Disciplina · Ciências da Natureza
Questões de Física, da área de Ciências da Natureza, com gabarito em cada página.
A Teoria da Relatividade e seu criador Albert Einstein são protagonistas de diversas produções de Ficção Científica, junto com buracos negros, viagens no tempo, entre outras ideias, que fascinam as produções científicas em filmes e em seriados. No filme O Planeta dos Macacos, astronautas, após entrarem em modo de hibernação, viajam para o futuro. Em dado momento, dois relógios são mostrados: um marcando o tempo, na Terra; outro, marcando o tempo na nave. Na narrativa, a missão falha, levando os astronautas para um planeta habitado por uma sociedade de macacos. Ao saírem da nave, os relógios são novamente mostrados, quantificando os efeitos da Teoria da Relatividade Restrita, permitindo o cálculo da velocidade da nave e a duração total da viagem.
https://publicacoes.ifc.edu.br/a teoria da relatividade presente na ficção científica (adaptada)
Ao considerar que os astronautas viajaram em velocidade constante de 80% da velocidade da luz, em relação à Terra, determine quantos anos os astronautas viajariam, no referencial da Terra, se dormissem durante 120 anos, de acordo com o referencial da espaçonave.
A ficção inspira uma questão de Física. Leia a situação que o protagonista vivencia em Canaã.
"[...] Milkau, alemão, recém-chegado, a uma colônia de imigrantes europeus, no Espírito Santo, aluga um cavalo para ir do Queimado à cidade de Porto do Cachoeiro.
Milkau deseja arrematar um lote de terra. Schultz apresenta-lhe o agrimensor, Sr. Felicíssimo, que está para ir ao Rio Doce fazer medições de terra. Milkau, desejando aí se estabelecer, decide se juntar ao agrimensor e convida Lentz para acompanhá-lo[...]"
ARANHA, Graça (1868-1931). Canaã. 3 ed. São Paulo: Martins Claret, 2013.
Agora, analise a situação sob a ótica da Física. Imagine que, após algumas horas de viagem, o agrimensor percebe estar perdido e tenta usar uma bússola magnética a 6 m abaixo de uma linha de transmissão, que conduz uma corrente constante de 180 A. Os imigrantes, entretanto, chamam a atenção para a influência que a linha de transmissão terá sobre a leitura da bússola.
Considere a permeabilidade magnética do meio 4π.10-7 T.m/A e as informações do texto para responder à questão.
O campo magnético produzido pela linha de transmissão na posição da bússola é de
Como habitante do planeta Terra, sabemos que o Sol é de suma importância para a manutenção da vida em nosso planeta. Esse axioma é cantado também pelos cancioneiros populares. A letra da canção do Bumba meu Boi, da Maioba, Se não existisse o Sol, tem o seguinte trecho:
Se não existisse o Sol
Como seria pra Terra se aquecer
E se não existisse o mar
Como seria pra natureza sobreviver [...]
Na realidade, na perspectiva da Física, se não existisse o Sol, a Terra seria totalmente congelada e, sem a massa do Sol, não haveria a força gravitacional para manter todos os planetas “presos” em órbitas. Tanto a Terra quanto a lua e os demais planetas sairiam “voando” espaço afora.
Sabe-se que a força de atração entre a Terra e o Sol é vinte vezes maior que a força de atração entre Marte e o
Sol. Por sua vez, a massa da Terra é nove vezes maior que a massa de Marte. Utilizando o Sol como referencial,
a razão entre os quadrados dos raios das órbitas de Marte e da Terra é
