Questões de Física do ano 2022

     O movimento de um sistema binário de estrelas, com momento angular  tem energia mecânica mínima, de tal modo que a distância d entre elas permanece constante ao longo do tempo. Considere que o binário esteja isolado, isto é, as únicas forças que atuam nas estrelas são devidas à atração gravitacional entre elas; que as massas das estrelas sejam dadas respectivamente por M₁ e M₂, e que G seja a constante universal da gravitação. Considere, ainda, que todas as grandezas físicas sejam medidas em um sistema de referência no qual o centro de massa permanece sempre em repouso.

Com base nessas informações, é correto afirmar que a distância entre as estrelas é dada por

Uma massa M está uniformemente distribuída em uma região esférica de raio R em torno de um centro. Uma massa pontual 7 encontra-se inicialmente em repouso a uma distância 2R do centro da distribuição esférica de carga. Considere que sobre a massa m aja apenas a força gravitacional devido a massa M. Assumindo-se a constante universal da gravitação por G, então a energia cinética da massa pontual quando ela chega à distância de R do centro da distribuição esférica será dada por

      A figura precedente mostra o diagrama P - V, que descreve o ciclo termodinâmico de um motor. A substância de trabalho é um gás ideal simples constituído por moléculas com grau de liberdade g. Os processos AB e CD são processos isotérmicos de expansão e contração respectivamente. O fator de aumento proporcional da pressão 4 e de aumento proporcional do volume 5 são ambos maiores do que 1.

Considerando essas informações, é correto afirmar que o trabalho realizado pelo gás neste ciclo será dado por 

A figura anterior mostra um êmbolo preso que mantém um gás ideal confinado em um pequeno volume V₀ de um recipiente cilíndrico muito longo e com paredes adiabáticas. A parte do cilindro não ocupada pelo gás é um vácuo. O gás confinado está em equilíbrio termodinâmico com uma pressão P₀ e tem coeficiente adiabático dado por y. Em certo instante, o êmbolo (de área A) é liberado e pode deslocar-se livremente sem atrito ao longo do cilindro, então, o gás se expande, empurrando o êmbolo. Essa expansão é dada por um processo quase-estático adiabático. Nessa situação, quando o gás tiver expandido até um certo volume V > V₀, com menor que o volume total do cilindro, teremos que a força resultante sobre o êmbolo será dada por

Um recipiente cilíndrico de altura H e densidade p é colocado verticalmente em repouso sobre a superfície de um líquido com densidade p_liq, de tal modo que a base do cilindro fica em contato com o líquido, conforme a figura anteriormente apresentada. Nesse caso, se atuarem sobre o cilindro apenas a força peso e o empuxo, então a condição para que o cilindro afunde completamente na direção vertical e não volte mais a superfície será dada por