Questões dissertativas de Física — Ensino Médio (p. 19)

✍️ Dissertativa Disserte: Em uma câmara de separação de resíduos, uma correia isolante de área efetiva A = 0,50 m² fica a d = 2,0×10^-3 m de uma estrutura metálica aterrada, formando um capacitor paralelo; a correia apresenta densidade… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Explique como alterações no comprimento da corda L e na massa m da bola de um bilboquê influenciam a facilidade de capturar a bola. Use equações do período e da energia para justificar escolhas de projeto que aumentem a… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Analise, com base em princípios físicos, por que em brincadeiras de roda (crianças de mãos dadas girando) é possível aumentar a velocidade angular sem que as crianças sejam arremessadas para fora. Discuta forças… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Em uma oficina de reciclagem eletrônica são geradas partículas metálicas esféricas de raio r = 3,0×10^-6 m e densidade ? = 5,0×10^3 kg/m³; cada partícula carrega q = -2,0×10^-15 C por atrito. Em um sistema de coleta por… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Disserte: partículas poliméricas esféricas com raio r = 1,0×10?6 m e densidade ? = 1,2×10³ kg/m³ adquirem carga q (sinal negativo) e entram em um precipitador eletrostático formado por placas paralelas separadas por d =… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma criança de massa m = 25,0 kg balança num balanço (pêndulo) de comprimento L = 2,00 m com amplitude máxima ?_max = 20°. Considerando g = 10 m/s² e desprezando perdas, explique com equações a conversão de energia… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Avalie, com argumentos físicos e cálculos, os benefícios e riscos do uso de dispositivos ultrassônicos de 4,0×10^4 Hz para controle de pragas em áreas urbanas: o aparelho emite intensidade I = 2,0×10?² W·m?² a r = 0,50… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projete um reservatório térmico que forneça potência média P_req = 2,00 kW durante t = 4,00 h mantendo variação máxima ?T = 15,0 K. Use c = 4,18×10^3 J·kg^-1·K^-1 e coeficiente de perda global U_loss = 8,00 W·K^-1… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um pião (brinquedo tradicional de várias culturas) de massa m = 0,050 kg e raio R = 0,030 m é girado sobre uma mesa com velocidade angular inicial ?0 = 400 rad/s. Modele o pião como um disco fino com momento de inércia I… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa No jogo do elástico, uma criança de massa m = 25 kg é levantada verticalmente pela liberação de uma faixa elástica modelada como mola com constante k = 800 N/m. Determine o alongamento x necessário para que, ao liberar… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Ao girar um bambolê em torno da cintura (raio r = 0,45 m), determine a velocidade tangencial mínima v_min (m/s) e a velocidade angular mínima ?_min (rad/s) necessárias para que o bambolê não caia. Use g = 10 m/s² e… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa (DISSERTATIVA, Dificuldade 3) Proponha um projeto de armazenamento térmico passivo para manter o conteúdo de um refrigerador doméstico (V = 0,050 m³) abaixo de 8,0 °C por t = 6,0 h durante uma falta de energia. Considere… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Analise o movimento e as forças numa peteca de massa m = 0,02 kg lançada verticalmente para cima com v0 = 6 m/s. Calcule: (a) altura máxima h e tempo total de voo sem resistência do ar; (b) estimativa da força de arrasto… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projete um protótipo passivo que mantenha uma refeição m_ref = 1,50 kg (c_ref = 3,00×10^3 J·kg?¹·K?¹) inicialmente a T_i = 50,0 °C por t = 4,00 h em ambiente T_env = 15,0 °C. O sistema contém uma massa térmica de… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projete um protótipo passivo de resfriamento por evaporação para reduzir a temperatura interna de uma caixa de transporte de alimentos contendo m_ref = 3,00 kg (c = 3500 J·kg?¹·K?¹) de T_i = 40 °C para T_f = 25 °C em t =… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projete um cooler passivo que mantenha m_beb = 6,00 kg de bebida a T_target = 8,0 °C por t = 12 h em ambiente T_env = 35,0 °C. Caixa isolada: área A = 0,60 m², coeficiente global U = 0,60 W·m?²·K?¹. Bebidas iniciais T_i… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projete e estime a espessura mínima de isolamento térmico para um reservatório com água de massa m = 50,0 kg, inicialmente a Ti = 60,0 °C, em ambiente a Ta = 20,0 °C, de modo que a temperatura da água não caia mais que… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Dois blocos colidem plasticamente e ficam presos. m1 = 2,00 kg com v1 = 4,00 m·s?¹; m2 = 3,00 kg com v2 = –2,00 m·s?¹ (sinal oposto). Determine a velocidade final, a energia cinética perdida e a elevação de temperatura… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Modelo simplificado do olho: após remoção do cristalino, um cirurgião deseja selecionar a potência P (em dioptrias) de uma lente intraocular que permita ao paciente enxergar objetos muito distantes (objeto a infinito). A… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um espelho esférico côncavo tem raio de curvatura R = 0,80 m (f = R/2). Uma pequena lâmpada filamentar de comprimento L = 0,040 m, colocada paralelamente ao eixo, é posicionada a d_o = 0,38 m do vértice do espelho. a)… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Seis crianças, cada uma com massa m = 30 kg, giram de mãos dadas em círculo de raio r = 2,0 m com velocidade angular inicial ?i = 0,60 rad/s. Uma criança aproxima-se do centro até r = 0,50 m sem torque externo. Usando I… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Dois carrinhos em trilho sem atrito colidem unidimensionalmente. m1 = 0,400 kg com v1i = +1,20 m/s (para a direita); m2 = 0,600 kg com v2i = -0,80 m/s (para a esquerda). Considerando colisão perfeitamente elástica… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um projétil de massa m = 0,0200 kg é disparado e fica preso em um bloco de massa M = 1,20 kg inicialmente em repouso. Após a colisão, o conjunto sobe até h = 0,20 m. Adote g = 10 m/s². Determine a velocidade inicial do… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um pião de madeira usado em brincadeira popular tem momento de inércia I = 2,0×10?4 kg·m² e inicia com velocidade angular ?0 = 200 rad/s. O atrito aplica um torque constante t = -4,0×10?³ N·m sobre o eixo. Usando t = I·a… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um carrinho de massa m = 5,0 kg está preso a uma mola horizontal de constante k = 400 N/m comprimida x0 = 0,20 m sobre um piso com coeficiente de atrito cinético µ_k = 0,15. Ao ser liberado, a mola empurra o carrinho até… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma massa m = 0,80 kg está ligada a uma mola horizontal de constante k = 250 N/m sobre um piso com coeficiente de atrito cinético µ_k = 0,15. A mola é comprimida x e solta; a massa desloca-se e para após percorrer d =… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa (Dissertativa) Um caixote de massa m = 50 kg é puxado com velocidade constante v = 0,50 m/s ao longo de um plano inclinado que faz ângulo ? = 15° com a horizontal. O coeficiente de atrito cinético entre caixote e rampa é… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um bloco de massa m = 4,0 kg desliza sobre um piso com coeficiente de atrito ci´nico µ_k = 0,25. No instante t = 0 s tem velocidade v0 = +2,0 m/s (para a direita). Uma força horizontal F(t) = (5 + 2t) N (t em s) puxa-o… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Dois patinadores inicialmente em repouso em gelo sem atrito têm massas m1 = 60 kg e m2 = 80 kg. Após um empurrão mútuo, o empuxo médio exercido por 1 sobre 2 é F = 120 N durante ?t = 0,50 s. Usando as Leis de Newton e… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um bilboquê tem uma bolinha de massa m = 0,050 kg presa por um fio de comprimento L = 0,60 m. Puxa-se o conjunto até um ângulo inicial ?0 = 30° e solta-se sem velocidade inicial. Usando g = 10 m/s², calcule (a) a… Ver resposta esperada e explicação