Em laboratórios didáticos, o estudo da cinemática é facilitado com o uso de carrinhos especialmente projetados para deslizar sobre trilhos de alumínio com baixo atrito. Na Figura 7 abaixo, um trilho inclinado permite investigar o movimento uniformemente variado do carrinho. Três cronômetros acionados por laser (A, B e C) registram o tempo de passagem do carrinho desde o momento em que é solto do repouso. O carrinho percorre 30 cm do ponto de liberação até atingir o cronômetro A, registrando um intervalo de tempo de 3 s. Do cronômetro A até o cronômetro B, o carrinho percorre mais 30 cm, e o cronômetro, ao ser atingido, registra um intervalo de tempo de 5 s. Finalmente, do cronômetro B até o cronômetro C, o carrinho percorre mais 60 cm, e o cronômetro, ao ser atingido, registra 8 s.




Qual é a aceleração média do carrinho durante todo o percurso?

Como parte essencial dos laboratórios didáticos, dinamômetros são utilizados para medir a força resultante em corpos. Um uso frequente desse instrumento é a medição da força resultante sobre um corpo quando suspenso no ar ou mergulhado em um fluido. Na situação ilustrada na Figura 6 abaixo, à esquerda, uma esfera é suspensa no ar, e o dinamômetro registra 10 N. À direita, a mesma esfera está completamente submersa em um fluido, e o dinamômetro marca 8 N.





Considerando que o volume da esfera é 2,5 x 10−4 m³ e g = 10 m/s², qual é o valor da densidade do fluido?

No estudo da propagação de ondas sonoras no ar, recorre-se ao experimento de ondas estacionárias em tubos contendo água. Nesse experimento, um tubo contendo água é equipado com um alto-falante conectado a um gerador de frequência variável, posicionado próximo à extremidade aberta do tubo, conforme a Figura 5 a seguir. Quando a frequência gerada coincide com uma das frequências naturais de vibração da coluna de ar no tubo, ocorre a formação de ondas estacionárias.





Considerando uma configuração específica, conforme ilustrado na figura acima, onde H = 1 m , h = 75 cm, em uma região onde a velocidade do som no ar é aproximadamente 340 m/s, qual é a frequência da onda sonora?

A Máquina de Atwood é uma ferramenta experimental valiosa para determinar a aceleração de um conjunto de massas. Considere uma configuração idealizada na qual o fio é inextensível, as massas tanto do fio quanto da roldana são desconsideradas e não há atrito ou resistência do ar. O sistema é composto por duas massas, M = 4 kg e m = 1 kg, como ilustrado na Figura 4 abaixo:




Utilizando g = 10m/s², a aceleração das massas e a força de tensão no fio, respectivamente, são:

O experimento de Millikan desempenhou um papel crucial na determinação da carga elétrica do elétron. Consiste em um dispositivo que eletriza gotas de óleo por atrito, dispersando-as entre duas placas metálicas conectadas a uma fonte de alta tensão, onde é estabelecido um campo elétrico. Na configuração apresentada na Figura 3 abaixo, a gota de óleo, de massa m e carga q, move-se com velocidade constante para baixo. Nesse cenário, o sentido da força elétrica sobre a gota é para e sua carga é .





Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do trecho acima.

Diversas montagens experimentais são empregadas para avaliar a conservação de energia mecânica de um sistema, simplificando ou minimizando efeitos indesejados, como o atrito. Planos inclinados são experimentos comuns para analisar as energias cinética e potencial gravitacional. Na Figura 2 abaixo, uma esfera, abandonada do ponto A, desliza através da rampa, com atrito e resistência do ar desprezíveis, passando pelos pontos B, C, D e E. Avaliando a situação, pode-se dizer que a energia cinética entre os pontos A e C, a energia mecânica entre os pontos B e D, e a energia potencial gravitacional entre os pontos C e E têm, respectivamente, qual comportamento?

A avaliação do calor latente de fusão de substâncias é uma tarefa experimentalmente complicada, devido às análises de perdas e trocas de calor com o ambiente. Uma abordagem mais simples envolve atividades de simulação, nas quais são feitas simplificações para facilitar a compreensão dos conceitos relacionados. Considere uma simulação em que há um calorímetro ideal contendo 350 ml de água (densidade de 1 g/ml) a uma temperatura de 80 °C. No calorímetro, são adicionados 50 g de gelo a 0 °C. Considerando que ocorrem trocas de calor apenas entre a água e o gelo, qual será a temperatura final do sistema? Considere o calor latente de fusão do gelo igual a 80 cal/g e o calor específico da água como sendo 1 cal/g°C.

Em experimentos laboratoriais explorando os conceitos de óptica geométrica, a análise das imagens formadas por lentes e espelhos é uma prática comum. Para promover discussões com os alunos sobre a natureza das imagens, um professor desafia os estudantes a escolherem um sistema óptico para projetar a imagem de uma fonte luminosa em um anteparo. Considerando esse contexto, qual sistema óptico seria mais apropriado para essa finalidade e qual deveria ser a posição precisa da fonte luminosa em relação a esse sistema óptico?

A exploração prática dos circuitos contribui significativamente para o aprendizado. Na configuração representada na Figura 1 abaixo, composta por três lâmpadas idênticas (L₁, L₂ e L₃), uma chave C e uma fonte de tensão V, todas as lâmpadas apresentam brilho quando a chave C está fechada.





Ao abrir a chave C, qual efeito é observado no brilho das lâmpadas?

Julgue os itens subsequentes, a respeito de filmes finos inorgânicos.

Somente filmes finos inorgânicos podem ser utilizados em optoeletrônica em razão da natureza condutora que sempre exibem, distinta dos materiais orgânicos, que são isolantes por natureza.