Questões de Concurso Comentadas sobre física para fundatec

A Nasa (agência espacial dos EUA) anunciou, no início deste ano, a descoberta de um planeta com tamanho parecido com o da Terra e que pode ser habitável. Chamado de TOI 700, o planeta orbita a estrela anã TOI 700, em uma zona em que é possível haver água em estado líquido, crucial para a existência de vida como conhecemos. A estrela anã TOI 700 está localizada na constelação austral de Dorado, a 100 anos-luz de distância da Terra.
(Texto adaptado de https://www1.folha.uol.com.br/ciencia/2023/01/novo-planeta-que-pode-ser-habitavel-edescoberto-pela-nasa.shtml).

Embora a distância até o sistema TOI 700 seja impraticável de ser percorrida com a tecnologia atual, em filmes de ficção científica é comum a ideia de utilizar a dobra espacial para encurtar o tempo e a distância das viagens espaciais. Considerando um cenário hipotético no qual uma espaçonave pudesse realizar o percurso em um intervalo de tempo de 20 anos contados a partir do referencial da espaçonave, podemos explorar a ideia da dobra espacial. Nesse contexto fictício, a dobra espacial permitiria encurtar o espaço-tempo e criar um "atalho" entre dois pontos distantes no espaço. Dada essa premissa, qual seria, aproximadamente, a velocidade necessária para a nave conseguir realizar essa proeza? 

Considere um cilindro de seção circular engastado na base e com uma força aplicada perpendicularmente ao eixo, conforme apresentado na Figura 1 abaixo.


Sendo o diâmetro do cilindro de 100 mm e a força aplicada de 500 N, qual será o torque resultante? Considere o módulo de cisalhamento do aço como 80 GPa.

Qual é a pressão aproximada exercida por um pistão de seção circular de 400 mm de diâmetro ao aplicar uma força de 50 N?

Considerando um sistema com uma massa de 1 kg, cuja velocidade aumenta de 10 m/s para 35 m/s enquanto sua altura diminui 10 m, qual é, aproximadamente, a energia cinética ganha nesse processo? Considere g = 9,8 m/s².

Uma bola é arremessada obliquamente, partindo do alto de um prédio de altura h = 15 m, com uma velocidade inicial de v = 20 m/s e um ângulo de lançamento de = 30° em relação à horizontal, conforme mostrado na Figura 9 abaixo. Após um intervalo de tempo, a bola atinge o solo a uma certa distância d do ponto de lançamento.

Desconsiderando a resistência do ar, qual é o valor da distância d percorrida pela bola até atingir o solo? (Considere g =10 m/s²).