AFA 2014 Física - Questões

Um motociclista, pilotando sua motocicleta, move-se com velocidade constante durante a realização do looping da figura abaixo.

Quando está passando pelo ponto mais alto dessa trajetória circular, o motociclista lança, para trás, um objeto de massa desprezível, comparada à massa de todo o conjunto motocicleta-motociclista. Dessa forma, o objeto cai, em relação à superfície da Terra, como se tivesse sido abandonado em $A$, percorrendo uma trajetória retilinea até $B$. Ao passar, após esse lançamento, em $B$, o motociclista consegue recuperar o objeto imediatamente antes dele tocar o solo.

Desprezando a resistência do ar e as dimensões do conjunto motocicleta-motociclista, e considerando $\pi ^2=10$, a razão entre a normal (N), que age sobre a motocicleta no instante em que passa no ponto 4, e o peso (P) do conjunto motocicleta-motociclista, (N/P), será igual a

Um bloco, de massa $\pu{2 kg}$, desliza sobre um plano inclinado, conforme a figura seguinte.

O gráfico $v$ x $t$ abaixo representa a velocidade desse bloco em função do tempo, durante sua subida, desde o ponto $A$ até o ponto $B$.

Considere a existência de atrito entre o bloco e o plano inclinado e despreze quaisquer outras formas de resistência ao movimento. Sabendo que o bloco retorna ao ponto $A$, a velocidade com que ele passa por esse ponto, na descida, em $\pu{m/s}$, vale

A figura abaixo mostra um sistema em equilíbrio estático, formado por uma barra homogênea e uma mola ideal que estão ligadas através de uma de suas extremidades e livremente articuladas às paredes.

A barra possui massa m e comprimento $L_0$, a mola possui comprimento natural $L_0$ e a distância entre as articulações é de $2L_0$.

Esse sistema (barra-mola) está sujeito à ação da gravidade, cujo módulo da aceleração é $g$ e, nessas condições, a constante elástica da mola vale

Dispõe-se de duas máquinas térmicas de Carnot. A máquina 1 trabalha entre as temperaturas de $\pu{227 °C}$ e $\pu{527 °C}$, enquanto a máquina 2 opera entre $\pu{227 K}$ e $\pu{527 K}$. Analise as afirmativas a seguir e responda ao que se pede.

I. A máquina 2 tem maior rendimento que a máquina 1.

II. Se a máquina 1 realizar um trabalho de $\pu{2000 J}$ terá retirado $\pu{6000 J}$ de calor da fonte quente.

III. Se a máquina 2 retirar $\pu{4000 J}$ de calor da fonte quente irá liberar aproximadamente $\pu{1720 J}$ de calor para a fonte fria.

IV. Para uma mesma quantidade de calor retirada da fonte quente pelas duas máquinas, a máquina 2 rejeita mais calor para a fonte fria.

São corretas apenas

Um corpo homogêneo e maciço de massa $M$ e coeficiente de dilatação volumétrica constante $\gamma$ é imerso inicialmente em um líquido também homogêneo à temperatura de $\pu{0 ºC}$, e é equilibrado por uma massa $m_1$, através de uma balança hidrostática, como mostra a figura abaixo.

Levando o sistema formado pelo corpo imerso e o líquido até uma nova temperatura de equilíbrio térmico $x$, a nova condição de equilíbrio da balança hidrostática é atingida com uma massa igual a $m_2$, na ausência de quaisquer resistências.

Nessas condições, o coeficiente de dilatação volumétrica real do líquido pode ser determinado por