Questões de Física da FGV

Coloca-se um objeto em um dos pratos de uma balança de braços iguais. Para manter a balança em equilíbrio, é necessário colocar no outro prato um contrapeso de massa m, como mostra a figura 1.
 
A seguir, suspende-se o mesmo objeto a uma mola. Na posição de equilíbrio, a mola se alonga x em relação a seu comprimento original, como mostra a figura 2.
 
Imagine que repetíssemos esses experimentos na Lua. Lá, para manter a balança em equilíbrio usaríamos um contrapeso de massa m e a mola, na posição de equilíbrio, ficaria alongada x` em relação a seu comprimento original.
Nesse caso, verificamos que

A figura 1 mostra um bloco em repouso sobre uma superfície plana e horizontal. Nesse caso, a superfície exerce sobre o bloco uma força .  A figura 2 mostra o mesmo bloco deslizando sobre um piso horizontal em movimento retilíneo uniforme. Nesse caso, o piso exerce sobre o bloco uma força .  A figura 3 mostra o mesmo bloco descendo, em movimento uniforme, uma rampa inclinada em relação à horizontal ao longo de uma reta de maior declive. Nesse caso, a rampa exerce sobre o bloco uma força . 
 
Essas forças ,  e  são tais que

Duas partículas 1 e 2 deslocam-se em mesma direção e sentido. O gráfico representa o movimento das partículas.
 
A distância percorrida pela partícula 1 entre t=0 e o ponto de interceptação com a partícula 2, foi de

Como destaca a primeira lei da Termodinâmica, a energia pode ser transformada de uma forma para outra, mas não pode ser criada ou destruída.
Um exemplo dessa transformação é a conversão de energia cinética em energia elétrica, que pode ser observada

“Em 1909, o físico neozelandês Ernest Rutherford e dois auxiliares, o inglês Ernest Marsden e o alemão Hans Geiger, bombardearam folhas de ouro finíssimas com partículas de carga positiva emitidas por uma fonte radioativa. O resultado causou profunda estranheza. Parte dessas partículas – denominadas radiação alfa – ricocheteavam bruscamente ao atingir a lâmina do metal. Dois anos depois, Rutherford, em letras trêmulas, escreveu sua conclusão.”
(ANJOS, J.C. e VIEIRA, C.L. Um olhar para o futuro – Desafios da física para o século 21. Rio de Janeiro: Vieira & Lent: FAPERJ, 2008.)
A partir desse experimento, Rutherford concluiu que