Questões de Física, da área de Ciências da Natureza, com gabarito em cada página.
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Observe a tirinha.
Disponível em: <http://www.cbpf.br/~caruso/tirinhas/>.
A tirinha anterior mostra um experimento com corpos em
queda livre no vácuo, explicado satisfatoriamente por
Galileu. Nesse caso, pode-se afirmar que
Fluxo sanguíneo é a quantidade de sangue que passa por uma secção transversal de um vaso, por unidade de tempo. Normalmente, o fluxo sanguíneo é medido em mililitros por minuto ou litros por minuto. Em um adulto, em condições normais e no estado de repouso, o fluxo é cerca de 5.000 mL/min.
O fluxo ao longo de um vaso é definido por dois fatores: o gradiente de pressão entre as extremidades deste vaso e a resistência ao fluxo. Sendo assim, o fluxo é diretamente proporcional à diferença de pressão entre as duas extremidades de um vaso, porém inversamente proporcional à resistência. A diferença de pressão entre as duas extremidades não é a pressão absoluta no vaso, pois, se a pressão nas extremidades fosse igual, não haveria fluxo.
Disponível em:<http://www.uff.br/fisio6/aulas/aula_03/topico_11.htm> . Acesso em: 8 de outubro de 2016.
Na situação descrita, a lei física que traduz o conceito de fluxo é a
A função do ouvido humano é converter ondas mecânicas aéreas em sinais elétricos para que o processo de escuta possa acontecer. O ouvido humano possui 3 partes: ouvido externo, ouvido médio e ouvido interno. O ouvido externo é composto pela orelha e pelo canal auditivo externo, funciona como um tubo aberto numa extremidade e fechado na outra pelo tímpano. O ouvido médio é formado basicamente pelo tímpano e por três ossículos. O tímpano tem, aproximadamente, 0,50 cm2 de área e vibra proporcionalmente à frequência das ondas mecânicas que percorrem o canal auditivo externo. Os três ossículos funcionam como uma alavanca e transmitem a vibração timpânica para o fluido presente no ouvido interno. Essa transmissão se dá por meio da comunicação entre o estribo (um dos ossículos) e uma estrutura chamada de janela oval, com 0,030 cm2 de área, que recebe dos ossículos cerca de uma vez e meia a força aplicada no tímpano.
Pelo exposto acima, pode-se concluir que a pressão na janela oval é igual a
No ar rarefeito, pensamentos confusos, falas arrastadas e, até mesmo, alucinações fazem parte da escalada. Evidências sugerem que altitudes acima de 4700 m, em que a pressão é menor do que 0,65 x 105 Pa, podem causar danos irreparáveis ao cérebro. Nessas altitudes, a quantidade de hemácias que recebem O2 pode diminuir, o que pode justificar os danos cerebrais. Um estudo, publicado no The American Journal of Medicine, mostrou que exames de ressonância magnética realizados em diversos montanhistas revelaram lesões cerebrais, atrofias e aumento dos espaços de Robin, que drenam o fluido cerebral (o aumento desses espaços ocorre principalmente na velhice).
Traduzido e modificado de “Rock and Ice Magazine” e www.marski.org.
Acesso em: em 15 de setembro de 2016.
Pelo exposto acima e sobre a variação da pressão atmosférica com a altura, pode-se afirmar que os montanhistas
Muitas pessoas acham que praticar exercícios estando gripado facilita a saída da virose do corpo. Na verdade, o contrário é recomendado, ou seja, repouso é necessário para a amenização da virose. A ciência explica que existe uma probabilidade muito alta de o quadro clínico da virose piorar quando se fazem exercícios físicos sob qualquer intensidade. Nesse caso, por exemplo, a febre apresentada pelo paciente pode subir 2 °C acima da temperatura normal (37 °C). Sendo assim, considerando uma pessoa com 100 kg, pode-se afirmar que, para produzir essa diferença de temperatura, é necessária uma quantidade de energia com um valor mais aproximado de
OBS.:
cágua (calor específico da água) = 4000 J/kg ˑ K, ccorpo humano
(calor específico do corpo humano) = 83% do cágua
Em uma academia, um atleta com massa de 64 kg executa um conhecido exercício, o apoio de frente. Tal atividade consiste em flexionar os braços até, praticamente, atingir o peito no solo e subir novamente. A figura abaixo ilustra a posição inicial do exercício. De acordo com a figura, a força de contato de superfície sobre cada mão, considerando o atleta em repouso, valerá, aproximadamente,
Disponível em: <http://www.doutorcoracao.com.br/>. (Fonte modificada)
A aorta, a maior artéria do organismo, conduz todo o sangue bombeado pelo coração para as demais artérias. Tal artéria se eleva para cima a partir do ventrículo esquerdo do coração e curva-se para baixo para levar o sangue para o abdômen.
Considere essa curvatura da aorta como um trecho semicircular de diâmetro 5,0 cm. Sabendo que o sangue flui por esse trecho curvo com velocidade angular de módulo constante de 14 rad/s, qual é a aceleração a que o sangue estará submetido?
O paraquedismo é visto como um esporte radical e atrai milhares de adeptos em todo o mundo. Entre as suas peculiaridades, estão a variedade de modalidades e as manobras arriscadas que são executadas por seus praticantes. Tais adeptos, antes de abrir o paraquedas, atingem velocidades terminais altíssimas e passam a cair com velocidade constante.
Disponível em:<http://www.futurasaude.com.br/>. (Fonte modificada)
Um paraquedista, de massa m = 70 Kg, faz um salto de um avião. Durante a queda, o esportista atinge a velocidade terminal de 45 m/s. Considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s2 , a força de atrito com o ar (arrasto), em newtons, no momento em que ele atinge a velocidade máxima vale
A integridade da membrana plasmática é vital para que as células executem de forma eficiente suas funções. A membrana celular é uma estrutura composta por duas camadas lipídicas que separam o meio intracelular do extracelular.
Disponível em:<http://cronodon.com/BioTech/Membranes.htm> .
Por ser uma estrutura em bicamada isolante e possuir a propriedade de separar soluções condutoras tanto do meio intra como do extracelular, a membrana plasmática é responsável pelas propriedades dielétricas das células e tem características capacitivas, demonstrando uma capacitância de 1 µF/cm2 .
OBS.:Considere a permissividade do vácuo como sendo 9 x 10–12 F/m e a constante dielétrica dos lipídios igual a 2.
Sobre o exposto acima, pode-se afirmar que a espessura d
da membrana plasmática é, aproximadamente, igual a
O gráfico abaixo revela a pressão hidrostática P versus a profundidade H em três líquidos distintos X, Y e Z. O mesmo bloco foi totalmente submerso a uma mesma profundidade em cada um dos líquidos. Relacionando as intensidades empuxos E a que o bloco ficou submetido em cada circunstância, tem-se que
O tênis é um esporte baseado na imprevisibilidade. A imprevisibilidade de duração do ponto, seleção do golpe, estratégia, tempo de jogo, clima e o oponente influenciam as demandas fisiológicas da modalidade. Ao contrário de outros esportes, o tênis não tem tempo limite para o seu término. Isso resulta na ocorrência de jogos que duram menos de uma hora e outros que duram mais de 5 horas. Portanto, essas variações requerem que o tenista de sucesso seja altamente treinado anaerobiamente para a realização das atividades durante o jogo e aerobiamente para melhorar a recuperação durante e após as partidas. Durante um saque, o impacto da raquete com a bola, de cerca de 60 g, dura em média 0,05 segundo.
Disponível em: <http://www.efdeportes.com/>. (Fonte modificada)
Numa partida, um tenista profissional saca uma bola com uma velocidade de 60 m/s. Assim, a força, em newtons, aplicada sobre a bola foi de
Sabe-se que a temperatura típica do planeta Terra vale 293 K. Cálculos mostram que, para um planeta reter certo gás por bilhões de anos, a velocidade média de suas moléculas deve ser menor do que 1/6 da velocidade de escape do planeta. Sendo a velocidade de escape no planeta Terra de 11,2 km/s e a constante universal dos gases R = 8,31 J/mol ˑ K, pode-se concluir que a nossa atmosfera contém predominantemente
Dados: Massas Molares (MH = 2 g/mol e MO = 32 g/mol)
Sempre quando temos uma diferença de potencial muito grande entre nuvens ou entre nuvens e terra, podemos ter uma descarga elétrica. É justamente a essa descarga elétrica que damos o nome de raio. Dentro das nuvens, ocorrem as chamadas correntes de convecção. Muitas vezes, essas correntes de ar são tão fortes que as colisões entre o granizo e os cristais de gelo dentro da nuvem eletrizam os cristais com carga positiva e o granizo com carga negativa.
Disponível em:<https://www.infoenem.com.br/> .
Caso essa eletrização seja muito alta, ocorre a indução de uma carga positiva na superfície da Terra, estabelecendo um campo elétrico. Assim, se o campo se tornar muito intenso,
TORRADEIRA ELÉTRICA
Hoje em dia, a torradeira é um aparelho comum em praticamente todas as cozinhas do mundo, não existindo melhor método de se transformar o pão numa deliciosa torrada. Ela é um sistema que transforma energia proveniente da rede elétrica em energia térmica, que transfere calor para o pão ser torrado. A resistência é a responsável pelo aquecimento da torradeira quando ela é conectada a uma fonte de energia elétrica (efeito joule). O elemento de aquecimento de uma torradeira costuma ser um fio feito de uma liga metálica, como níquel e cromo, que tem uma resistência maior do que a de um fio de cobre. Quando a torradeira é ligada, uma corrente flui através do fio, e a resistência faz que o fio se aqueça e fique com uma cor laranja-avermelhada, criando um fluxo de calor que aquece a superfície do pão.
Disponível em:<http://www.proac.uff.br/petroleo/sites/default/files/Relatorio_da_Sanduicheira.pdf> . Acesso: 24/09/2016
Considere uma torradeira de potência 600 W ligada a uma rede de 120 V. A resistividade da liga metálica é ρ = 1,5 10–6 Ω.m, e o diâmetro da secção transversal do fio vale 0,5 mm. Assim, o comprimento do condutor usado nesse modelo de torradeira seria de
Dado: π = 3
Quando um objeto fica sujeito a uma força elástica, seu movimento recebe o nome de movimento harmônico simples. Uma das características desse movimento é que ele é periódico. Isso ocorre porque a partícula, desprezando o atrito, volta a uma certa posição a intervalos de tempo regulares. Esse intervalo de tempo é o período. Por exemplo, você perceberá que a partícula passará pelo centro na mesma direção a intervalos regulares. O período se relaciona com a massa e a constante elástica. Nota-se também que, nos pontos de maior velocidade, o deslocamento é pequeno e, onde o deslocamento é grande, a velocidade é pequena. Por exemplo, na origem (deslocamento igual a zero x = 0), a velocidade é máxima. Quando o deslocamento é máximo (atinge sua amplitude), a velocidade é nula.
Disponível em:<http://efisica.if.usp.br/mecanica/basico/elasticidade/massa_mola/>.
Considere dois sistemas massa-mola C e D cujas energias mecânicas são iguais. Sabendo que as constantes elásticas das molas se relacionam de forma que Kc = 2KD, pode-se afirmar que as amplitudes dos movimentos AC e AD guardam a relação matemática
DE GOTA EM GOTA
É claro que é legal ver como seu filho se diverte quando se oferece para ajudar a lavar a calçada e, sem cerimônia, faz a água jorrar da mangueira. O problema é que, por mais que a intenção seja boa, o desperdício é grande. Só para se ter uma ideia, uma pessoa sozinha gasta, em média, 200 litros de água diariamente. Apenas 15 litros são o suficiente para viver, de acordo com o gerente de produção de água de Curitiba e Região Metropolitana da Sanepar, Paulo Raffo. “É matemático, quanto mais se gasta, menos vamos ter. A água do mundo não vai acabar, o perigo é acabar a água potável”, diz. Uma torneira pingando uma gota a cada 0,4 segundo representa mais de 250 litros de água desperdiçados em apenas um dia.
Disponível em:<http://www.gazetadopovo.com.br/viverbem/comportamento/de-gota-em-gota/>
(Fonte modificada)
Considere que, ao se fechar a torneira, esta ficou gotejando a cada 0,4 segundos, conforme ilustra o texto anterior. Diante disso, considerando o momento em que a primeira gota se desprende da torneira com velocidade nula, quantas gotas estarão no ar quando a primeira atingir o solo que se encontra a uma distância da torneira de 1,0 metro na vertical?
Dado: g = 10m/s2
Satélite é um pequeno corpo que gravita em torno de um astro maior no espaço. Os satélites podem ser naturais ou artificiais (feitos pelo homem). Com exceção de Mercúrio e Vênus, todos os planetas do Sistema Solar possuem satélites naturais, como a Terra tem a Lua, por exemplo. Os satélites artificiais são enviados para o espaço, em geral por foguetes, para coletar informações.
Disponível em: <http://escola.britannica.com.br/article/482459/satélite>
Os satélites não são motorizados, e a sua velocidade
adquirida devido ao lançamento define a órbita que ele
descreverá. Sendo M a massa da Terra, d a distância do
satélite ao centro do planeta e G a constante de gravitação
universal, pode-se afirmar que a velocidade orbital de um
satélite V é
