Figura A

Figura B

No dilatômetro, dispositivo utilizado para medir a dilatação térmica linear de certas substâncias metálicas, uma barra metálica oca é anexada de modo que água aquecida (ou vapor aquecido) a uma temperatura conhecida circula em seu interior. Uma das extremidades da barra é fixada de modo que toda a expansão da barra ocorra apenas na outra extremidade livre. Nesta, há uma ponta móvel, que é encostada à barra e, com a dilatação da barra, se move, fazendo girar um eixo acoplado a um ponteiro, que indica a dilação da barra por meio de um mostrador graduado, conforme representado na figura A.

A figura B esquematiza a parte interna do mecanismo composto pela ponta móvel, pelo eixo giratório (cujo raio é r = 5,0 mm) e pelo ponteiro. Ao dilatar-se, a barra move a ponta para a direita, que faz girar o eixo juntamente com o ponteiro, por meio de um acoplamento entre a ponta e o eixo por intermédio de pequenos dentes de engrenagem.

Na situação descrita, supondo-se que não haja deslizamento entre a ponta móvel e o eixo rotativo do dilatômetro, e desprezando-se quaisquer atritos existentes em todo o sistema, é correto afirmar que a calibração da escala do mostrador será obtida quando a razão \(\Delta \phi / \Delta L\), em que \(\Delta \phi\) é a variação angular do ponteiro e \(\Delta L\), a dilatação sofrida pela barra, for igual a

Considerando o gráfico apresentado, que representa o diagrama de fases de certa substância, assinale a opção correta acerca do comportamento físico dessa substância quando submetida a diferentes pressões e temperaturas.

Por meio de um acelerômetro rudimentar formado por uma mola ideal à qual está presa uma massa de 50 g, deseja-se saber a aceleração de subida de um elevador (a partir do repouso até atingir a velocidade final). Para tanto, primeiro mediu-se, ainda no solo, fora do elevador, a deformação da mola em relação ao seu comprimento natural, tendo sido obtido o valor de 5,0 cm. Em seguida, já dentro do elevador, com a mola nele fixada, mediu-se novamente a deformação da mola durante o período em que o elevador subia, com aceleração constante. Nessa nova situação, obteve-se uma deformação de 5,5 cm. 
Com base na situação hipotética descrita, e assumindo o módulo da aceleração gravitacional local como igual a 10,0 m/s², assinale a opção que apresenta a aceleração do elevador.

Para se conhecer o efeito da variação de temperatura no empuxo exercido por líquidos sobre os corpos, imergiu-se totalmente um corpo sólido, cujo coeficiente de dilação volumétrico é 2,0∙10⁻⁵ °C⁻¹, em um líquido, cujo coeficiente de dilatação volumétrico é 5,0∙10⁻⁴ °C⁻¹, e esperou-se que o sistema atingisse o equilíbrio térmico. Nessa situação, verificou-se que o empuxo sofrido pelo corpo havia sido E₀. Variando-se a temperatura do conjunto para 100 °C e aguardando-se novamente o equilíbrio térmico à nova temperatura, o empuxo passou a ser E'.

Considerando-se \(\dfrac{(1+x)}{(1+y)}\) = 1 + x − y para x ≪ 1 e y ≪ 1, conclui-se que, no citado experimento, a razão E₀/E' foi

Acerca do surgimento da mecânica quântica e de seus estudiosos, assinale a opção correta.

A figura precedente ilustra um sistema denominado de pêndulo de Newton, que consiste em somente dois pêndulos idênticos, A e B. O pêndulo A é erguido a uma altura de h₀ em relação à sua posição de equilíbrio e abandonado a partir do repouso desse ponto. Ao descer, colide frontalmente com o pêndulo B, que estava em repouso, elevando-o, após a colisão, a uma altura h' (< h₀) em relação à posição de repouso. Após cada colisão, a temperatura de ambos os pêndulos varia ΔT. Toda a dissipação de energia mecânica é convertida integralmente em energia térmica dos pêndulos e, após cada colisão, um deles permanece totalmente em repouso.

Com base nessas informações, assinale a opção que indica a altura atingida pelo pêndulo A quando o pêndulo B retorna e colide contra ele, considerando g como o módulo da aceleração gravitacional e c como o calor específico do material que constitui os pêndulos.

A fim de se descobrir a capacidade térmica de certo calorímetro, colocou-se dentro dele 50 g de água e verificou-se que o equilíbrio térmico se dava à temperatura de 25 °C. Após isso, introduziu-se um pequeno resistor elétrico que, ligado a uma fonte de tensão, fornecia uma potência de 8,4 W ao conjunto água + calorímetro. A variação de temperatura pôde ser acompanhada por um termômetro imerso no sistema, conforme ilustrado na figura anterior. Após 10 min de funcionamento, verificou-se que a temperatura do conjunto (em um novo equilíbrio térmico) havia atingido 45 °C.

Supondo-se que não haja perdas de calor ao ambiente (ou seja, que toda a energia térmica gerada pelo resistor seja absorvida pelo sistema água-calorímetro) e assumindo-se o calor específico da água como 1 cal∙g⁻¹∙°C⁻¹ e 1 cal = 4,2 J, é correto afirmar que a capacidade térmica do calorímetro é igual a

     Em um laboratório de física, pretendia-se investigar as propriedades de um gás ideal monoatômico de massa atômica igual a 4,0 g/mol. Para tanto, confinou-se certa quantidade desse gás em um cilindro fechado munido de um êmbolo móvel, um manômetro e um termômetro, e submeteu-se esse gás a uma expansão isotérmica. Com esse procedimento, foi possível registrar diversas medidas de sua pressão (em Pa) em função do seu volume (em m³). Por fim, os resultados foram organizados na forma do gráfico precedente, o qual apresenta a pressão (P) em função do volume (V). 
A partir das informações fornecidas, e assumindo que a constante dos gases ideais seja igual a 8 J∙mol⁻¹∙K⁻¹, assinale a opção correta acerca do sistema descrito.

A fim de trocar uma lâmpada queimada de uma luminária, um homem, cujo peso é P_H, apoiou uma escada em uma parede vertical (com a qual não havia atrito) e sobre o piso (com o qual havia atrito estático de coeficiente igual a μ) de modo que a escada fez com o piso um ângulo α, conforme ilustrado na figura precedente. 
A escada é uniforme e homogênea, tem comprimento L e peso P_E. 
No trajeto de subida do homem pela escada, seu peso concentra-se sempre em um único ponto, que deve ser tratado como ponto material.
Considerando essa situação hipotética, assinale a opção em que a expressão dada corresponde à fração do comprimento da escada x/L que o homem poderá subir sem que ela deslize, sendo x o comprimento da escada percorrido, medido a partir do ponto de contato da escada com o piso.

Assinale a opção correta em relação à teoria da relatividade especial, publicada por Einstein em 1905.