Leis de Newton, Pressão, trabalho, potência, alavanca

Às vezes ser "verde" pode ser doloroso. Esse carregador de celular manual vai lhe dar "mãos de Hulk" antes mesmo de conseguir uma bateria plenamente carregada. Esse conceito é chamado de "você pode dar um jeito nisso" e foi desenhado para que você aperte as duas hastes rapidamente e várias vezes por minuto para conseguir carregar um pouquinho o aparelho ou evitar que a bateria se descarregue rapidamente.
O cabinho que liga o gerador ao celular pode ser trocado para se adaptar em outros aparelhos.

Disponível em: slipperybrick.com. Acesso em: 5 jul. 2015 (adaptado).

A geração de energia elétrica a partir do sistema indicado fica restrita a aparelhos que:

• armazenem energia elétrica

• funcionem em baixa potência

• emitam ondas eletromagnéticas

• utilizem corrente elétrica contínua

• possuam elevada resistência elétrica

Answer explanation

Para resolver a questão, é necessário que o(a) estudante perceba que o carregador de celular manual tem um sistema que deve gerar uma baixa potência para que o gerador manual possa funcionar de maneira eficiente. Caso contrário, o carregador não terá um funcionamento eficaz.

Ovo na garrafa

Um ovo cozido é colocado na boca de um recipiente de vidro e fica firmemente ajustado sem cair dentro do frasco. Em seguida, o ovo é retirado, e um pedaço de papel em chamas é colocado dentro do recipiente e deixado por alguns instantes até sua combustão completa. Logo após, esse mesmo ovo é novamente recolocado na boca do recipiente, sem vedá-lo, mas, dessa vez, ele acaba, em questão de segundos, caindo dentro do frasco.

LONGHINI, M.D.; NARDI, R. Como age a pressão atmosférica?

Tal fenômeno ocorre devido:

• 1. à formação de fuligem dentro da garrafa, que puxa o ovo para o interior do recipiente.

• 1. à fumaça liberada ser densa e ocupar menor volume que o ar original, fazendo com que a gravidade, maior fora da garrafa, empurre o ovo para dentro.

• 1. ao fogo no papel consumir totalmente os gases dentro da garrafa, gerando um vácuo que suga o ovo para dentro.

• ao ar quente se expandir e parte dele sair da garrafa, causando uma diferença de pressão que empurra o ovo para dentro. 

• 1. ao vidro, por ser um bom condutor de calor, se dilatar, aumentando as dimensões do gargalo, fazendo com que o ovo passe para dentro da garrafa.

A Guarda Costeira dos EUA confirmou, nesta quinta-feira (22), a morte dos cinco tripulantes do submersível que desapareceu no início da semana. O veículo aquático teria implodido dentro da água. Segundo Gustavo Roque da Silva Assi, professor da USP, implosões ocorrem quando um submarino, ou submersível, neste caso, ultrapassa o seu limite de profundidade.

IMPLOSÃO ou explosão: por que submarino colapsa no fundo do mar? Disponível em: bol.uol.com.br. Acesso em: 18 jul. 2023 (adaptado).

Para que o veículo não tivesse implodido, seria necessário que ele suportasse:

• 1. o empuxo aumentado conforme seu afundamento

• 1. a expansão do volume de água para todos os lados

• 1. a diminuição da pressão hidrostática devido a densidade

• o aumento da pressão da água conforme a profundidade

• 1. o cresimento da sua massa ao se deslocar para o fundo do oceano

TEXTO I
Ponte Rio-Niterói é fechada após navio se soltar na Baía de Guanabara

Os dois sentidos da Ponte Rio-Niterói foram fechados após um navio que estava ancorado na Baía de Guanabara se soltar e ficar à deriva. Segundo a concessionária da ponte, a embarcação colidiu na estrutura às 18h30, o que gerou o bloqueio do local. 

Equipes da Marinha e Capitania dos Portos foram acionados e (barcos) rebocadores trabalharam para retirar a embarcação da direção da ponte. 

Disponível em: band.uol.com.br.  Acesso em: 18 nov. 2022 (adaptado). 

TEXTO II

Suponha-se que o navio que causou o problema descrito no texto anterior tenha uma massa de 20 mil toneladas e que, para retirá-lo, o barco rebocador irá utilizar um cabo de aço que suporta uma tração de 8,0 × 10⁷ N.

Dados: 1 tonelada = 10³ kg.

Desconsidere-se qualquer tipo de força de atrito ou qualquer força de resistência ao movimento do barco.

A máxima aceleração, em m s^-², com a qual o rebocador deve puxar o navio, sem que o cabo arrebente, é de:

• 0,25

• 2,0

• 4,0

• 60

• 80

Answer explanation

Para resolver a questão, é necessário compreender que, como os atritos e as forças de resistência são desprezados, a força resultante será a força de tração, sendo a massa do navio de 20 · 10⁶ kg, a aceleração máxima será dada por: 

T = m · a

 80 · 10⁶ = 20 · 10⁶ · a 

Portanto, a = 4,0 m/s².

Assim como os peixes estão mergulhados em um oceano de água, podemos dizer que nós estamos mergulhados em um oceano de ar. E esse ar exerce uma força sobre os corpos. Não só em cima, mas por todos os lados.

Disponível em: g1.globo.com. Acesso em: 21 fev. 2022 (adaptado).

Esse "oceano de ar" não esmaga as pessoas porque:

• 1. o corpo humano tem uma enorme resistência mecânica.

• 1. o empuxo que o ar exerce sobre o corpo humano atua somente no sentido horizontal.

• 1. o ar apresenta peso insignificante, já que tem uma pequena densidade.

• a presença do ar nos pulmões e tecidos possibilita o equilíbrio das pressões. 

• 1. a pressão atmosférica é muito pequena e a força exercida no corpo humano é insignificante.

Answer explanation

Para resolver essa questão, é necessário compreender que pontos situados num fluido numa mesma linha horizontal são isobáricos (estão a uma mesma pressão). A pressão atmosférica deve-se à coluna de ar que está “sobre a cabeça das pessoas” e, quanto maior for essa coluna, maior o valor da pressão exercida. No entanto, o ar que entra nos pulmões — e que, através do sangue, é enviado aos tecidos celulares — está a uma mesma pressão que o ar externo. Dessa forma, a pressão interna do corpo humano é igual à pressão externa (a pressão atmosférica), gerando um equilíbrio de pressões (e forças decorrentes) que impede que as pessoas sejam esmagadas. 

Os vetores que representam as forças de interação entre a bola e a cabeça do jogador, em uma mesma escala, são:

1. 
   

• 
• 
• 
• 
• 

Um dos fundamentos da ciência de Galileu Galilei é o princípio da inércia, muito próximo ao que se conhece hoje como a Primeira Lei de Newton. A figura ao lado ilustra uma situação relacionada a esse princípio, em que, um cavalo em movimento para repentinamente:

Considere-se que, no instante ilustrado na figura, tanto o cavalo quanto o cavaleiro estejam em movimento e que a resistência do ar seja desprezível.

Disponível em: virtual.ufc.br. Acesso em: 12 abr. 2015 (adaptado).

Os vetores velocidade horizontal (Vx), aceleração horizontal (ax) e força resultante na horizontal (Fx) relacionados ao cavalo e ao cavaleiro, respectivamente, são:

• 
• 
• 
• 
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Um bloco de 10 Kg é puxado com velocidade constante por uma distância de 6 m em um piso horizontal por uma corda que exerce uma força de 7 N fazendo um ângulo de 60º acima da horizontal. Sabendo que Cos(60º) = 0,5 e Sen(60º) = 0,86, o trabalho executado pela corda sobre o bloco é de:

Answer explanation

T = F x d x cos

T = 7 x 6 x 0,5

T = 21 J

Na aula sobre a exposição do museu "afro Brasil" verificamos inúmeras tecnologias construidas pelos nossos antepassados que foram escravizados nesse país. Cite pelo menos uma tecnologia que funcione utilizando o princípio de pressão:

Answer explanation

Prensa de queijo

Prensa sargento

Prensa manteiga

Encontre a força que o homem deve exercer no fio para manter em equilíbrio estático o corpo suspenso de 160N.

Answer explanation

20 N