Em um laboratório de física, os experimentos de termodinâmica são realizados utilizando o gás oxigênio (O₂) ou o gás hélio (He) – que sob certas condições, comportam-se como gases ideais. O gráfico abaixo representa o módulo do trabalho, por mol, durante o aquecimento adiabático de um destes gases.

O valor indicado no eixo vertical está em termos de R, a constante universal dos gases, em unidades do SI. Com base nos dados apresentados, analise as sentenças abaixo.

I. Durante o experimento, foi utilizado o gás oxigênio.

II. Durante o aquecimento adiabático, ocorre uma expansão do gás.

III. Em um processo isobárico que provocasse uma elevação de 100 °C na temperatura deste gás, o módulo do trabalho realizado seria de 100R J/mol.

São verdadeiras as sentenças:

A figura representa um esquema simplificado do sistema pistão + biela + virabrequim de um motor de combustão interna. A haste AO, com comprimento \( \sqrt 2/2 \) m, gira no sentido horário em torno do ponto fixo O e está conectada à barra de 1 m de comprimento AB, articulada em seus dois pontos extremos. O ponto B está conectado ao pistão que se move apenas horizontalmente dentro da cavidade.

A figura representa um instante do movimento em que o ângulo da haste AO com a horizontal vale 45º. Um observador fixo no solo determina que P é o ponto da barra AB cuja velocidade possui o menor módulo. A distância AP vale, em metros,

A figura A representa a velocidade em função do tempo de um bloco que realiza um movimento harmônico simples sobre uma superfície horizontal sem atrito. O módulo dos valores que aparecem no eixo vertical da referida figura corresponde à amplitude da velocidade durante o MHS. A oscilação ocorre em torno de um ponto de equilíbrio x_eq = 0,5 m entre os pontos x_eq + A e x_eq - A (onde A é a amplitude do movimento, em metros), tal como representado na figura B (que representa a posição do bloco no instante t = 0 s).

A única força que realiza trabalho sobre o bloco é a força restauradora da mola, cujo módulo é \( k ⋅ \Delta x \) (k é a constante da mola e \( \Delta x \) é a deformação) e a função horária da posição do bloco pode ser descrita como uma função senoidal. Considerando que o bloco se comporta como uma partícula, assinale a alternativa que corresponde, respectivamente, à posição e ao sentido do movimento do centro de massa do bloco no instante t = 4,5 s.

O vídeo “The Most Mind-Blowing Aspect of Circular Motion”, do canal do YouTube “All Things Physics”, mostra um efeito surpreendente da velocidade finita da propagação de ondas (ou de perturbações, em geral) em um meio. Um corte realizado em uma corda tensionada dá origem a uma “onda de afrouxamento”, que se propaga com velocidade aproximadamente constante desde o ponto do corte e leva o valor da tensão a zero nos pontos subsequentes. Dessa forma, a tração não se anula instantaneamente em todos os pontos da corda: se um fio esticado com tensão T₀ é cortado em um ponto P, podemos supor que a tensão em um ponto a uma distância d de P é dada pela expressão \( T(d) = \begin{cases} 0, & d \le v_p t \\ T_0, & d > v_p t \end{cases} \), em que v_p é a velocidade de propagação de ondas no fio e t é o intervalo de tempo transcorrido desde o corte.

Um aluno da EFOMM, angustiado com a proximidade das provas finais, resolve reproduzir o experimento do vídeo. Ele apanha um objeto pontual, com 2,5 kg de massa, e o amarra na ponta de um fio inextensível, cuja densidade linear vale 1 g/m. A outra ponta do fio é fixada na origem do sistema de coordenadas cartesianas da superfície plana, horizontal e sem atrito de uma mesa. O objeto é colocado para realizar um MCU no sentido anti horário, com raio de 4 m. Em algum instante do seu movimento, o fio é cortado em seu ponto médio e, 2.10^-2 segundos após o corte, o objeto passa pelo ponto da mesa com coordenadas (0,5) m. A massa do fio e quaisquer atritos são desprezíveis.

O ângulo (em radianos) que o fio fazia com o eixo y no instante em que foi cortado valia:

Em um laboratório de física foi realizado um experimento com uma massa m de uma certa substância, que estava a uma temperatura \( \theta_F \) - sua temperatura de fusão. Em t=0, a substância passou a receber calor de uma fonte, a uma taxa constante R. O calor total recebido (12 kcal) foi suficiente para provocar a fusão completa e, posteriormente, o aquecimento do líquido até a temperatura \( \theta_1 \). Os gráficos da variação da temperatura em função do tempo e da variação da temperatura em função do calor absorvidos pela substância estão representados, respectivamente, nas figuras A e B.

Considerando que o fornecimento de calor à massa m ocorreu a uma taxa constante, e que a tangente do ângulo beta da figura A é igual a 50, assinale a alternativa que corresponde ao calor específico c da substância (em cal/g.◦C), dado que L = 3,0 cal/g.

Um certo gás ideal atua como substância de trabalho em uma certa máquina térmica. Em um ciclo, o gás passa pelos processos termodinâmicos apresentados no diagrama PxV abaixo, nesta ordem: uma expansão adiabática, seguida por uma compressão isobárica e terminando com um aquecimento isovolumétrico. Calcule o rendimento da máquina.

Uma corrente com 20 m de comprimento e densidade homogênea que está apoiada sobre a superfície sem atrito da figura é arremessada horizontalmente a 2 m/s.

A corrente nunca perde o contato com a superfície e sempre se mantém esticada. Quando uma porção de 10 m de comprimento da corrente está sobre a parte inclinada, cujo ângulo com a horizontal é de 30º, sua velocidade possui módulo de

Duas fontes sonoras A e B emitem ondas esféricas de mesma potência. A fonte A está a uma distância R_A de um ponto P, enquanto a fonte B está a uma distância R_B, como mostra a figura abaixo. O nível sonoro da onda gerada pela fonte A, no ponto P, é de 80 dB. A fonte B pode ser posicionada em cinco diferentes posições em relação ao ponto P:

I. R_B = 1,0 ∙R_A.

II. R_B = 5,0 ∙10^-1 R_A.

III. R_B = 2,5 ∙10^-1 R_A.

IV. R_B = 1,0 ∙10^-1 R_A.

V. R_B = 1,0 ∙10^-3 R^A.

Considerando que, para ondas sonoras, a intensidade da onda resultante é a soma das intensidades de cada onda, assinale a alternativa do(s) valor(es) de R_B, listados acima, para o(s) qual(is) o nível sonoro da onda resultante no ponto P ultrapassa o limiar da dor (120dB).

Considere o limiar de audibilidade I₀ = 10^-12 W/m²

Duas ondas harmônicas transversais idênticas (mesma amplitude e mesma frequência) propagam-se num meio, em uma mesma direção e sentido. As perturbações y (x,t) provocadas pelas ondas no meio onde se propagam são representadas por funções do tipo \( y (x,t) = y_{max} ⋅ sen (kx - wt + \phi) \) , em que y_max é a amplitude de deslocamento das partículas no meio, k é o número de onda, w é a velocidade angular e \( \phi \) é a constante de fase, todos em unidades do SI.

Sabe-se que no ponto x = 0, no instante t = 0, a perturbação devido à propagação da onda 1 (apenas) seria de 0,5∙y_max, com partículas se deslocando no sentido positivo de y (v_y (x=0,t=0) > 0). No mesmo ponto e instante (x = 0 e t = 0), a perturbação devido à onda 2 (apenas) seria de \( (\sqrt 2/2) ⋅ y_{max} \), com partículas também se deslocando no sentido positivo de y (v_y (x=0,t=0) > 0). Assinale a alternativa que corresponde ao módulo da amplitude de deslocamento das partículas do meio devido à superposição das ondas 1 e 2.

Dado: sen(a) + sen(b) = 2 ∙ sen((a+b)/2) ∙ cos((a-b)/2)

A figura abaixo mostra a seção transversal uniforme do casco de uma embarcação que possui 100 m de comprimento. Supondo a embarcação em equilíbrio, qual o calado (distância vertical a partir do fundo do casco até a linha superficial da água), em metros, da embarcação se sua massa total é 16.000 t, conforme a figura abaixo?