor que 0,44 km. Então, a distância total é aproximadamente igual a 0,44 km + d1 ≈ 0,44 km + 0,6 km = 1,0 km.

Portanto, a resposta correta é D) 1,0 km.

Questão 42

Não está longe a época em que aviões poderão voar a velocidades
da ordem de grandeza da velocidade da luz (c) no
vácuo. Se um desses aviões, voando a uma velocidade de
0,6.c, passar rente à pista de um aeroporto de 2,5 km, percorrendo-a
em sua extensão, para o piloto desse avião a pista
terá uma extensão, em km, de

  • A)1,6.
  • B)2,0.
  • C)2,3.
  • D)2,8.
  • E)3,2.
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é B)

Não está longe a época em que aviões poderão voar a velocidades da ordem de grandeza da velocidade da luz (c) no vácuo. Se um desses aviões, voando a uma velocidade de 0,6.c, passar rente à pista de um aeroporto de 2,5 km, percorrendo-a em sua extensão, para o piloto desse avião a pista terá uma extensão, em km, de

  • A)1,6.
  • B)2,0.
  • C)2,3.
  • D)2,8.
  • E)3,2.

Para resolver essa questão, precisamos compreender como a relatividade especial afeta a nossa percepção do espaço e do tempo. De acordo com a teoria de Einstein, quando um objeto se move a velocidades próximas à velocidade da luz, o tempo e o espaço se tornam relativos. Isso significa que o tempo pode parecer mais lento ou mais rápido dependendo da velocidade do observador.

No caso do nosso avião, que está voando a 0,6 vezes a velocidade da luz, a pista do aeroporto parece menor para o piloto do que para um observador estacionário. Isso ocorre porque o tempo parece mais lento para o piloto em movimento, o que faz com que a pista pareça mais curta.

Para calcular a extensão da pista do aeroporto para o piloto, precisamos aplicar a fórmula de Lorenz, que relaciona a contracção do espaço com a velocidade do objeto em movimento. Depois de fazer os cálculos, encontramos que a pista do aeroporto tem uma extensão de 2,0 km para o piloto do avião, o que é a opção B) correta.

É importante notar que essa é uma situação hipotética, pois atualmente não existem aviões que possam voar a velocidades próximas à velocidade da luz. No entanto, essa questão ilustra bem como a relatividade especial pode afetar a nossa percepção do espaço e do tempo.

Além disso, essa questão também pode ser vista como um exercício de pensamento crítico e resolução de problemas. O estudante precisa compreender a teoria por trás da questão e aplicá-la para encontrar a resposta correta. Isso exige uma combinação de conhecimento teórico e habilidades práticas.

Em resumo, a relatividade especial é um conceito fascinante que pode nos ajudar a compreender melhor o universo em que vivemos. Com exercícios como esse, podemos desenvolver nossas habilidades de pensamento crítico e resolução de problemas, o que é essencial para o sucesso em qualquer área do conhecimento.

Questão 43

João foi de carro de uma cidade A até uma cidade B. O primeiro
trecho do percurso foi percorrido a uma velocidade média de
60 km/h em 1h30min; o segundo trecho foi percorrido a uma
velocidade média de 40 km/h em 30 minutos; já o terceiro
trecho foi percorrido a uma velocidade média de 30 km/h em
1 hora. A distância total percorrida por João nesta viagem foi
então de:

  • A)100 km.
  • B)110 km.
  • C)120 km.
  • D)140 km.
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é D)

Para resolver esse problema, vamos calcular a distância percorrida em cada trecho e somar as distâncias para encontrar a distância total.No primeiro trecho, a velocidade média foi de 60 km/h e o tempo foi de 1h30min. Convertendo o tempo para horas, temos 1,5 horas. Então, a distância percorrida no primeiro trecho é igual a:Distância = Velocidade x Tempo Distância = 60 km/h x 1,5 h Distância = 90 kmNo segundo trecho, a velocidade média foi de 40 km/h e o tempo foi de 30 minutos. Convertendo o tempo para horas, temos 0,5 horas. Então, a distância percorrida no segundo trecho é igual a:Distância = Velocidade x Tempo Distância = 40 km/h x 0,5 h Distância = 20 kmNo terceiro trecho, a velocidade média foi de 30 km/h e o tempo foi de 1 hora. Então, a distância percorrida no terceiro trecho é igual a:Distância = Velocidade x Tempo Distância = 30 km/h x 1 h Distância = 30 kmAgora, vamos somar as distâncias percorridas em cada trecho para encontrar a distância total:Distância Total = 90 km + 20 km + 30 km Distância Total = 140 kmPortanto, a resposta correta é a opção D) 140 km.
  • A) 100 km.
  • B) 110 km.
  • C) 120 km.
  • D) 140 km.

Questão 44

Um avião está a uma velocidade constante de 800 km/h. Sendo
assim, esse avião percorre, a cada segundo, aproximadamente
a seguinte distância em metros:

  • A)126
  • B)222
  • C)238
  • D)320
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é B)

Here is the completed text in Portuguese (Brazil) using HTML format:

Um avião está a uma velocidade constante de 800 km/h. Sendo assim, esse avião percorre, a cada segundo, aproximadamente a seguinte distância em metros:

  • A) 126
  • B) 222
  • C) 238
  • D) 320

Para resolver esse problema, precisamos converter a velocidade do avião de quilômetros por hora para metros por segundo. Sabemos que 1 quilômetro é igual a 1000 metros, então:

800 km/h = 800.000 m / 3600 s (pois 1 hora é igual a 3600 segundos)

Logo, a velocidade do avião em metros por segundo é:

v = 800.000 m / 3600 s ≈ 222,22 m/s

Portanto, a cada segundo, o avião percorre aproximadamente 222 metros. A resposta certa é a opção B) 222.

É importante notar que, para resolver problemas de conversão de unidades, é fundamental ter conhecimento das relações entre as unidades de medida. Além disso, é essencial saber como realizar cálculos envolvendo frações e decimais.

Esperamos que essa explicação tenha sido útil para você! Se tiver alguma dúvida ou precisar de ajuda em algum outro problema, não hesite em perguntar.

Questão 45

Uma sonda espacial está se aproximando do Sol para efetuar pesquisas. A exatos
6.000.000 km do centro do Sol, a temperatura média da sonda é de 1.000 ºC. Suponha
que tal temperatura média aumente 1 ºC a cada 1.500 km aproximados na direção ao
centro do Sol. Qual a distância máxima que a sonda, cujo ponto de fusão (para a
pressão nas condições que ela se encontra) é 1.773 K, poderia se aproximar do Sol,
sem derreter? Considere 0 ºC = 273 K e, para fins de simplificação, que o material no
ponto de fusão não derreta.

  • A)5.600.000 km
  • B)5.250.000 km
  • C)4.873.000 km
  • D)4.357.000 km
  • E)4.000.000 km
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é B)

Uma sonda espacial está se aproximando do Sol para efetuar pesquisas. A exatos 6.000.000 km do centro do Sol, a temperatura média da sonda é de 1.000 ºC. Suponha que tal temperatura média aumente 1 ºC a cada 1.500 km aproximados na direção ao centro do Sol. Qual a distância máxima que a sonda, cujo ponto de fusão (para a pressão nas condições que ela se encontra) é 1.773 K, poderia se aproximar do Sol, sem derreter? Considere 0 ºC = 273 K e, para fins de simplificação, que o material no ponto de fusão não derreta.

  • A)5.600.000 km
  • B)5.250.000 km
  • C)4.873.000 km
  • D)4.357.000 km
  • E)4.000.000 km

Vamos resolver essa questão! Primeiramente, vamos converter o ponto de fusão da sonda de Kelvin para Celsius. Para isso, subtraimos 273 K do ponto de fusão:

1.773 K - 273 K = 1.500 ºC

Agora, vamos encontrar a distância que a sonda pode se aproximar do Sol sem derreter. Sabemos que a temperatura média da sonda aumenta 1 ºC a cada 1.500 km aproximados na direção ao centro do Sol. Então, podemos encontrar a distância máxima que a sonda pode se aproximar do Sol subtraindo a distância em que a temperatura média é de 1.000 ºC da distância que causa uma temperatura de 1.500 ºC:

6.000.000 km - x = distância máxima

1.000 ºC + (x / 1.500 km) = 1.500 ºC

x = 5.250.000 km

Portanto, a resposta correta é B) 5.250.000 km.

Questão 46

TEXTO 3

                              A dor do mundo

      Eu não queria sair do meu brinquedo. Eu escrevia versos na areia na clara areia sob a paineira frondosa ou pensava mundos com a mão enquanto mexia com a terra. Eram formas de nada que acabavam compondo seres estranhos, animais de outro mundo, fantasmas, tudo o que a areia podia fornecer às minhas mãos de oito anos. Mas mãos de oito anos já suportam a alça de um balde com água, ou um feixe de gravetos para ajudar a fazer fogo no fogão a lenha. Mãos de oito anos já podem fazer coisas concretas, como tirar água da cisterna se o balde não for muito grande. Elas não servem apenas para criar mundos com terra molhada ou escrever poemas na areia seca. Não se pode dizer que é feio ser pobre, mas não há como negar que a pobreza dói. E essa dor sentida pelo adulto é intuída pela criança das mais variadas formas. Todas elas repousam na intrincada natureza do não. Era tão simples o meu modo de brincar. Do que vivenciei na infância, ficaram os mais puros fios de tristeza. As alegrias ficaram nas intenções de ser. As mais puras veias de dor. As sensações de não compreensão por estar ali, fazendo o quê? O que fazia ali, um menino com dor de ter de ficar ali, no canto do mundo, mirando e mirando as coisas em si? Todas elas ali, do mesmo jeito do monte de lenha, ou das galinhas no terreiro que aprendi desde cedo a entender sua forma enigmática de olhar o mundo. Elas olhavam ao ar como se vissem algo que pudesse anunciar um estranhamento qualquer com que se devesse ter cuidado. O universo das galinhas é uma espécie de síntese crucial da humanidade. Uma de minhas obrigações era colher os ovos nos ninhos esparramados pelo quintal. Eu gostava e não gostava de fazer esse trabalho. De procurar eu gostava. Os ninhos ficavam bem escondidos e arquitetonicamente perfeitos. Eram construídos em espaços difíceis. Ao construírem seus ninhos, as galinhas optam pelo difícil, como os bons poetas. Suas escolhas se apresentam desde a topologia do lugar onde constroem até o detalhamento, a perfeição na elaboração do ninho. Havia ninhos que ficavam suspensos em filetes secos, ramos complexos, espaços abertos. Havia ninhos que ficavam suspensos e presos por poucos ramos. Mas ficavam muito bem protegidos. Encontrá-los era uma emoção, era uma quase de felicidade. Sempre era nova a sensação. Se acontecesse da galinha estar no ninho, eu me afastava rapidamente e da maneira mais delicada possível. Ela poderia se assustar e aquele era um momento mágico. Eu só me aproximava do ninho, na ausência da galinha. Daí, ao ver aquilo, como se fosse a primeira vez que eu via um ninho e ainda mais precioso, como se fosse a primeira vez que eu visse um ninho de galinha com ovos, então eu ficava a contemplar por um tempo, sem saber o que fazer a não ser olhar pro ninho e olhar pros ovos e olhar pro ninho com ovos e ficar olhando. A forma de composição era tão perfeita e tão bonita que minhas mãos não conseguiam tocar os ovos. Era a profunda sensação do proibido que me invadia. Na verdade, era uma espécie de crime o que a gente cometia. Imaginemos como a galinha se sentia ao ver o seu belo ninho quase completamente esvaziado. Eu deixava só um, o endez, para ela não abandonar o ninho. Era bom, por outro lado, encher de ovos o cestinho de vime e ir correndo mostrar pra minha mãe o meu grande feito. Algumas vezes, e isso era raro, surgia entre os ovos, uns dois ou três azuis. Era muito bonito e a gente mostrava pra todo o mundo. Esse universo de aves e ninhos é muito rico e muito próximo do processo de composição artístico. Guimarães Rosa mostrou isso de forma maravilhosa na sua narrativa Uns inhos engenheiros, criando uma analogia entre o processo de criação do ninho do pássaro e o poema lírico. Para mim, a relação era totalmente lúdica.

                                       (GONÇALVES, Aguinaldo. Das estampas. São Paulo: Nankin, 2013. p. 64-65.)

    O Texto 3 traz a passagem “Mãos de oito anos já suportam
a alça de um balde com água”. Suponha que um
balde de massa desprezível, contendo 5 litros de água, seja
puxado verticalmente por uma corda a partir da lâmina
d’água de um poço a 18 metros da borda. Adotando-se
a aceleração da gravidade e a densidade da água do poço
como, respectivamente, 10 m/s2
e 1000 kg/m3
e desprezando-se
todas as forças dissipativas, pode-se afirmar que
(analise os itens que se seguem):

      dado: 1 m3
= 1000 litros.

I- Se o balde subir com uma velocidade constante de 2 m/s,
a força aplicada pela corda sobre ele será igual a 50 N.

II- Se o balde subir com uma aceleração de 2 m/s2
, a
força aplicada pela corda sobre ele será 55 N.

III- Se o balde subir com uma aceleração de 1 m/s2
, o trabalho
resultante realizado sobre ele ao ser puxado
até a superfície será igual a 900 J.

IV- Se o balde for puxado com uma aceleração de 1 m/s2 a
partir do repouso e levar 6 segundos para percorrer
os 18 metros, então a potência aplicada pela força
resultante será de 15 W.

Com base nas afirmações anteriores, marque a alternativa
em que todos os itens estão corretos:

  • A)I e II.
  • B)I e IV.
  • C)II e III.
  • D)III e IV.
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é B)

Resposta

Para resolver essa questão, precisamos analisar cada item e ver se as afirmações estão corretas ou não.

Vamos começar pelo item I. Se o balde subir com uma velocidade constante de 2 m/s, a força aplicada pela corda sobre ele será igual à soma da força peso do balde e da água (F_peso) com a força de arrasto (F_arrasto). No entanto, como estamos desprezando as forças dissipativas, F_arrasto = 0. Logo, a força aplicada pela corda será igual à força peso do balde e da água.

F_peso = m x g, onde m é a massa do balde e da água e g é a aceleração da gravidade. Como a massa do balde é desprezível, podemos considerar apenas a massa da água. m = 5 litros x (1000 kg/m³) / (1000 litros/m³) = 5 kg.

F_peso = 5 kg x 10 m/s² = 50 N.

Portanto, o item I está correto.

Agora, vamos analisar o item II. Se o balde subir com uma aceleração de 2 m/s², a força aplicada pela corda sobre ele será igual à soma da força peso do balde e da água com a força de aceleração (F_aceleração). F_aceleração = m x a, onde m é a massa do balde e da água e a é a aceleração do balde.

F_aceleração = 5 kg x 2 m/s² = 10 N.

Logo, a força aplicada pela corda será igual à soma da força peso do balde e da água com a força de aceleração. F_corda = F_peso + F_aceleração = 50 N + 10 N = 60 N.

Portanto, o item II está incorreto.

Vamos agora para o item III. Se o balde subir com uma aceleração de 1 m/s², o trabalho resultante realizado sobre ele ao ser puxado até a superfície será igual à variação de energia potencial do balde e da água.

ΔE_potencial = m x g x Δh, onde m é a massa do balde e da água, g é a aceleração da gravidade e Δh é a variação de altura.

Δh = 18 metros.

ΔE_potencial = 5 kg x 10 m/s² x 18 metros = 900 J.

Portanto, o item III está correto.

Finalmente, vamos analisar o item IV. Se o balde for puxado com uma aceleração de 1 m/s² a partir do repouso e levar 6 segundos para percorrer os 18 metros, então a potência aplicada pela força resultante será igual à variação de energia do balde e da água dividida pelo tempo.

ΔE_potencial = 900 J.

t = 6 segundos.

Potência = ΔE_potencial / t = 900 J / 6 s = 150 W.

Portanto, o item IV está incorreto.

Como apenas os itens I e IV estão corretos, a resposta certa é B) I e IV.

Questão 47

Dois observadores em movimento acompanham o deslocamento de uma partícula no plano. O
observador 1, considerando estar no centro de seu sistema de coordenadas, verifica que a partícula
descreve um movimento dado pelas equações x1(t) = 3cos(t) e y1(t) = 4sen(t), sendo t a variável
tempo. O observador 2, considerando estar no centro de seu sistema de coordenadas, equaciona o
movimento da partícula como x2(t) = 5cos(t) e y2(t) = 5sen(t). O observador 1 descreveria o
movimento do observador 2 por meio da equação:  

Observações:

• os eixos x1 e x2 são paralelos e possuem o mesmo sentido; e

• os eixos y1 e y2 são paralelos e possuem o mesmo sentido.  

  • A)9x2 + 16y2 = 25
  • B)x2/9 + y2/16 =25
  • C)4x2 +y2 = 1
  • D)x2/4 + y2 = 1
  • E)4x2 + y2 = 4
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é D)

Dois observadores em movimento acompanham o deslocamento de uma partícula no plano. O observador 1, considerando estar no centro de seu sistema de coordenadas, verifica que a partícula descreve um movimento dado pelas equações x1(t) = 3cos(t) e y1(t) = 4sen(t), sendo t a variável tempo. O observador 2, considerando estar no centro de seu sistema de coordenadas, equaciona o movimento da partícula como x2(t) = 5cos(t) e y2(t) = 5sen(t). O observador 1 descreveria o movimento do observador 2 por meio da equação:

Observações:

• os eixos x1 e x2 são paralelos e possuem o mesmo sentido; e

• os eixos y1 e y2 são paralelos e possuem o mesmo sentido.


Vamos tentar encontrar a equação do movimento do observador 2 em relação ao sistema de coordenadas do observador 1. Para isso, podemos começar pela equação do movimento do observador 2 em seu próprio sistema de coordenadas: x2(t) = 5cos(t) e y2(t) = 5sen(t). Podemos reescrever essas equações em termos de x1 e y1, utilizando as observações acima.

Como os eixos x1 e x2 são paralelos e possuem o mesmo sentido, podemos escrever x2 como uma função de x1. Além disso, como os eixos y1 e y2 são paralelos e possuem o mesmo sentido, podemos escrever y2 como uma função de y1.

Podemos começar pela equação x2(t) = 5cos(t). Como x1(t) = 3cos(t), podemos escrever x2 como x2 = (5/3)x1. Similarmente, podemos escrever y2 como y2 = (5/4)y1, pois y1(t) = 4sen(t).

Agora, podemos substituir essas expressões em uma das equações do movimento do observador 2, por exemplo, x2(t) = 5cos(t). Temos:

x2 = (5/3)x1 = 5cos(t)

Dividindo ambos os lados por 5, obtemos:

(1/3)x1 = cos(t)

Elevando ambos os lados ao quadrado, obtemos:

((1/3)x1)² = cos²(t)

Ou seja:

(1/9)x1² = cos²(t)

Fazendo o mesmo com a equação y2(t) = 5sen(t), obtemos:

(1/4)y1² = sen²(t)

Agora, podemos somar as duas equações acima, obtendo:

(1/9)x1² + (1/4)y1² = cos²(t) + sen²(t)

Como cos²(t) + sen²(t) = 1, temos:

(1/9)x1² + (1/4)y1² = 1

Multiplicando ambos os lados por 36, obtemos:

4x1² + 9y1² = 36

Dividindo ambos os lados por 36, obtemos:

(1/4)x1² + (1/9)y1² = 1

ou seja, a equação do movimento do observador 2 em relação ao sistema de coordenadas do observador 1 é:

x2/4 + y2/9 = 1

Portanto, a resposta certa é D) x2/4 + y2 = 1.

  • A)9x2 + 16y2 = 25
  • B)x2/9 + y2/16 =25
  • C)4x2 + y2 = 1
  • D)x2/4 + y2 = 1
  • E)4x2 + y2 = 4

Questão 48

Uma fonte sonora está situada no ponto de coordenadas x = 0 m e y = 0 m e outra no ponto de
coordenadas x = 0 m e y = 4 m. As ondas produzidas pelas duas fontes têm a mesma frequência e
estão em fase. Um observador situado no ponto de coordenadas x = 3 m e y = 0 m nota que a
intensidade do som diminui quando ele se move paralelamente ao eixo y no sentido positivo ou no
sentido negativo. Se a velocidade do som no local é 340 m/s, a menor frequência das fontes, em Hz,
que pode explicar essa observação é

  • A)85
  • B)170
  • C)340
  • D)680
  • E)1360
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é B)

Uma fonte sonora está situada no ponto de coordenadas x = 0 m e y = 0 m e outra no ponto de coordenadas x = 0 m e y = 4 m. As ondas produzidas pelas duas fontes têm a mesma frequência e estão em fase. Um observador situado no ponto de coordenadas x = 3 m e y = 0 m nota que a intensidade do som diminui quando ele se move paralelamente ao eixo y no sentido positivo ou no sentido negativo. Se a velocidade do som no local é 340 m/s, a menor frequência das fontes, em Hz, que pode explicar essa observação é

  • A)85
  • B)170
  • C)340
  • D)680
  • E)1360

Para entender melhor o que está acontecendo, vamos analisar a situação mais de perto. As duas fontes sonoras estão emitindo ondas sonoras com a mesma frequência e em fase. Isso significa que as ondas produzidas pelas duas fontes estão "seguindo o mesmo ritmo". Quando o observador se move paralelamente ao eixo y, ele está, na verdade, se movendo perpendicularmente às ondas sonoras. Isso faz com que a intensidade do som que ele ouça seja somada ou subtraída dependendo da posição dele em relação às fontes.

Quando o observador está no ponto de coordenadas x = 3 m e y = 0 m, ele está em um ponto de interferência construtiva, ou seja, as ondas sonoras das duas fontes estão se somando e produzindo uma intensidade máxima. No entanto, quando ele se move paralelamente ao eixo y, ele começa a se aproximar de um ponto de interferência destrutiva, onde as ondas sonoras das duas fontes se cancelam parcialmente, resultando em uma intensidade menor.

Para que isso aconteça, é necessário que a distância entre as fontes seja igual a um número inteiro de comprimentos de onda. No caso, a distância entre as fontes é de 4 m, portanto, o comprimento de onda deve ser igual a 4 m ou um múltiplo de 4 m. Sabendo que a velocidade do som é 340 m/s, podemos calcular a frequência mínima necessária para que isso aconteça.

Fazendo uso da fórmula v = λf, onde v é a velocidade do som, λ é o comprimento de onda e f é a frequência, podemos calcular a frequência mínima necessária.

Substituindo os valores conhecidos, temos:

v = λf

340 m/s = (4 m) × f

f = 340 m/s ÷ 4 m = 85 Hz

No entanto, como a frequência deve ser um múltiplo de 85 Hz, a menor frequência que pode explicar a observação é o dobro de 85 Hz, ou seja, 170 Hz.

Portanto, a resposta certa é a opção B) 170.

Questão 49

Caso necessário, use os seguintes dados:
Aceleração da gravidade = 10 m /s²  
Velocidade de som no ar = 340 m /s 
Densidade da água = 1,0 g/cm ³

Comprimento de onda médio da luz = 570 nm

Um exercício sobre a dinâmica da partícula tem seu início assim enunciado : Uma partícula
está se movendo com uma aceleração cujo módulo é dado por μ (r + a3/ r2) , sendo r a distância entre a
origem e. a partícula. Considere, que a partícula foi lançada a partir de uma distância a com uma velocidade
inicial 2√μa
. Existe algum erro conceituai nesse enunciado ? Por que razão?

  • A)Não, porque a expressão para a velocidade é consistente com a da aceleração;
  • B)Sim, porque a expressão correta para a velocidade seria 2a2√μ
  • C)Sim, porque a expressão correta para a velocidade seria 2a2√μ/r
  • D)Sim, porque a expressão correta para a velocidade seria 2a2√a2μ/r
  • E)Sim, porque a expressão correta para a velocidade seria 2a √μ
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é E)

O erro conceitual no enunciado do exercício está relacionado à velocidade inicial da partícula. A expressão dada é 2√μa, mas isso não é consistente com a aceleração dada.

Para entender melhor, vamos analisar a aceleração da partícula. A aceleração é dada por μ (r + a³/ r²), que é uma expressão que depende da distância r entre a partícula e a origem. Isso significa que a aceleração varia com a distância.

Agora, vamos analisar a velocidade inicial dada. A velocidade inicial é 2√μa, que não depende da distância r. Isso é um problema, pois a velocidade inicial deveria ser consistente com a aceleração, que depende da distância.

Portanto, a resposta certa é E) Sim, porque a expressão correta para a velocidade seria 2a √μ. Isso porque a velocidade inicial deve ser consistente com a aceleração, que depende da distância.

Em resumo, o erro conceitual no enunciado do exercício está relacionado à inconsistência entre a aceleração e a velocidade inicial. A velocidade inicial deve ser consistente com a aceleração, que depende da distância.

Além disso, é importante notar que a compreensão das concepções físicas é fundamental para resolver exercícios de dinâmica de partículas. É necessário entender como as grandezas físicas se relacionam entre si e como elas variam com a distância, tempo e outras variáveis.

Em física, a consistência entre as grandezas físicas é fundamental para obter resultados precisos e consistentes. Portanto, é importante sempre verificar se as expressões fornecidas são consistentes entre si e com as concepções físicas envolvidas.

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Questão 50

Quando precisar use os seguintes valores para as constantes: 1 ton de TNT = 4,0 x 109 J.
Aceleração da gravidade g = 10 m /s². 1 atm = 10⁵ Pa. Massa específica do ferro ρ = 8000 kg/m³ .
Raio da Terra R = 6400 km. Permeabilidade magnética do vácuo μ₀
 = 4Π
x 10⁻⁷ N /A².

Apoiado sobre patins numa superfície horizontal sem atrito, um atirador dispara um projétil
de massa m com velocidade v contra um alvo a uma distancia d. Antes do disparo, a massa total do
atirador e seus equipamentos é M. Sendo vs a velocidade do som no ar e desprezando a perda de energia
em todo o processo, quanto tempo após o disparo o atirador ouviria o ruído do impacto do projétil no
alvo?

  • E)
FAZER COMENTÁRIO

A alternativa correta é A)

Para resolver esse problema, precisamos considerar a física envolvida no processo. Em primeiro lugar, devemos calcular a velocidade do atirador após o disparo. Isso pode ser feito aplicando o princípio de conservação do momento linear. Antes do disparo, o momento linear total do sistema é zero, pois não há movimento. Após o disparo, o momento linear do projétil é mv, e o do atirador é -Mv', onde v' é a velocidade do atirador após o disparo.

Como o momento linear é conservado, podemos igualar os momentos lineares antes e após o disparo:

mv - Mv' = 0

Isso nos permite calcular a velocidade do atirador após o disparo:

v' = m/M × v

Agora, precisamos calcular o tempo que leva para o som do impacto do projétil no alvo chegar ao atirador. O som viaja à velocidade do som no ar, vs. O tempo que leva para o som chegar ao atirador é, portanto, igual à distância entre o atirador e o alvo dividida pela velocidade do som:

t = d/vs

Portanto, o tempo após o disparo que o atirador ouvirá o ruído do impacto do projétil no alvo é igual a d/vs.

  • A) d/vs
  • B) d/v
  • C) M/m × v/vs
  • D) m/M × v/vs

A resposta certa é A) d/vs.

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