Questões dissertativas de Física — Ensino Médio (p. 22)

✍️ Dissertativa (Dissertativa) Um motor elétrico eleva uma carga m = 120 kg por h = 15 m em t = 30 s a velocidade constante. O motor tem rendimento elétrico ? mecânico ?_m = 0,80 e é alimentado por uma bateria com E = 48,0 V e… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa (Dissertativa) Uma pequena turbina eólica tem área varrida A = 20 m², opera com velocidade do vento v = 8,0 m/s e densidade do ar ? = 1,2 kg/m³. O coeficiente de potência da turbina é Cp = 0,35. O eixo aciona um gerador… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa (Dissertativa) Um sistema deve bombear V = 10,0 m³ de água por dia até h = 20,0 m. Use g = 10 m/s² e ? = 1000 kg/m³. O bombeamento ocorrerá em t_op = 5,0 h/dia. A bomba tem rendimento ?_bomba = 0,60 e o motor tem… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma criança de massa m = 32,0 kg cai de altura h = 1,50 m usando um capacete antigo que deforma d1 = 0,020 m e um capacete moderno que deforma d2 = 0,120 m. Use g = 10 m/s². Calcule energia de impacto, força média F =… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa (Dissertativa) Um elevador transporta massa total m = 800 kg de um nível a outro com h = 10,0 m em t = 20,0 s. Considerar g = 10 m/s². O motor elétrico disponível tem potência mecânica nominal P_mec = 5,00 kW e… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa (DISSERTATIVA - Dif.3) Uma pequena comunidade tem 4 casas (iluminação 800 W/casa, 5 h/dia) e 2 motores (2,00 kW cada, cosf=0,90, 3 h/dia). Considere fator de diversidade para iluminação 0,60. Tensão de distribuição… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma residência é alimentada por monofásico V = 230 V; carga P = 5,00 kW com cosf = 0,90 (atrasado). Distância entre painel e medidor = 40 m (ida). Considere cabo de cobre com resistividade ? = 1,7×10?8 O·m. Admitindo… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projeto off-grid: cabana com cargas diárias — lâmpada LED 15 W por 6 h, geladeira 100 W por 8 h, bomba 500 W por 1 h, laptop 60 W por 4 h. Inverter ?_inv = 0,90; bateria ?_batt = 0,90; tensão do banco V_batt = 48 V… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma residência necessita de energia média E_daily = 12,0 kWh/dia e potência de pico P_pico = 3,50 kW. Pretende-se suprir exclusivamente com painéis fotovoltaicos e banco de baterias. Dados: painel nominal P_pan = 330 W… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa DISSERTATIVA — Uma comunidade necessita de P_load = 15,0 kW na tensão de serviço 230 V. A subestação está a d = 2,50 km (ida). Considere condutores de cobre com resistividade ? = 1,7×10?8 O·m e comprimento efetivo por… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma comunidade demanda P_load = 50,0 kW e está a L = 1,50 km da subestação. Compare transmitir a U1 = 230 V com cabo de cobre A1 = 120 mm² e transmitir a U2 = 11,0 kV com cabo de cobre A2 = 35,0 mm². Considere… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma clínica remota demanda energia média E_d = 25,0 kWh/dia e potência de pico P_pico = 4,00 kW. Considere duas soluções: (A) sistema fotovoltaico com insolação média t_sol = 4,50 h/dia e eficiência global do sistema… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Disserte e dimensione um sistema fotovoltaico com bateria para bombear V = 5,00 m³ por dia a uma altura h = 15,0 m (água, ? = 1000 kg/m³). Considere g = 10 m/s², rendimento da bomba ?_p = 0,60, rendimento do inversor… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Considere uma comunidade rural com consumo médio E_d = 50,0 kWh/dia. Avalie, do ponto de vista físico, duas soluções: (A) gerador a diesel com rendimento ?_g = 0,30 e energia do diesel ˜ 10 kWh/L; (B) sistema… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Disserte, em termos físicos, sobre a evolução histórica das técnicas de travessia de rios em práticas de aventura (ex.: travessias a nado, balsas rudimentares, cordas com polias, embarcações), indicando como as mudanças… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um silo revestido por material isolante é aproximado por uma esfera de raio R = 0,60 m e, por atrito durante enchimento, acumulou carga total Q = +8,0×10^-5 C na superfície. Considere e0 = 8,85×10^-12 F/m e constante k =… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa (DISSERTATIVA, Dificuldade 3) Em um precipitador eletrostático usado para remover partículas de um fluxo de ar em uma unidade de recuperação, duas placas paralelas têm área A = 2,0 m² e separação d = 0,05 m; a diferença… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Disserte, com cálculos e argumentos físicos, sobre os benefícios e os riscos do uso de radiações ionizantes (ex.: ?) para esterilização de alimentos comparado ao uso de fumigantes químicos. Considere doses típicas de… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Avalie, em termos físicos, os benefícios e os riscos da utilização de radiações não ionizantes (micro-ondas e radiofrequência) em aplicações cotidianas e na saúde. Descreva mecanismos de interação com tecido (incluir… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma criança numa tirolesa tem massa m = 35,0 kg; massa efetiva da cabeça m_h = 5,0 kg. Velocidade de impacto v = 3,0 m/s. Capacete histórico (couro) comprime d1 = 0,010 m; capacete moderno (espuma polimérica) comprime d2… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Analise, em termos físicos, como a evolução histórica dos materiais de capacetes (ex.: couro, aço, polímeros compostos) alterou a proteção contra impactos. Considere um impacto que entrega energia E = 200 J ao capacete… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Disserte sobre os benefícios e riscos da aplicação de radiações ionizantes na agricultura (ex.: esterilização de pragas e mutagênese para melhoramento). Inclua cálculo e interpretação: suponha uma massa de solo m = 500… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um reator experimental fornece potência térmica P = 3,00×10^8 W. Cada fissão de U-235 libera E_f = 200 MeV = 3,20×10^-11 J. a) Calcule o número de físsões por segundo necessário para manter P e a massa de U-235 consumida… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Disserte, do ponto de vista físico, comparando fissão e fusão nuclear: princípios de funcionamento, energia por massa, perigos e resíduos, e desafios tecnológicos para geração elétrica segura e sustentável. Use equações… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Disserte sobre como a dilatação do tempo influencia a avaliação de riscos radiológicos no transporte interplanetário de resíduos radioativos. Na resposta, inclua: (a) as fórmulas que relacionam tempo próprio e atividade… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa (Dissertativa) Projete um protótipo de coletor solar térmico para elevar m = 80,0 kg de água de 15,0 °C a 60,0 °C em t = 4,0 h. Considere irradiância média G = 700 W·m^-2, eficiência do coletor ? = 0,55 e c = 4,18×10^3… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa (Dificuldade 3) DISSERTATIVA — Projete um sistema passivo de armazenamento térmico por mudança de fase (PCM) capaz de manter um recipiente com m_ref = 3,50 kg de alimento à T_target = 60 °C por t = 8,0 h em ambiente… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa (Dissertativa) Para uma travessia por corda de baixa altura: H = 1,50 m, comprimento do trecho L = 6,00 m, usuário de massa m = 40,0 kg sustenta-se por dois cabos simétricos ancorados formando 30° com a vertical… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projete um protótipo passivo sustentável para manter uma caixa térmica com 3,00 kg de alimentos à =60 °C por t = 6,0 h quando T_ext = 20 °C, usando PCM, isolamento e controle digital para monitoramento. Indique massa de… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma microcentrale hidroelétrica pretende gerar P_out = 5,00 kW de potência elétrica útil a partir de uma queda de água de altura h = 5,00 m. A eficiência global do sistema (turbina + gerador) é ? = 0,70. Considerando g =… Ver resposta esperada e explicação