Questões dissertativas de Física — Ensino Médio (p. 28)

✍️ Dissertativa Um bairro requer P = 100 kW a U = 400 V. A distância até a subestação é L = 1,00 km (ida). Compare duas opções de cabo: A) cobre ? = 1,7×10?8 O·m, seção 50 mm²; B) alumínio ? = 2,8×10?8 O·m, seção 120 mm². Calcule perdas… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa DISSERTATIVA — Um sistema de emergência exige 48,0 V e 5,00 A na carga (P ˜ 240 W). Disponibilizam-se baterias idênticas de E = 12,0 V e resistência interna r = 0,40 O. Compare e avalie duas configurações: A) quatro… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projete um exercício de queda segura: aluno m = 60 kg cai de h = 1,0 m. Considerando g = 10 m/s² e limite de força média F_max = 3000 N, calcule a distância mínima de frenagem d para que F_avg = F_max. Explique equações… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa DISSERTATIVA — Projete uma caixa térmica passiva para transportar refeições: m_ref = 2,0 kg (c_ref = 3500 J·kg?¹·K?¹) inicialmente a 70 °C; manter T_int = 60 °C por t = 6 h com T_ext = 30 °C. V = 8,0 L, área de trocas A… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um braço robótico captura um componente de massa m = 2,50 kg que chega horizontalmente a v_i = 6,00 m/s. O braço o traz a repouso em ?t = 0,0250 s usando uma mola amortecida. Determine: (a) o impulso J necessário; (b) a… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um veículo se move em linha reta no sentido positivo. Parte com velocidade inicial v0 = 18,0 m/s. Freia com aceleração constante a1 = -3,00 m/s² durante t1 = 3,00 s. Em seguida mantém velocidade constante por ?t2 = 5,00… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um vagão parte do repouso e acelera uniformemente com a1 = 1,20 m/s² durante t1 = 15,0 s. Em seguida mantém velocidade constante durante t2 = 40,0 s. Finalmente freia uniformemente até parar em t3 = 10,0 s. Usando v = v0… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Disserte e calcule: um foguete no espaço parte do repouso com massa inicial m_0 = 2000 kg (incluindo combustível) e massa final m_f = 1200 kg após queima de combustível. A velocidade de exaustão relativa é u = 2,0×10³… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projete e descreva um experimento para determinar o coeficiente de dilatação linear a de uma barra metálica. Inclua: lista de equipamentos e incertezas típicas (micrômetro ±0,01 mm; termômetro ±0,5°C), procedimento… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projeto experimental: determine o calor específico c_m de uma amostra metálica de massa m_m = 0,150 kg aquecida a T_i,m = 90,0 °C e imersa em água de massa m_w = 0,300 kg a T_i,w = 20,0 °C dentro de um calorímetro cuja… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Desenvolva um procedimento experimental para determinar o coeficiente de atrito cinético µ_k entre um bloco (m = 0,500 kg) e uma superfície usando um plano inclinado. Indique instrumental, passos, equações necessárias… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Partindo das transformações de Lorentz, mostre que para movimento da fonte perpendicular à linha de visão o período observado t = ?·t0 (efeito Doppler transverso). Em seguida calcule t para v = 0,300c (c = 3,00×10^8 m/s)… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Explique como a dilatação do tempo em jatos relativísticos afeta a taxa observada de decaimento de radionuclídeos produzidos na nucleossíntese e as implicações para interpretações de abundâncias. Use fórmulas (c =… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Explique o conceito de limite de Roche e calcule a distância crítica d (limite de Roche) a partir do centro de um planeta com raio R = 6,40×10^6 m e densidade média ?_p = 5,50×10^3 kg/m^3 para um satélite fluido de… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Considere dois corpos isolados separados por r = 1,00×10^8 m com massas M1 = 5,00×10^24 kg e M2 = 1,00×10^23 kg. Use G = 6,67×10^-11 N·m^2/kg^2. a) Determine a posição do centro de massa em relação ao M1. b) Assumindo… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Explique e calcule os ?v necessários em uma transferência de Hohmann entre duas órbitas circulares ao redor de um planeta de massa M = 6,00×10^24 kg e raio R = 6,37×10^6 m: órbita inicial r1 = R + 300 km e órbita final… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Durante um treino de queda controlada, um aluno de massa m = 60 kg atinge o tatame com velocidade vertical v = 3,0 m/s. O tatame comprime-se uniformemente d = 0,20 m ao absorver o impacto. Considerando g = 10 m/s² e que… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Durante uma queda controlada o lutador B (m = 65 kg) chega ao tatame com velocidade horizontal v = 3,0 m/s e é trazido a repouso em t = 0,25 s. O tatame pode ser modelado como uma mola com constante k = 5,0×10^4 N/m que… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa (Dissertativa) Uma carga crítica P = 5,0 kW deve ser sustentada por t = 60 s durante transição entre fontes. Será usado um banco de capacitores descarregando entre V0 = 48,0 V e Vmin = 40,0 V. Considere inversor ideal… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Durante prática de queda controlada, um aluno de massa m = 35 kg pode ser desacelerado pelo tatame em distância s = 0,25 m. Para que a força média de impacto não exceda F_max = 1 500 N, determine a altura máxima h_max de… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Ao treinar quedas controladas, um praticante de massa m = 65 kg quer limitar a altura de queda h para que a força média de impacto F_avg = 3000 N. A distância de amortecimento é d = 0,40 m. Usando g = 10 m/s² e m g h =… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Em uma projeção por quadril, um aplicador aplica uma força horizontal F constante na altura do quadril h = 1,0 m de um oponente de massa M = 60 kg. O centro de massa do oponente está a d = 0,25 m atrás do ponto de… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Descreva o princípio físico de detectores cintiladores usados em medicina nuclear. Inclua equações que relacionem energia depositada E_dep (J) ao número de fótons de cintilação N_ph e como N_ph se relaciona à corrente… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um praticante de capoeira de massa m = 70 kg desloca-se com velocidade v = 3,0 m/s e é derrubado, parando ao comprimir o tatame numa distância d = 0,50 m. Usando as equações da energia e do trabalho, calcule: (a) o… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um praticante de m = 70 kg sofre um torque t = 150 N·m que tende a girar seu corpo durante um arremesso. Aproximando o praticante por I ˜ m·r², calcule a aceleração angular inicial a = t/I para (a) r = 0,30 m e (b) r =… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Em uma oficina, um esmeril angular opera sem proteção lateral e sem óculos. Analise os riscos físicos principais (projéteis metálicos, térmicos, sonoros) quantificando-os: use E_k = 1/2 m v^2 com m = 2,0×10^-4 kg e v =… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa (Dissertativa) Um motor elétrico exige potência de partida P = 6,00 kW durante t = 5,0 s. A bateria de alimentação tem tensão nominal V = 48,0 V e corrente máxima segura I_bat_max = 100 A. Determine a capacitância mínima… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um transformador ideal alimenta uma carga monofásica que consome potência ativa P = 4,00 kW com fator de potência cosf = 0,90. A tensão do secundário (lado da carga) é Vs = 230 V (eficaz) e a tensão do primário é Vp =… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Proponha e justifique, do ponto de vista físico, um protocolo de treino para reduzir a força de impacto em quedas de projeção. No modelo inclua as equações ?p = m·?v, F_avg = ?p/?t, W = 1/2·m·v² e F_avg ˜ W/d; use m = 70… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projetar um atuador eletromagnético que empurre horizontalmente uma peça ferrosa (m = 0,050 kg) contra uma mola k = 800 N/m com deslocamento x = 5,0×10^-3 m (atrito desprezível). Núcleo A = 2,0×10^-4 m², folga g =… Ver resposta esperada e explicação