Física 2024

Um amador, de passeio a pé, percorreu 5 km para Sul e seguidamente mais 12 km para Leste. O módulo do deslocamento e o espaço percorrido, em km, são respectivamente:

Um automobilista, que se desloca a uma velocidade de 30 km/h, percorreu durante 2 horas, a metade do caminho até ao destino. Com que velocidade, em km/h, ele deve continuar o movimento para alcançar o destino e voltar em 2 horas?

Um projétil animado de uma velocidade de 1000 m/s perfura o muro duma casamata em $10^{-3}\,s$, tendo, depois disso, a velocidade de 200 m/s. Calcule a espessura do muro, em milímetros, assumindo que o deslocamento do projétil dentro do muro seja uniformemente variado.

Uma bala disparada horizontalmente voa a uma velocidade média de 800 m/s. De quanto variará, aproximadamente, a sua posição vertical em metros durante o voo, se a distância até ao alvo for igual a 0.6 km? Assuma $g=9{,}8\ m/s^2$.

Uma carga de massa $m$ é deslocada a uma velocidade constante, num plano horizontal, puxada por dois cabos, a cada um dos quais está aplicada uma força de 500 N. Os cabos formam, entre si, um ângulo de 60º. Determinar o valor aproximado da força de atrito que actua sobre a carga em kN. Sabe-se que $\cos 60^\circ=\frac{1}{2}$ e $\text{sen}\,60^o=0{,}866$

O mastro duma antena (fig. a seguir) encontra-se fixo com a ajuda dum esticador AB que forma um ângulo de 30º com o mastro. A força com que a antena actua sobre o mastro no ponto B (tensão da antena) é igual a 1000 N. Qual é o valor aproximado da força de elasticidade no mastro comprimido e da força que actua sobre o esticador em N?

O sistema, representado na figura abaixo, está em equilíbrio. A barra AB é homogénea e pesa 2,0 kgf. O corpo maciço, C, de volume igual a 0,5 dm³ está imerso num líquido de densidade $1{,}4\times10^3\ kg/m^3$. Considere desprezível a massa e o volume do fio que sustenta o corpo. Determine o valor aproximado da força tensora, em N, no fio que sustenta C e a densidade da substância de que o corpo é feito em kg/m³.

Uma saltadora segura uma vara de peso igual a $29{,}4\ N$ e a equilibra exercendo uma força $\vec U$ para cima com a sua mão dianteira e uma força $\vec D$ para baixo, com a sua mão traseira como ilustra a figura ao lado. O ponto C é o centro de gravidade da vara. Quais são os módulos de $\vec U$ e $\vec D$, em N?

Num plano inclinado de 5 m de altura e 10 m de comprimento, encontra-se um corpo de 50 kg de massa. O corpo sofre a acção da força $\vec F$ orientada horizontalmente e cujo módulo é igual a 300 N. Veja a figura ao lado. Calcular o valor aproximado da aceleração do corpo, em m/s², assumindo atrito desprezível.

Um elevador, cuja massa é 280 kg, desce por um poço de maneira uniformemente acelerada e nos primeiros 10 s percorre 35 m. Achar a tensão do cabo de onde pende o elevador, em N. Considere g = 9,8 m/s².

Um peso suspenso de 9 kg de massa está conectado, por meio duma corda ideal que passa pela gola de uma roldana também ideal, a um bloco cuja massa vale 5 kg que desliza sobre uma mesa plana. Se o coeficiente de atrito cinético for 0,20, determine a tensão na corda em N.

Um automóvel de 4 toneladas de massa desloca-se à velocidade de 36 km/h. Que trajecto, em metros, percorreu o automóvel até se imobilizar se a força de atrito das rodas contra a estrada é igual a 5880 N?

Um projétil antiaéreo disparado verticalmente, explodiu depois de alcançar o ponto mais alto, dando origem a três estilhaços. Imediatamente após a explosão, dois deles afastam-se um do outro com trajetórias perpendiculares, sendo a velocidade do primeiro estilhaço, com 9 kg de massa, 60 m/s e do segundo, de 18 kg de massa, 40 m/s. A velocidade do voo do terceiro estilhaço é 200 m/s. Calcular a massa do terceiro fragmento, em kg.

Uma massa de 3 kg parte do repouso e desliza por uma distância $d$ por um plano inclinado de 30º sem atrito. Ao deslizar, ele entra em contato com uma mola não deformada de massa desprezível como mostra a figura ao lado. A massa desliza mais 0,2 m e depois é colocada momentaneamente em repouso pela compressão da mola de 400 N/m de rigidez. Determine a separação inicial $d$, em metros, entre a massa e a mola.

Uma bolha de gás de 25 cm³ de volume encontra-se no fundo de um lago, a 30 m de profundidade e à temperatura de 4,0 ºC. A bolha sobe à superfície, onde a temperatura é de 20 ºC. Suponha que a temperatura da bolha é sempre igual à da água, na sua vizinhança. Considere a densidade da água igual a $10^3$ kg/m³ e a pressão atmosférica normal (1 atm = 101325 Pa). A pressão a que a bolha de gás se encontra sujeita no fundo do lago, em Pa, e o seu volume imediatamente antes de atingir a superfície em m³ são, respectivamente, cerca de:

Qual deve ser o diâmetro da tubulação, em centímetros, da qual devem passar 5600 m³ de água por uma hora? A velocidade admissível do fluxo de água na tubulação é igual a 2,5 m/s.

Água flui ao longo dum tubo horizontal de área de secção transversal de 48 cm² o qual apresenta um estrangulamento de área de secção transversal de 12 cm² num determinado ponto. Se a velocidade da água no estrangulamento for de 4 m/s e a pressão na secção larga, $1{,}0\times10^5\ Pa$, calcular a velocidade da água, na secção larga, e a pressão no estrangulamento, expressos no SI. Considere $\rho_{agua}=10^3 kg/m^3$.

O gás foi comprimido isotermicamente do volume inicial $V_1=8\ l$ até ao volume $V_2=6\ l$. A pressão aumentou, durante este processo, em $\Delta p=4\ kPa$. Qual é a pressão inicial em kPa?

Em um cilindro, sob um pistão pesado, encontra-se $m=20\ g$ de gás carbônico inicialmente a 20 ºC, o qual, seguidamente é aquecido até a temperatura de 108 ºC. Que quantidade de calor em Joules foi transferida para o gás carbônico, sabendo que durante o aquecimento o gás se expande isobaricamente? Considere $C_V=28{,}8\ J/(mol.K)$, $R=8{,}314\ J/(mol.K)$ e $\mu=44\ g/mol$.

Um determinado motor tem uma potência de 5,00 kW e uma eficiência de 25 %. Supondo que o motor expele 8 kJ de energia térmica em cada ciclo para o ambiente, determine a energia absorvida em cada ciclo, em kJ e o tempo de cada ciclo em segundos.

Um homem entra numa torre com a intenção de conhecer a altura desta. Ele nota que um pêndulo longo se estende do teto quase até ao chão e que o seu período é de 12 s. Determine a altura aproximada da torre, em m e o período do pêndulo, em segundos, se for levado à lua onde a aceleração de gravidade é cerca de 6 vezes menor que a aceleração de gravidade na terra. Considere $g=9{,}8\ m/s^2$.

Uma onda sinusoidal se move ao longo duma corda. O oscilador, que gera as ondas, completa 40 vibrações em 30 segundos. Um dado máximo percorre 425 cm ao longo da corda em 10 segundos. Qual é o comprimento de onda em metros?

A uma distância de 1060 metros do observador, o seu ajudante deu uma martelada no carril de um caminho de ferro. O observador, aplicando o seu ouvido no carril, ouviu o som 3 segundos antes de que o mesmo som lhe alcançasse pelo ar. Qual é a velocidade de propagação do som no aço em m/s? Assume que a velocidade de propagação do som no ar é igual a 340 m/s.

Um electrão que se desloca no campo elétrico aumentou a sua velocidade de $10^7 m/s$ para $3\times10^7\ m/s$. Calcular a diferença de potencial, no SI, entre os pontos inicial e final do deslocamento do electrão. Considere que o quociente da carga do electrão pela sua massa é $\frac{|e|}{m}=1{,}76\times10^{11}C/kg$.

Uma bobina de aquecimento com potência nominal de 10 W é necessária quando a diferença de potencial nela é de 20 V. Calcule o comprimento do fio de nicromio necessário, em metros, para fazer a bobina se a área de secção transversal do fio usado é $10^{-7}m^2$ e a resistividade do nicromio é $10^{-6}\ \Omega.m$.

Um amperímetro é introduzido no ramo do circuito da figura abaixo que contém o resistor R₃. Qual o valor indicado pelo aparelho, em amperes, se $\varepsilon=5{,}0\ V$, $R_1=2{,}0\ \Omega$, $R_2=4{,}0\ \Omega$ e $R_3=6{,}0\ \Omega$?

A figura ao lado representa duas placas horizontais S e S', entre as quais existe um campo eléctrico uniforme. Uma partícula de massa $m=3\times10^{-26}\ kg$ e carga $q=-3{,}2\times10^{-19}C$, inicialmente em repouso na posição O junto da placa S, atinge a placa S' com velocidade de valor igual a $3{,}0\times10^5 m/s$ e sai pelo orifício P.

Ao sair do campo eléctrico, a partícula é submetida a um campo magnético constante $\vec B$, de valor igual a $56\times10^{-2}\ T$, que a faz descrever uma trajectória semicircular e atingir a placa S' no ponto Q. Determine o valor do campo eléctrico entre as placas e a distância entre os pontos P e Q, no SI.

Um objecto encontra-se à distância de 1,8 m de uma lente convergente. Determine a distância focal da lente, expressa no SI, sabendo que a imagem formada é 5 vezes menor do que o objecto.

Duas fontes de luz coerentes S₁ e S₂, estão situadas a uma distância $d=0{,}07\ mm$ uma da outra. A uma distância $D=2\ m$ das fontes coloca-se uma tela. Determinar a distância entre as faixas de interferência sucessivas em metros, próximo ao centro da tela, se as fontes emitem uma luz de comprimento de onda $\lambda=5{,}65\times10^{-5}cm$.