Pergunta: Por favor me ajude nessa questão:  Um avião cuja velocidade de cruzeiro é de 500km/h em relação ao ar deve fazer uma viagem de ida e volta entre duas cidades A e B distantes 600km.Despreze o tempo gasto na partida,na parada e na manobra para voltar.     a)Quanto tempo demorará a viagem num dia sem vento?  b)Quanto tempo demorará num dia em que a velocidade do vento que sopra de  A para B é de 100km/h?

Resposta: no dia sem vento a velocidade relativa e apenas a velocidade do avião, então temos que
a) V=S/t
t = S/v
t = s/v

t = (s1 + s2)/v 

==> s=1200 (1200 km pois a viagem é de ida e volta
 
t = 1200 / 500 )

a) t = 2h e 24 min  ou t = 2,40 horas

no caso b temos que levar em consideração a sua ida da cidade A para B a velocidade relativa será a velocidade do avião mais a velocidade do vento ou seja 600km/h e na volta será a velocidade do avião menos a do vento 400km/h, então o tempo será:

t = s/v

t = t1(ida) + t2(volta)

t1 = 600 / 600 = 1 hora

t2 = 600 / 400 = 1,5horas

b) t total = 1hora + 1,50horas = 2,50 horas

Pergunta: Quando estou usando a formula   {F=K.   Q.Q/d2, (lei de Coulomb)} eu estou calculando, a força que as cargas estão exercendo uma sobre a outra ? E quando eu estou calculando o campo elétrico {E= F/D}, eu estou calculando o vetor que existe entre duas cargas? Gostaria de saber se essa diferenciação esta correta

Resposta: Na primeira sim, é a força de atração entre as duas cargas.

Já na segunda fórmula (E=F/d), você calcula em relação a apenas UMA carga, e não a duas.

definição de campo elétrico
A força que se manifesta entre dois corpos eletricamente carregados é uma força que age à distância. Ela se faz sentir sem que haja qualquer conexão material entre os dois corpos que interagem. Provoca certa perplexidade a idéia de que uma força se faça sentir à distância, mesmo através do espaço vazio.
Essa dificuldade pode ser superada pensando-se da seguinte maneira: Vamos dizer que, quando um corpo q está eletricamente carregado, cria-se em todo o espaço circundante uma situação nova, diferente da que existia quando q estava descarregado. O fato de eletrizarmos esse corpo modifica as propriedades do espaço que o circunda. Outro corpo eletricamente carregado (q0), colocado em um ponto P do espaço, começará, num dado instante, a "sentir" uma força elétrica causada por q. Dizemos que a carga do corpo q gera no espaço circundante um campo elétrico.
O campo elétrico gerado pela carga q num ponto P existe independentemente de haver em P um corpo carregado. Quando colocamos nesse ponto P um corpo carregado, a força que passa a agir sobre ele é devida ao campo elétrico que já preexistia ali, e não a uma ação direta, à distância, do corpo q sobre o segundo corpo.

lei de Coulomb

As forças entre cargas elétricas são forças de campo, isto é, forças de ação à distância, como as forças gravitacionais (com a diferença que as gravitacionais são sempre forças atrativas).
O cientista francês Charles Coulomb conseguiu estabelecer experimentalmente uma expressão matemática que nos permite calcular o valor da força entre dois pequenos corpos eletrizados. Coulomb verificou que o valor dessa força (seja de atração ou de repulsão) é tanto maior quanto maiores forem os valores das cargas nos corpos, e tanto menor quanto maior for a distância entre eles. Ou seja: a força com que duas cargas se atraem ou repelem é proporcional às cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Assim, se a distância entre duas cargas é dobrada, a força de uma sobre a outra é reduzida a um quarto da força original.

Com isso podemos concluir que o campo elétrico seria um local do espaço onde se propaga a força de interação entre as cargas.

Pergunta: Estou fazendo uma pesquisa para a escola e gostaria de saber como o vapor se transforma em energia.

Resposta: Vapor, substância em estado gasoso. Emprega-se a palavra vapor para referir-se ao estado gasoso de uma substância que normalmente é líquida ou sólida.

O ponto de ebulição da água no nível do mar é de 100 °C. A esta temperatura, a adição de 226 joules de calor por quilograma de água converte-a em vapor na mesma temperatura. Quando a água está submetida a uma pressão maior, o ponto de ebulição cresce progressivamente.

Quando confinado, o vapor de uma substância a qualquer temperatura exerce uma pressão conhecida como pressão de vapor. Ao aumentar-se a temperatura da substância, a pressão de vapor eleva-se, como resultado de uma maior evaporação.

Vapor de água, água em estado gasoso (os gases não oferecem nenhuma resistência à mudança de forma e muito pouca às alterações no seu volume). A produção de eletricidade depende em grande parte da geração de vapor (Ver Máquina a vapor abaixo). Também se usa para a calefação de edifícios e para impulsionar a maioria dos barcos comerciais do mundo.

Calor: A mudança de temperatura de uma substância é acompanhada por uma série de modificações físicas. Denomina-se fase de uma substância o seu estado, que pode ser sólido, líquido ou gasoso. As mudanças de fase em substâncias puras têm lugar a pressões e temperaturas definidas. A quantidade de calor necessária para produzir uma mudança de fase chama-se calor latente; existem calores latentes de sublimação, fusão e vaporização (Destilação; Evaporação). Se a água é fervida em um recipiente aberto, à pressão de 1 atmosfera, a temperatura não ultrapassa os 100 °C, por mais calor que seja aplicado. O calor absorvido sem mudar a temperatura da água é o calor latente. Quando o vapor se condensa para formar água, esta energia é de novo liberada (Condensação). Para fundir 1 kg de gelo, precisa-se de 19.000 joules e, para converter 1 kg de água em vapor a 100 °C, gastam-se 129.000 joules. A quantidade de calor necessária para aumentar em um grau a temperatura de uma unidade de massa de uma substância é denominada calor específico.

Os processos físicos pelos quais se dá a transferência de calor são a condução, a radiação e a convecção.

Transferência de Calor, em física, processo pelo qual se intercambia energia em forma de calor entre corpos diferentes ou entre partes distintas de um mesmo corpo que estão com temperaturas não-idênticas. O calor é transferido mediante convecção, radiação ou condução. Embora estes três processos possam ocorrer simultaneamente, também é possível que um dos mecanismos predomine sobre os outros. Por exemplo, o calor é transmitido pela parede de uma casa fundamentalmente por condução, a água de uma caçarola sobre um queimador de gás se aquece em grande parte por convecção e a Terra recebe calor do Sol quase exclusivamente por radiação.

Máquina a vapor, dispositivo mecânico que converte a energia do vapor d'água em energia mecânica e tem várias aplicações na propulsão e na geração de eletricidade. O princípio básico da máquina a vapor é a transformação da energia térmica do vapor d'água em energia mecânica, fazendo com que o vapor se expanda e esfrie em um cilindro equipado com um pistão móvel. Costuma-se usar uma caldeira para produzir o vapor necessário à geração de energia ou calefação. A caldeira mais simples é um recipiente fechado, contendo água aquecida por uma chama até se converter em vapor saturado. Os sistemas domésticos de calefação possuem uma caldeira desse tipo, mas as usinas de geração de energia empregam sistemas mais complexos, que contam com vários dispositivos auxiliares. Em geral, a eficiência dos motores a vapor é baixa, o que faz com que, na geração de energia, a preferência seja por turbinas em vez de máquinas a vapor.

O aproveitamento da força do vapor representou um avanço tecnológico muito importante. A introdução da máquina a vapor levou a inúmeras invenções no transporte e na indústria. As máquinas a vapor convertem a energia térmica em mecânica, fazendo com que o vapor se expanda em um cilindro com um pistão móvel. Uma biela transforma o movimento alternado do pistão em giratório. Os primeiros modelos foram desenvolvidos em 1690, embora James Watt só tenha desenhado a máquina a vapor moderna 70 anos depois. 

Turbina, motor rotativo que converte em energia mecânica a energia de uma corrente de água, vapor d'água ou gás. O elemento básico da turbina é a roda ou rotor, que conta com paletas, hélices, lâminas ou cubos colocados ao redor de sua circunferência, de forma que o fluido em movimento produza uma força tangencial que impulsiona a roda, fazendo-a girar. Essa energia mecânica é transferida através de um eixo para movimentar uma máquina, um compressor, um gerador elétrico ou uma hélice. As turbinas se classificam como hidráulicas ou de água, a vapor ou de combustão. Atualmente, a maior parte da energia elétrica mundial é produzida com o uso de geradores movidos por turbinas. Os moinhos de vento que produzem energia elétrica são chamados turbinas de vento.

O tipo mais antigo e simples de turbina hidráulica é a roda hidráulica, utilizada pela primeira vez na Grécia e empregada durante a Antigüidade e a Idade Média para moer cereais. Consistia em um eixo vertical com um conjunto de aspas ou paletas radiais situadas em uma corrente veloz de água.

No início do século XX, o aumento na demanda por energia elétrica deixou clara a necessidade de melhorias nas turbinas. Em 1913, o engenheiro austríaco Viktor Kaplan apresentou, pela primeira vez, a turbina de hélice, que atua de modo inverso à hélice de um barco. A tendência das turbinas hidráulicas modernas é utilizar quedas d'água e máquinas maiores.

As turbinas a vapor são usadas na geração de energia elétrica de origem nuclear e na propulsão de navios com reatores nucleares. Nas aplicações que necessitam tanto de calor como de eletricidade, uma caldeira de alta pressão gera o vapor e consegue-se, através da turbina, a temperatura e a pressão necessárias ao processo industrial.

O funcionamento da turbina a vapor baseia-se no seguinte princípio termodinâmico: quando o vapor se expande, diminui sua temperatura e reduz sua energia interna. Essa redução da energia interna se transforma em energia mecânica pela aceleração das partículas de vapor, o que possibilita dispor diretamente de uma grande quantidade de energia.

A turbina de combustão também é chamada de turbina a gás. Produzido no motor como resultado da combustão de determinadas matérias, o gás é lançado em forma de jatos contra as paletas da turbina e o impulso desses jatos faz girar o eixo.

Um regulador controla a velocidade de uma máquina, ao regular a entrada ou a saída do fluxo de energia. Em turbinas a gás ou vapor e em motores de combustão interna, nos quais a energia é fornecida pelo combustível, o regulador controla seu fluxo. Para ajustar a velocidade de um turbogerador hidráulico, o regulador pode alterar o fluxo da água, abrindo ou fechando comportas e válvulas. Um outro tipo de regulador mecânico, empregado para controlar a velocidade dos motores de aeronaves, varia o passo das pás das hélices presas ao motor.

Energia nuclear: No final da década de 1950, foram desenvolvidos projetos de energia nuclear que proporcionavam vapor para impelir tanto navios de guerra, como mercantes.

Depois da II Guerra Mundial, a pesquisa realizada na engenharia de combustão ajudou ao desenvolvimento de locomotivas de turbinas-elétricas, nas quais as turbinas de gás ou vapor eram utilizadas para impulsionar geradores que proporcionavam energia a motores elétricos.

Pergunta: Um balão sobe verticalmente com movimento uniforme. Cinco segundos após deixar o solo, abandona-se dele uma pedra. A pedra alcança o solo após 7s a partida do balão. Determine:

Resposta: 

a) velocidade do balão

V = V0 - GT
onde v = velocidade do balão, g a aceleração da gravidade e T e o tempo decorrido, como ele parte do repouso V0=0, então teremos v=-gt( veja que o sinal de negativo e devido ao balão se movimentar no sentido contrario ao da ação da gravidade, e veja tambem que ele não pode ter um movimento uniforme apenas com estes dados do problema, pois para cada tempo teremos uma velocidade diferente, e sabemos que em um movimento uniforme isto nao pode ocorrer)

b) h = Vo . t
considerando a altura do balão como o nosso referencial em relação a pedra podemos dizer então que h0 = 0, a velocidade da pedra no momento em que ela e solta e a mesma do balão.

c) h = h0 + vot + gt^2 / 2
SUBSTITUINDO OS VALORES QUE JA CONHECEMOS NESTA EQUAÇÃO ACIMA CHEGAREMOS AO VALOR DA ALTURA, VEJA BEM QUE ESSES VALORES QUE DIZ SER AS RESPOSTAS SAO POSSIVEIS DE SER DESCOBERTO SE TIVERMOS O ESPAÇO PERCORRIDO PELO BALÃO

Resolvendo: Irei adotar o referencial com origem no solo e orientado para cima.

a) O balão sobe com velocidade constante. A equação para o balão é:
Sb = V*t ( I )
Após 5 segundos (quando larga-se a pedra) ele atinge a altura Sb = H:
H = V*5 ( II )

Montar a equação para a pedra, a partir do instante em que ela é largada:
Sp = So + V*t + (1/2)*g*t² So = H
g = -10 m/s²
Sp = H + V*t + (1/2)*(-10)*t² H = V*5
Sp = V*5 + V*t ; 5*t² ( III )

A pedra leva 7 ; 5 = 2 segundos para atingir o solo. Lembre-se de que a equação ( III ) só é válida para t depois de 5 segundos. Quando ela atinge o solo, Sp = 0.
Substituindo t = 2s em ( III ):
0 = V*5 + V*(2) ; 5*(2)²
V = 20/7 m/s

b) Substituindo o valor de V em ( II ):
H = (20/7)*5
H = 100/7 metros.

c) A pedra atinge o solo em 7 segundos (de acordo com o enunciado). É só substituirmos esse valor na equação do balão ( I ):
Sb = (20/7)*7
Sb = 20 metros

Pergunta: Você é convidado a projetar uma ponte metálica cujo comprimento será de 2km .Considerando os efeitos de contração e expansão térmicas para temperaturas no intervalo de -40graus F a 110grausF e o coeficiente de dilatação linear do metal que é de 12.10^-6graus C^-1, qual a máxima variação esperada no comprimento da ponte ? (o coeficiente de dilatação linear é constante no intervalo de temperatura considerado)

Resposta: antes de mais nada temos que transformar a temperatura de fahrenheit para Celsius.

F = 9C/5 + 32
110 - 40 = 9C/5 + 32
70 - 32 = 9C/5
38 * 5 = 9C
190 = 9C
C = 190/9
C = 21,12


dF = variação da temperatura em °F dt = variação da temperatura em °C
dL = variação do comprimento
Lo = 2 km = 2.10^5 cm
a = 12.10^(-6)/°C

dt = dF/1,8 ( I )

dL = Lo*a*dt ( II )

Para que dL seja máximo, de acordo com a equação ( II ) deve-se ter dt máximo (máxima variação da temperatura em °C).
Para que dt seja máximo, de acordo com a equação ( I ) deve-se ter dF máximo (máxima variação da temperatura em °F).
Assim dF deve variar de -40°F até 110°F que são os limites da variação da temperatura proposto pelo problema.

dt = [110-(-40)]/1,8
dt = 83,33°C

dL = 2.10^5*12.10^(-6)*(83,33)
dL = 199,992 cm
ou
dL = 1,99 metros

Pergunta: Um barco motorizado desce um rio deslocando se de um ponto A até um ponto B ,distante 36km,em 0,90h .Em seguida ,esse mesmo barco sobe o rio deslocando se do ponto B até o ponto A em 1,2h.Sendo Vb a velocidade do barco em relação as águas e Vc a velocidade das águas em relação ás margens. a)calcule Vb e Vc.  b)Sabendo se que o rio uma largura aproximada de 175km ,calcule o tempo mínimo de travessia do rio por este barco. 

Resposta: 1º caso
O barco desce o rio, então a velocidade relativa do barco é a sua propria velocidade(vb) mais a velocidade das águas do rio(vc), então:
(vb + vc) = 36/0,9
(vb + vc) = 40 km/h

2º caso
o barco sobe o rio, então a velocidade relativa do barco é a sua propria velocidade(vb) menos a velocidade das águas do rio(vc), então:
(vb - vc) = 36/1,2
(vb - vc) = 30 km/h

Resolvendo o sistema teremos
(vb + vc) = 40 km/h
(vb - vc) = 30 km/h
-----------------------
2 vb = 70
vb = 70/2
vb = 35 Km/h

Substiuindo o valor de vb em qualquer uma das equações teremos como valor para vc = 5 km/h

O tempo que o barco leva para atravessar o rio e dado por

t = e / vb
t = 175 / 35
t = 5h

Pergunta: AO SE PREPARAR UM BANHO MORNO, COLOCARAM-SE DUAS(2) PANELAS DE ÁGUA A 80ºC NA BANHEIRA. QUANTAS PANELAS DE ÁGUA A 20ºC DEVEM SER MISTURADAS PARA SE OBTER UMA TEMPERATURA FINAL DE 50ºC?

Resposta: 
Q = quantidade de calor
c = calor específico da água
m = massa de água
dt = temperatura final , temperatura inicial

Vamos supor que não há perdas de calor para o meio. Vamos dizer que em cada panela há uma massa m de água. O que acontece? Uma certa quantidade A de água a 80°C entrará em contato com outra quantidade B de água, a 20°C; ambas atingirão o equilíbrio termico, a 50°C. A; cederá certa quantidade de calor para B; até que a temperatura do sistema A e B se equilibre a 50°C.
Então: Q = m*c*dt
A massa de ;A; é duas vezes a massa m de água em cada panela (pois foram colocadas 2 panelas), ou seja 2m:
Qa = (2m)*c*(50 ; 80)
e
Qb = (Xm)*c*(50-20)

X é o que queremos achar!

Se não há trocas de calor com o meio, tem-se que Qa + Qb = 0 (revise a teoria em seu livro de Física).
Qa + Qb = 0
(2m)*c*(-30) + (Xm)*c*30 = 0 podemos cancelar m e c
2*(-30) + X*30 = 0
30*X = 60
X = 2

Caso eu não tenha errado, devem ser misturadas 2 panelas de água a 20°C.

Vejamos mais simplesmente:

Q1 + Q2 = 0
m.c.T + m2.c2.T2 = 0
2.V.1.(80 - 50) + x.V.1.(50 - 20) = 0
60.V = 30.x.V
x = 2 panelas

considerando que os volumes sejam iguais de cada panela.
Resp.: 2 panelas de água a 20ºC 

Pergunta: Num circuito oval de automobilismo, um piloto faz o percurso em 5 minutos.Se aumentar a velocidade média em 12km/h,reduz o tempo em 1 minuto .O comprimento do circuito é:  a)4km b)5km c)10km d)50km  

Resposta: seja S = comprimento do circuito
o tempo em horas é igual a t = 5/60 = 1/12
então S = V.t = V.(1/12)
e da S = (V + 12).(4/60) = (V+12).(1/15)
da equação 1) temos que V = 12.S
e da equação 2) temos que V = 15S - 12 igualando-se as duas equações temos:
12.S = 15.S - 12 ou -3.S = - 12 ou melhor
S = 12/3 = 4 km. Ok confere alternativa (a)

Veja melhor dessa forma:
5 min = 1/12 h
4 min = 1/15 h
V = S/t
V = S/(1/12)
V = 12.S
novo percurso:
(V + 12) = S/(1/15)
(V + 12) = 15.S
sendo S o mesmo para as duas voltas:
V/12 = (V + 12)/15
15.V = 12.V + 144
3.V = 144
V = 48 km/h
substituindo V em qualquer das duas equações temos o comprimento (S) do circuito:
V = 12.S
S = V/12
S = 48/12
S = 4 km
Resp.: 4 km

Pergunta: Tenho duvidas sobre o conteúdo que estou tendo em Física, na 3ª série do 2º grau, que é Forças elétricas.

Resposta:  As forças entre cargas elétricas são forças de campo, isto é, forças de ação à distância, como as forças gravitacionais (com a diferença que as gravitacionais são sempre forças atrativas).
O cientista francês Charles Coulomb conseguiu estabelecer experimentalmente uma expressão matemática que nos permite calcular o valor da força entre dois pequenos corpos eletrizados. Coulomb verificou que o valor dessa força (seja de atração ou de repulsão) é tanto maior quanto maiores forem os valores das cargas nos corpos, e tanto menor quanto maior for a distância entre eles. Ou seja: a força com que duas cargas se atraem ou repelem é proporcional às cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Assim, se a distância entre duas cargas é dobrada, a força de uma sobre a outra é reduzida a um quarto da força original.
Para medir as forças, Coulomb aperfeiçoou o método de detectar a força elétrica entre duas cargas por meio da torção de um fio. A partir dessa idéia criou um medidor de força extremamente sensível, denominado balança de torção.Veja em nosso resumão agora a matéria sobre o assunto.

Pergunta: (UFRS) DUAS PARTÍCULAS CADA UMA COM CARGA ELÉTRICA POSITIVA Q CONFORME FIGURA.OUTRA PARTÍCULA COM CARGA ELÉTRICA -Q OCUPA A POSIÇÃO C A FORÇA ELÉTRICA EXERCIDA SOBRE A CARGA EM B DEVIDO AS CARGAS A E C TEM MODULO 2F. SE A CARGA QUE ESTA EM A FOR COLOCADA NA POSIÇÃO D/2 A FORÇA ELÉTRICA EXERCIDA SOBRE A CARGA EM B TERÁ MODULO:a)1F  b)2F  c)3F  d)4F e)5F

Resposta: 
F = k.|Q|.|q|/d²
essa é a fórmula.

na posição original, temos:
Fb = k.Q.Q/D² + k.Q.Q.D²
Fb = 2.k.Q²/D²
Fb = 2F então F = k.Q²/D²

posição com A em D/2 :
F'b = k.Q.Q/(D/2)² + k.Q.Q/D²
F'b = 4.k.Q²/D² + k.Q²/D²
F'b = 5.k.Q²/D²
F'b = 5F

Resp.: letra e) 5F 

Pergunta: (ITA-SP) - Três carros percorrem uma estrada plana e reta com velocidade em função do tempo representada pelo gráfico abaixo. No instante t = 0, os três carros passam por um farol. A 140 m  desse farol há outro sinal luminoso permanentemente vermelho. Quais dos carros ultrapassarão o segundo farol ?
a) somente o primeiro
b) somente o segundo
c) somente o terceiro
d) o primeiro e o segundo
e) o segundo e o terceiro

Resposta: Se a velocidade do móvel 1 e igual a 30m/s, e o do móvel 2  também e de 30m/s, e a do móvel 3 e de 40m/s. Podemos imaginar o seguinte: Tempo = 0 

Vm₁= 30m/s   S₀ = 0    S = 140 m  V₀ = 30m/s

Vm_{2 =} 30m/s   S₀ = 0    V₀ = 30m/s 

Vm_{3 =} 40m/s       S₀ = 0   V₀ = 40m/s

Vm₁ =   DS₁ / DT₁    Þ   30 m/s = 140 m / DT₁ Þ
    DT₁ =  140m /  30 m/s     @  4,7 s

 Vm₂ =   DS₂  / DT₂     Þ  30 m/s = 140m / DT₂    Þ
    DT₂   =  140m / 30m/s     @  4,7 s

Vm₃ =   DS₃ /  DT₃  Þ   40 m/s = 140 m / DT₃ Þ
        DT₁ =  140m /  40 m/s    @  3,5 s

Logo, o carro 1 e 2 passarão o segundo farol.