Considere urna gota de tinta de uma impressora eletrostática, com massa m = 2,0 x 10^-10 kg e carga negativa de módulo q = 3,0 x 10^-13 C. A gota entra com velocidade horizontal v_x = 20 m/s em uma região que contém duas placas paralelas de comprimento L = 2,0 cm, que estão carregadas com sinais opostos, e portanto, produzem um campo elétrico constante e uniforme dirigido para baixo, conforme mostra a figura abaixo. Nesse regime. a deflexão vertical y esperada para a gota, ao deixar a região entre as placas, era de 0,50 mm, mas, devido a uma dilatação das placas, a deflexão efetiva foi de 2,00 mm. Qual o valor da dilatação \( \Delta L \) das placas?

A figura abaixo apresenta três arcos de circunferência (1, 2 e 3), fixos, de raios 5 cm, 10 cm e 15 cm, respectivamente, centrados na origem. Os arcos 1 e 2 estão uniformemente carregados, respectivamente, com cargas 4,0 μC e -12,0 μC. O arco 3 possui uma distribuição de carga uniforme Q. Uma carga pontual positiva q = 2 nC localizada na origem tem energia potencial de 28,8 x 10^-4 J. Qual é o valor da carga Q?

Dados: Constante dielétrica k= 9,0 X 10⁹ N.m²/C².

A figura mostra um gerador homopolar, no qual o eixo metálico de um motor faz um disco metálico girar. As duas escovas mostradas na figura ligam esse sistema a um circuito elétrico. Considere um campo magnético de 40,0 mT, uniforme e perpendicular ao plano do disco, que tem raio R = 0,20 m e gira com velocidade angular \( \omega \). Quando o disco está girando, os elétrons de condução que estão na reta que liga o eixo do disco a uma das escovas são forçados a se mover ao longo da trajetória tracejada, mostrada na figura. Com que frequência, em rad/s, o disco deve girar para produzir uma diferença de potencial de 12 V entre seus terminais?

Considere um resistor no interior de um cilindro contendo um gás ideal monoatômico. O resistor está ligado a uma fonte de tensão contínua. Inicialmente, quando a tensão fornecida era de 20 V, o êmbolo de massa m_e = 1 kg se deslocou a uma velocidade constante devido à expansão isobárica. Depois, um bloco de massa 5 kg é posto sobre o êmbolo. Qual deve ser a nova tensão fornecida, para que o êmbolo se mova à mesma taxa da situação anterior?

O ciclo Brayton é um ciclo termodinâmico bastante empregado em refrigeração. Nele, a substância de trabalho passa por 4 processos, a saber: processos AB (expansão isobárica), BC (compressão adiabática), CD (compressão isobárica) e DA (expansão adiabática). Suponha que a substância de trabalho seja um gás ideal diatômico, cujo número de mols permanece constante em todas as etapas do ciclo. Analise as afirmativas abaixo, referentes a esse ciclo, e assinale, em seguida a opção correta.

I - O gás absorve calor durante o processo AB.

II - A temperatura do gás no estado C é igual à do gás no estado B.

III - Durante o processo CD, a energia interna do gás aumenta.

IV - O coeficiente de desempenho do refrigerador é igual a (T_D +T_A - T_C - T_B) / (T_D - T_C).

Observe a figura abaixo.

A figura acima é uma representação (fora de escala) do diagrama de fases da água. O ponto correspondente à pressão P_C e temperatura T_C é o ponto triplo. A partir da análise desse diagrama, é correto afirmar que:

Observe a figura abaixo.

A figura acima apresenta parte da curva de aquecimento de uma massa m de água, expressa em º⌀ em função do tempo. No eixo do tempo, t_f corresponde ao último instante em que toda a massa m estava no estado sólido, a uma temperatura de 7,5 º⌀. Considerando que a massa m recebe calor exclusivamente a partir de uma fonte térmica a uma taxa constante e igual a 7500 cal/min, e desprezando perdas de calor da água para o ambiente e/ou para o recipiente que o contém, é correto afirmar que o instante t_e é igual a:

Dados: t_f = 10s; c_água = 1cal/gºC; e L_fusão,gelo = 80 cal/g.

O corpo humano é capaz de absorver e emitir calor de diferentes maneiras, uma delas por irradiação. A diferença entre o fluxo de energia irradiada da pele para o ambiente e a energia absorvida pela pele proveniente do ambiente, é chamada de potência líquida (P_L). Assim, a P_L corresponde ao fluxo líquido (ganho ou perda) de energia do corpo humano por segundo, por irradiação. Considerando que a temperatura da pele humana é de aproximadamente 33,2 ºC (que naturalmente é um pouco abaixo da temperatura interna) a uma temperatura ambiente de aproximadamente 20 ºC, assinale a alternativa que corresponde ao módulo do fluxo líquido de energia, por dia, por uma pessoa, em unidades de caloria alimentar (1 caloria alimentar = 4 x 10³ J).

Dados:

Área da pele humana: aproximadamente 1,5 m²;

Poder emissivo do corpo negro a 33,2ºC: aproximadamente 498 W/m²;

Poder emissivo do corpo negro a 20ºC: aproximadamente 418 W/m²; e

Emissividade e absorvidade da pele humana: aproximadamente 0,98.

Despreze variações da temperatura da pele humana e do ambiente ao longo do dia.

Em um laboratório de física, um professor faz uma demonstração sobre o fenômeno dos batimentos, que é decorrente da interferência de ondas sonoras. Para isso, dois autofalantes A e B estão separados por uma certa distância, e emitirão ondas sonoras senoidais a 510 Hz. Na mesma linha que une os autofalantes, há um trilho sobre o qual se move um carrinho, cuja velocidade pode ser ajustada, e sobre o qual sentarão os estudantes. Assim, quando o carrinho se move entre os autofalantes, as ondas sonoras percebidas possuem uma frequência diferente de 510 Hz, cuja intensidade oscila com uma frequência f_bat, que é a frequência dos batimentos. Considerando que, em média, o ouvido humano é capaz de perceber batimentos de até 15 Hz, qual é a velocidade limite em que o carrinho pode se movimentar entre os autofalantes, para que os batimentos possam ser percebidos pelos estudantes? Considere que a velocidade da propagação da onda sonora no ar é de 340 m/s e despreze ruídos e a existência de outras fontes sonoras durante a demonstração do professor.

Observe as figuras abaixo:

Na ausência de gravidade, não é possível medir a massa de um corpo por meio de balanças convencionais. Entretanto, se o corpo for acoplado a uma mola e colocado para oscilar em um movimento harmônico simples (MHS), as características do movimento permitem obter uma boa estimativa do valor da sua massa m (minimizando possíveis formas de dissipação de energia durante a oscilação). Assim, para estimar o ganho ou perda de massa durante uma missão espacial, um astronauta pode medir a sua própria massa, sentando em um aparato formado por uma cadeira de massa desprezível ligada a uma mola de constante elástica k. O aparato possui um sensor de posição do sistema massa+cadeira, que exibe na tela de um computador a posição do astronauta (e cadeira) em função do tempo. Os gráficos acima correspondem aos gráficos da posição em função do tempo, que foram obtidos durante uma missão espacial, referentes às oscilações do astronauta (sentado na cadeira), no 1° dia sem gravidade, no 100º dia sem gravidade, e de uma massa padrão de 6,0 kg apoiada sobre a cadeira, também na condição de ausência da gravidade. Com base nesses gráficos é correto afirmar que a variação da massa do astronauta foi, com precisão de uma casa decimal,