Questões dissertativas de Física — Ensino Médio (p. 15)

✍️ Dissertativa Explique como ocorrem a miopia e a hipermetropia no olho humano e justifique por que lentes corretivas côncavas ou convexas corrigem cada caso. Use a equação de lentes e a relação de potência P = 1/f (f em m). Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projete um sistema com uma única lente convergente que forme imagem real de um LED situado a do = 0,50 m sobre um sensor localizado a di = 0,12 m da lente. Calcule a distância focal necessária e classifique a imagem… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Explique como a inclinação axial (e ˜ 23,5°) e a excentricidade orbital (e = 0,0167) afetam a intensidade e a duração das estações. Use S0 = 1360 W/m², equações S ? 1/r² e I = S·cos(z) e apresente cálculos relevantes. Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um trabalhador de 70 kg em um telhado a 3 m de altura pode cair. Calcule a velocidade de impacto v (g = 10 m/s²) e estime a força média de parada Fm para: (a) parada em 0,5 m (arnês com dissipador) e (b) parada em 0,05 m… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Sistemas de controle de pragas por ultrassom operam tipicamente com frequência f ˜ 40 kHz. Suponha um emissor que entrega potência acústica P = 0,10 W distribuída em área A = 0,20 m²; calcule a intensidade média I = P /… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma bobina retangular de N = 50 voltas e área A = 4,0×10^-3 m^2 gira em campo magnético B = 0,080 T. No modo motor percorre corrente I = 3,0 A; no modo gerador gira com velocidade angular ? = 25 rad/s. a) Calcule o… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um próton (m = 1,7×10^-27 kg; q = 1,6×10^-19 C) entra perpendicularmente a um campo magnético uniforme B = 0,02 T com velocidade v = 2,0×10^6 m/s. Determine o raio da trajetória circular e o período do movimento… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma usina térmica fornece calor Q_in = 2,0×10^6 J por ciclo a uma turbina. O ciclo térmico converte 40% do calor em trabalho mecânico; o gerador acoplado tem eficiência eletromecânica de 90%. a) Calcule o trabalho… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Considere um motor térmico real que opera entre Th = 600 K e Tc = 300 K com eficiência medida de 30%. Explique as principais fontes de irreversibilidade que justificam a diferença em relação à eficiência de Carnot e… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Explique as limitações impostas pela segunda lei da termodinâmica ao projeto de usinas termoelétricas que alimentam geradores e estime, numericamente, o fluxo de calor mínimo rejeitado por uma usina que entrega P = 500… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma comunidade consome 60 kWh/dia. Compare duas soluções: (i) gerador diesel 20 kW operando 4 h/dia com eficiência elétrica 35%; (ii) sistema solar com irradiância média 5 kWh·m?2·dia e módulos com eficiência 15%… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Explique como se distribuem as cargas e como se comporta o campo elétrico para: (a) uma esfera metálica isolada de raio R com carga total Q; (b) uma esfera homogênea dielétrica polarizada de raio R com carga ligada Q… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Analise os riscos eletrostáticos associados ao manuseio e descarte de resíduos eletrônicos (e-waste). Considere acúmulo de cargas, descargas eletrostáticas, efeitos sobre trabalhadores e componentes sensíveis, e proponha… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um múon é criado a 1.0×10^4 m de altitude e move-se verticalmente em direção ao solo com velocidade v = 0.998 c. Considere t0 = 2.2×10^-6 s (vida própria) e c = 3.0×10^8 m/s. a) Calcule o tempo dilatado observado na… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Explique como a dilatação do tempo influencia o alcance e o tempo de vida de partículas (por exemplo, múons) produzidas em aceleradores e a implicação disso para aplicações médicas (radioterapia) e ambientais. Faça um… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Explique, de forma consistente com a Relatividade Restrita, por que gêmeos idênticos separados — um que viaja a alta velocidade e outro que permanece na Terra — não envelhecem igualmente quando o viajante retorna… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Analise como a dilatação do tempo impacta o funcionamento de sistemas de posicionamento por satélite (GPS). Discuta benefícios e riscos na sincronização temporal para aplicações civis e científicas e proponha medidas de… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Proponha um protótipo sustentável de aquecedor solar de água para uso escolar (volume ˜ 50 L). Descreva materiais, dimensões principais, sensores e cálculos de desempenho térmico baseados em Q = m·c·?T. Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projete um protótipo de aquecedor solar passivo para aquecer 50 L de água de 20 °C a 60 °C numa escola. Descreva materiais, dimensões aproximadas do coletor, sensores e como usar uma planilha digital para prever… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Em um secador industrial entram 100 kg de grãos com 20% (m/m) de água e saem com 12% (m/m) de água. Analise as transformações e conservações de massa e energia e estime a massa de água removida e a energia térmica mínima… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um estudante míope tem ponto remoto (distância máxima de visão nítida sem correção) igual a 0,50 m. Descreva e calcule a potência (em dioptrias) da lente corretiva necessária para permitir visão nítida de objetos a… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projete e explique uma solução que use um espelho côncavo para concentrar energia solar em um coletor térmico localizado a 0,50 m do espelho. Indique escolha de raio/foco, posição do coletor, esboço de raios, cálculos e… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Proponha um procedimento experimental completo, com medições, cálculos e avaliação de incertezas, para determinar a distância focal de um espelho côncavo usando um objeto distante (janela ou lâmpada distante) e materiais… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Considere um guindaste simplificado: um braço horizontal de 4,0 m sustenta na extremidade uma carga pontual de massa 200 kg. Para equilibrar, um cabo aplica tração T no braço a 1,50 m do pilar, fazendo ângulo de 30°… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma escada uniforme de comprimento L encosta em uma parede lisa (sem atrito) e apoia-se no piso com coeficiente de atrito µ = 0,30. Determine o menor ângulo ? entre a escada e o piso para que ela não deslize. Considere g… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma viga homogênea de comprimento 4,0 m e massa 8,0 kg está articulada por uma dobradiça na extremidade esquerda e sustentada por um cabo vertical preso a 3,0 m da dobradiça. Sobre a extremidade direita, a 4,0 m, há um… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma viga horizontal de 4,00 m é apoiada em dois apoios em A (x = 0) e B (x = 4,00 m). Sobre a viga atuam cargas verticais concentradas de 200 N em x = 1,00 m e 300 N em x = 3,00 m. Determine as reações verticais em A e B… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projete medidas e estime quantitativamente como aumentar o tempo de contato reduz a força média em colisões de carrinhos de transporte (massa 50 kg) que passam de 4,0 m/s a 0 m/s; discuta opções de materiais e impactos à… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um carrinho de massa m = 2,0 kg é lançado por uma mola (k = 200 N/m) comprimida de x = 0,10 m sobre um piso horizontal com coeficiente de atrito cinético µ = 0,15. Considere g = 10 m/s². a) Calcule a velocidade inicial v… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projete um experimento para verificar a relação F = m·a usando um carrinho, massas, dinamômetro e cronômetro. Descreva procedimento, medições a realizar, como estimar incertezas, representação gráfica e critérios para… Ver resposta esperada e explicação