Questões de Física da FUNDEP (Gestão de Concursos)

Os simuladores são facilitadores no processo de ensino-aprendizagem, uma vez que promovem mais interação, deixando as aulas mais dinâmicas. Baseando-se nessa ideia, um professor de Física deixa uma atividade para seus alunos sobre lançamento horizontal de projétil para ser realizada no simulador PHET Interactive Simulations. O objetivo da atividade é que uma esfera de massa 1 kg seja lançada horizontalmente, a 3,2 metros de altura, e atinja o alvo localizado no chão a 12 metros da base de lançamento, como mostra a figura a seguir.


Montagem realizada no simulador. Disponível em: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulations/projectile-motion. Acesso em: 24 maio 2022.

Considerando g = 10 m/s² e desprezando todas as formas de atrito para que a esfera acerte o alvo, qual deve ser o valor da velocidade inicial de lançamento, em m/s? 

Em certos países, as velocidades autorizadas levam em consideração as condições meteorológicas. Por exemplo, em rodovias com limite de 90 km/h em tempo seco, esse limite é reduzido para 80 km/h em tempo chuvoso. Não é o caso do Brasil, mas no manual de Direção Defensiva, publicado em maio de 2005, pelo DENATRAN, pode-se ler o seguinte:

“É bom ficar alerta desde o início da chuva, quando a pista, geralmente, fica mais escorregadia, devido à presença de óleo, areia ou impurezas. E tomar ainda mais cuidado, no caso de chuvas intensas, quando a visibilidade é ainda mais reduzida e a pista é recoberta por uma lâmina de água podendo aparecer muito mais poças. Nesta situação, redobre sua atenção, acione a luz baixa do farol, aumente a distância do veículo à sua frente e reduza a velocidade até sentir conforto e segurança. Evite pisar no freio de maneira brusca, para não travar as rodas e não deixar o veículo derrapar pela perda de aderência.”
Disponível em: http://vias-seguras.com/layout/set/print/educacao/programas_escolares_de_educacao_para_o_transito/aulas_de_ educacao_no_transito/aula_09_velocidade_e_distancia_de_parada. Acesso em: 24 maio 2022. (adaptado).

Um veículo a 90 km/h (25m/s) trafegando numa pista seca, por exemplo, percorre uma distância de 70 m até parar, como pode ser visto na figura a seguir, ao passo que, numa pista molhada, essa distância aumenta de forma significativa.


Disponível em: https://www.jcnet.com.br/noticias/geral/2013/02/367699-direcao-defensiva--saiba-como-a-velocidade-influi-na-frenagemdo-veiculo.html.. Acesso em: 24 maio 2022 (adaptado).

Considerando que esse veículo trafegue numa pista molhada, com a mesma velocidade inicial e mantendo o mesmo tempo de reação da pista seca, qual será a distância total de parada, aproximadamente, em metros, sabendo que a desaceleração imposta ao veículo foi constante e igual a 3,5 m/s²?

Roldana ou polia é uma máquina simples que auxilia o homem na realização de suas tarefas. Há relatos históricos que as primeiras roldanas foram utilizadas por Arquimedes (287 a.C. – 212 a.C.) para deslocar um navio. De acordo com o objetivo, ela pode ser usada de forma móvel, fixa e até mesmo acoplada a outras, num formato de associação desses dois tipos.
Disponível em: https://www.todamateria.com.br/polias/. Acesso em: 9 jun. 2022 (adaptado).

Leia a tirinha a seguir, que apresenta um humor relacionando a espada de Excalibur ao uso de associação de roldanas.


Disponível em: https://www.humorcomciencia.com/tirinhas/. Acesso em: 9 jun. 2022.

Se a força aplicada na corda, pelo concorrente de Arthur, foi de 400 N, qual foi o valor da força exercida na espada Excalibur, em newtons, que a fez ser retirada da pedra?

Na estrutura da motocicleta há um sistema de transmissão de movimento circular que conecta o eixo da caixa de marcha com a roda traseira. O eixo é conectado numa peça chamada pinhão que, ao girar, transmite seu movimento para uma corrente (ou correia) até a coroa, que está presa na roda traseira. Como pode ser observado na imagem o raio da coroa RC é maior do que o do pinhão R_P.



Considerando que V_p e f_p correspondem à velocidade linear e frequência de rotação, de um ponto na extremidade do pinhão, e V_C e f_C para um ponto na extremidade da coroa, qual é a relação entre tais grandezas durante a transmissão do movimento?

Um técnico de laboratório usou os conceitos estudados em Hidrostática para determinar a densidade de um líquido imiscível na água. Para tal, utilizou um tubo em forma de U, aberto nas duas extremidades, adicionando inicialmente certo volume de água e, em seguida, um pouco do líquido estudado. Após aguardar o equilíbrio dos fluidos, ele analisou a configuração obtida. A linha tracejada indica o limite de separação entre a água e o líquido, em que a coluna de água é h₂ = 16 cm e do líquido h₁ = 20 cm, como pode ser observado na figura a seguir.




Sabendo que a densidade da água é 1 g/cm³ e a aceleração da gravidade local é 10 m/s², qual foi o valor da densidade do líquido, em g/cm³, encontrado pelo técnico?