Capacitores são componentes elétricos muito úteis em circuitos de computadores e equipamentos eletrônicos de uso médico em geral. Eles podem armazenar e fornecer energia elétrica aos circuitos onde estão conectados. Um técnico em eletrônica observa que um determinado capacitor de capacitância C não está bem dimensionado para certo trecho de um circuito elétrico. Ele percebe que o capacitor ideal para este trecho deveria poder armazenar uma quantidade duas vezes maior de energia elétrica, em comparação com o capacitor atual. Para revolver esse problema, o técnico solicita então a substituição do capacitor atual por um outro de capacitância igual a:

A neuroestimulação elétrica transcutânea (sigla TENS, em inglês) é uma terapia muito utilizada no tratamento da dor muscular. Nesta terapia, dois eletrodos são fixados no paciente (ver figura). A resistência elétrica entre os eletrodos vale !$ r = 200 \Omega !$. Pulsos de corrente elétrica são aplicados entre os eletrodos com uma frequência definida. Considere que cada pulso tem corrente elétrica igual a 1,0 mA e duração de 50 µs. Os pulsos se repetem com uma frequência f = 50 Hz. Na ausência do pulso, a corrente elétrica é nula. Calcule a energia elétrica depositada no corpo do paciente durante uma sessão de tratamento com duração de 30 minutos. Dado: 1 µs = 10⁻⁶ s, 1 mA = 10⁻³ A.

A estimulação magnética transcraniana (EMT) é uma técnica para diagnóstico e terapia que usa campos magnéticos para estimular pequenas regiões do cérebro por indução eletromagnética. Ela é usada para tratamento da doença de Parkinson, enxaqueca, distonia, etc. Considere um sistema de EMT que é constituído de uma bobina do tipo espira circular de corrente com N = 1000 voltas e diâmetro d = 10 cm. Calcule a corrente elétrica necessária para produzir um campo magnético de 1,0 T no centro da espira. Considere !$ \mu_0 = 4\pi \times10^{−7} T⋅ m/A !$ e adote !$ \pi = 3,0 !$. Dado: 1 kA = 10 A.

A figura abaixo mostra um modelo reduzido do olho humano. Neste modelo, o cristalino funciona como uma lente convergente cuja distância focal é ajustável e a imagem é formada sobre a retina. Considerando o cristalino como uma lente delgada, se um indivíduo consegue ler bem um texto que dista 20,0 cm dos seus olhos, qual é a distância focal ajustada pelo cristalino nesta situação?

Um cilindro de oxigênio medicinal com capacidade para 50 L deve ser transportado de um local à temperatura T₁ = 7,0 °C para outro local a T₂ = 27 °C. Considere que o oxigênio medicinal no interior do cilindro seja um gás ideal em equilíbrio térmico com a temperatura ambiente. A razão p₁/p₂ entre as pressões do gás nos dois locais é igual a

Em várias regiões com poucos recursos para a purificação da água, a fervura da água é o principal método para eliminar vírus, bactérias e parasitas. Considere que uma panela com um litro de água se encontra inicialmente à temperatura de 19,0 ºC. Uma fonte de calor fornece 180 calorias por segundo para a água. Durante o processo de aquecimento, a água perde 30,0 calorias por segundo para o ambiente. Em quanto tempo este volume de água irá atingir a temperatura de fervura? Dados: considere o calor específico da água igual a 1,00 cal/(g·ºC), sua densidade igual a 1,00 kg/L e a temperatura de ebulição da água no local igual a 100 ºC.

Exames de ultrassonografia são largamente empregados para diagnósticos em diversos órgãos e tecidos do corpo humano. Em geral, ondas mecânicas de ultrassom se propagando ao longo do eixo x no instante t podem ser obtidas a partir da superposição de várias ondas sinusoidais do tipo: !$ y(x,t) = A sen(2\pi x/\lambda −2\pi f t + φ) !$, onde A é a amplitude da onda, !$ \lambda !$ é o seu comprimento de onda, f é a sua frequência e !$ φ !$ é uma fase. Considere uma onda deste tipo com frequência f = 5,000 MHz, onde 1 MHz = 10⁶ Hz, e comprimento de onda !$ \lambda = 0,2900 mm !$. A velocidade v de propagação desta onda é igual à velocidade de ultrassom:

Em um jogo de beisebol, o arremessador lança uma bola na direção do rebatedor. A bola atinge o taco do rebatedor com velocidade de 144 km/h e retorna na mesma direção com a qual atingiu o taco. O gráfico abaixo mostra o módulo da força que a bola exerce sobre o taco em função do tempo, enquanto há contato entre eles. Considere que a direção do movimento da bola e da força é horizontal. Sabendo que a bola tem massa m = 150 g, qual é a velocidade da bola no instante em que ela deixa o contato com o taco?

Dados: 1 kN = 10³ N e 1 ms = 10⁻³ s.

Em um jogo de voleibol, um atleta joga a bola verticalmente para cima e espera ela descer para bater um saque. O gráfico apresentado a seguir mostra a energia cinética da bola em função do tempo, a partir do instante em que a bola é lançada para cima até o momento em que o jogador saca. Sabendo que a bola tem massa m = 220 g, qual é o valor máximo atingido pela energia potencial gravitacional da bola? Considere g = 10,0 m/s², despreze a resistência do ar e tome como referencial, para a energia potencial gravitacional da bola, a altura de onde o atleta lança a bola para o alto.

Em um almoxarifado, uma roldana é utilizada para ajudar no levantamento de caixas. A figura a seguir ilustra uma situação em que uma caixa de 10,0 kg é levantada a partir do repouso. Uma força de tração constante de módulo T = 180 N é aplicada na extremidade da corda que faz um ângulo !$ \theta !$ com a horizontal. Considere que a corda é ideal e desliza sem atrito na roldana. Sabe-se que !$ sen(\theta) = 0,600 !$ e !$ cos(\theta) = 0,800 !$. A aceleração da gravidade é g = 10,0 m/s². Qual é a aceleração de subida da caixa?