Para determinar a aceleração de um elevador, fixou-se em seu teto uma mola ideal, conectada a uma massa. Na mola, com o elevador em repouso, mediu-se uma elongação de 5 cm; já com o elevador em movimento ascendente e acelerado, a elongação era de 6 cm.

Admitindo que a massa seja de 100 g, a aceleração do elevador, em m/s², é de:

Em um experimento escolar, para determinar a quantidade de água evaporada durante o processo de ebulição, seguiram-se os seguintes procedimentos, ilustrados pela imagem:

• colocou-se um volume de água dentro de um recipiente posicionado sobre uma balança;
• inseriu-se uma fonte de calor de potência efetiva de 2700 W no interior do recipiente;
• aqueceu-se a água ali contida até 100 ºC;
• em 2 minutos, desligou-se a fonte de calor e mediu-se a massa de água restante no recipiente.

Admita que o experimento seja realizado ao nível do mar, que o calor latente de vaporização da água seja de 540 cal/g e que 1J = 0,24 cal.

A massa de água, em gramas, evaporada durante o processo de ebulição, corresponde a:

No projeto de uma cozinha industrial, um eletricista precisa escolher o fio condutor que, ao ser conectado a uma tensão de 120 V, seja capaz de suportar a potência máxima de 9600 W consumida quando todos os aparelhos elétricos estão ligados. Para isso, ele analisou fios de um mesmo material com os seguintes calibres e respectivos diâmetros:

Considere que serão necessários 90 m de fio, com seção reta circular e resistividade elétrica de aproximadamente \( 1,8 \times 10^{-8} \, \Omega \cdot m \).

Considerando \( π = 3 \), o diâmetro mínimo do fio condutor a ser escolhido corresponde ao calibre de número:

Nas teias de aranha, ocorrem vibrações mecânicas que se propagam por seus fios de seda, permitindo que aranhas cacem suas presas. Considere os seguintes dados para uma situação em que um pequeno inseto colide contra uma teia:

• distância entre a aranha e o pequeno inseto na teia = 60 cm;
• tensão mecânica igualmente distribuída em todos os fios da teia = 9 x 10^-3 N;
• densidade linear de cada fio = 4 x 10^-9 kg/m;
• tempo desprezível de reação da aranha. 1600

O intervalo de tempo decorrido, em milissegundos, para que o pulso propagado pela colisão do inseto na teia seja percebido pela aranha, é igual a:

Na saída de um quartel do Corpo de Bombeiros, existe, por medida de segurança, um espelho esférico convexo cujo raio de curvatura apresenta valor, em módulo, de 60 cm. Considere que, ao sair do quartel em uma viatura, um bombeiro observa um veículo parado, localizado a 7 m do vértice do espelho.

Nessas condições, a medida do módulo da distância, em centímetros, da imagem do veículo em relação ao vértice do espelho é, aproximadamente, de:

Em um procedimento industrial, a massa de determinado gás, ideal e monoatômico, que está contida em um recipiente, experimenta um processo de transformação termodinâmica. Nesse processo, a pressão P, em função do volume V, nesse recipiente, apresenta o comportamento indicado no gráfico a seguir.

Durante tal processo, o calor recebido pelo gás, em joules, é igual a:

Uma das peças fundamentais do desfibrilador é o capacitor, componente eletrônico que armazena energia elétrica e a descarrega sob a forma de um choque. Essa descarga elétrica, ao ser aplicada no coração de uma pessoa com arritmia ou fibrilação, pode restabelecer os batimentos cardíacos. Observe no gráfico a curva de carga do capacitor de um desfibrilador, em função da tensão elétrica U:

Admitindo que o capacitor seja carregado com uma diferença de potencial de 1200 V, a energia elétrica, em joules, armazenada nesse capacitor é igual a:

Em algumas rodovias brasileiras, existem áreas de escape, recurso de segurança que permite a veículos com problemas de frenagem parar sem causar acidentes, conforme ilustra a imagem.

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Considere que o motorista de um caminhão, com massa total de 12 toneladas e velocidade de 86,4 km/h, está com problemas de frenagem e entra em uma área de escape com desaceleração de 7,2 m/s².

O módulo do trabalho realizado pela força resultante, em megajoules, até o caminhão parar, corresponde a cerca de:

De acordo com os postulados da teoria da relatividade especial, de Albert Einstein, dois observadores que possuem movimento relativo entre si observam intervalos de tempo diferentes. Considere um observador P, em repouso na Terra, e um observador N, deslocando-se em uma nave. A relação entre os intervalos de tempo marcado pelos dois observadores é dada pela seguinte expressão:

\( \Delta t = \dfrac{\Delta t'}{\sqrt{1 - \dfrac{v^2}{c^2}}} \)

\( \Delta t \) – intervalo de tempo medido pelo observador P, em repouso, no referencial x

\( \Delta t' \) – intervalo de tempo medido pelo observador N, em movimento, no referencial x’

v – velocidade do referencial x’ em relação ao referencial x

c – velocidade da luz no vácuo Sabe-se que, com base na teoria de Einstein, \( \Delta t > \Delta t' \).

Admita que o observador N realiza uma viagem com velocidade v = 0,75 c, sendo \( \Delta t' \) = 6,6 horas, em relação ao observador P.

Nessas condições, o intervalo de tempo \( \Delta t \) dessa viagem, em horas, medido pelo observador P, corresponde, aproximadamente, a:

Para analisar um líquido em repouso, contido em um recipiente aberto, um pesquisador verificou a variação da pressão hidrostática P, em função da profundidade h, no interior do líquido. Observe, no gráfico, os resultados encontrados e, na tabela, valores da densidade de quatro líquidos:

Considere a aceleração da gravidade local igual a 10,0 m/s² e a pressão atmosférica igual a 1,0 x 10⁵ N/m².

Com base nos dados apresentados, utilizou-se no experimento o seguinte líquido: