Questões dissertativas de Física — Ensino Médio (p. 30)

✍️ Dissertativa Explique, com cálculos, como um tatame de EVA de espessura ?x = 0,04 m reduz a força média de impacto quando um lutador de massa m = 60 kg cai verticalmente de altura h = 1,0 m. Use g = 10 m/s², energia E = m·g·h, v² =… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Durante um treino de golpe controlado, a extremidade do braço (massa equivalente m = 4,0 kg) atinge um protetor com velocidade v = 6,0 m/s e é parada pela espessura do material d = 0,050 m. Admitindo que toda a energia… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Num agarramento, o lutador A (m1 = 70 kg) corre a v1 = 3,0 m/s e prende o lutador B (m2 = 80 kg) em repouso. Após o encaixe, movem-se juntos. Usando conservação do momento linear p = m·v e energia cinética E_k = ½ m v²… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Planeje e descreva um experimento simples que comprove que todas as cores de luz podem ser obtidas a partir das três cores primárias (vermelho, verde e azul) e explique por que um objeto vermelho parece vermelho sob luz… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um indutor L = 10,0 mH está em série com R = 5,00 O; em t = 0 aplica-se uma tensão DC V = 24,0 V. Determine: (a) corrente final I(8); (b) constante de tempo t; (c) corrente em t = 5t; (d) energia magnética armazenada em… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Elabore um plano experimental detalhado (materiais, etapas, observações esperadas e explicação) para: a) demonstrar que todas as cores de luz podem ser obtidas pela combinação das três cores primárias da luz; b)… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um aluno de luta com massa m = 45 kg cai de altura h = 1,0 m durante uma queda controlada. a) Calcule a velocidade no impacto v = v(2gh) (m/s) com g = 10 m/s²; b) energia convertida E = mgh (J); c) explique fisicamente… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Durante uma projeção em dupla, os dois praticantes giram como um sistema preso: momento de inércia inicial I1 = 4,0 kg·m² e velocidade angular inicial ?1 = 4,0 rad/s. Sem torques externos, ao estenderem os braços o… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Durante uma queda controlada, o praticante A (m1 = 65 kg) corre com v1 = 2,0 m/s e prende o praticante B (m2 = 70 kg) inicialmente em repouso. Após o encontro eles movem-se juntos (colisão perfeitamente inelástica). Use… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Durante um movimento de defesa, o braço do atleta pode ser modelado como uma haste uniforme de comprimento L = 0,80 m e massa m_braço = 3,0 kg, girando em torno do ombro. O braço tem velocidade angular inicial ?0 = 4,0… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Em uma dança-luta de matriz regional, um praticante inicia rotação com ?1 = 4,0 rad/s e momento de inércia I1 = 3,0 kg·m². Ao abrir os braços I aumenta para I2 = 6,0 kg·m². Explique, com cálculos e equações, como a… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projeto: um manipulador magnético automatizado deve levantar peças ferrosas de massa m = 2,5 kg. Disponíveis: área do contato A = 5,0×10^-4 m², número de voltas N = 500, comprimento efetivo do circuito magnético l_eff =… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projeto de uma fechadura eletromagnética: a trava deve sustentar uma carga vertical equivalente a m = 5,0 kg com fator de segurança 2. Área de contato A = 4,0×10?³ m²; folga magnética g = 1,0×10?³ m. A bobina tem N = 200… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projeto de um atuador eletromagnético para separar peças ferrosas: um solenoide de N = 800 voltas, comprimento l = 0,12 m e corrente I = 3,0 A tem área da seção A = 3,0×10?4 m². (a) Calcule o campo B no centro do… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa DISSERTATIVA — Projeto: um sistema de frenagem eletromagnética por correntes parasitas utiliza uma única espira retangular condutora de resistência R = 0,50 O e comprimento do lado que corta o campo l = 0,40 m. A espira… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um instalador de painéis fotovoltaicos (massa 75 kg) trabalha em telhado inclinado e manipula uma string de 20 painéis com Voc = 40 V por painel (Voc_total = 20·40 V). Considere resistência de contato R = 50 kO com mãos… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um dispositivo de estimulação cerebral entrega potência P = 2,0 W concentrada em volume V = 1,0 cm³ durante t = 60 s. Considere densidade ? = 1000 kg·m?³ e capacidade térmica c = 3600 J·kg?¹·K?¹. Calcule a elevação de… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma empresa propõe um equipamento de estimulação neural remota que afirma depositar Q = 50,0 J em 10,0 s num volume cerebral de massa m = 0,050 kg. Considerando calor específico aproximado do tecido c = 4180 J·kg?1·K?1… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um comunicado de imprensa afirma: “Um smartphone de massa m = 0,20 kg, se solto de altura h = 1,8 m, terá energia E = m·g·h = 3,6 J (com g = 10 m/s²) e portanto sempre quebrará, pois a tela requer 8 J para fraturar”… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um gerador de armadura consiste em uma bobina com N = 200 espiras e área A = 4,0×10?4 m² que gira em campo magnético uniforme B = 0,080 T a 1800 rpm. A bobina tem resistência interna r = 1,50 O e está ligada a uma carga… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um motor CC é alimentado por V = 48,0 V; resistência do armadura Ra = 2,00 O. Constantes: K_t = 0,150 N·m/A e K_e = 0,150 V·s/rad. O torque de carga é t_load = 1,80 N·m. Despreze indutância e atrito. Determine a… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa (Dissertativa) Um motor CC tem resistência do armadura R_a = 2,00 O e indutância L_a = 50,0 mH; constantes K_e = K_t = 0,050 (V·s/rad e N·m/A). Inércia do rotor J = 0,0100 kg·m². Partindo do repouso, aplica-se V = 24,0 V… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um gesto de braço numa dança de salão é modelado por uma haste rígida de comprimento L = 0,70 m e massa m = 3,0 kg, presa no ombro (pêndulo físico; g = 10 m/s²). A amplitude angular máxima é ?_max = 20°. Calcule: (a)… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Compare duas danças de salão históricas (origens diferentes) em termos físicos: energia mecânica média, frequências de movimento e deslocamento do centro de massa (COM). Quais medidas instrumentais e cálculos permitem… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Um veículo elétrico de massa m = 900 kg reduz sua velocidade de v_i = 54 km/h para v_f = 18 km/h usando frenagem regenerativa com eficiência de recuperação ?_rec = 0,75. A bateria do veículo tem tensão nominal V = 400 V… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Explique como inovações históricas (pisos com molas, sola de sapato, microfones) e transformações rítmicas nas danças de salão afetaram as exigências biomecânicas (forças, giros, potência e segurança). Inclua discussão… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Uma bobina retangular de N = 200 voltas e área A = 8,0×10^-3 m² integra um motor de corrente contínua imerso em um campo magnético uniforme B = 0,15 T. Uma corrente I = 4,0 A percorre a bobina. A bobina está acoplada a… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Considere dois instrumentos usados na dança: bombo com f1 = 60 Hz e trompete com f2 = 440 Hz. Usando velocidade do som v = 340 m/s, calcule os comprimentos de onda ? = v/f e analise quantitativa e qualitativamente como… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Projeto de transformador ideal: deseja-se reduzir Vp = 230 V (rms) para Vs = 12 V (rms) em f = 60 Hz. O núcleo tem área de seção Ac = 4,0×10?4 m² e fluxo máximo associado a Bmax = 1,0 T. Determine o número de espiras… Ver resposta esperada e explicação

✍️ Dissertativa Explique qualitativa e quantitativamente como a força contra-eletromotriz (E_b) e a resistência de armadura r afetam o desempenho (corrente, torque, potência e eficiência) de um motor CC. Considere o motor com V = 48 V… Ver resposta esperada e explicação