Questões de Física - UNESP | Gabarito e resoluções

(UNESP - 2024) Uma bola de boliche de 7 kg abandonada do repouso, de uma altura h0 , e cai verticalmente sobre uma cama elstica, que se comporta como uma mola ideal, conforme a figura 1. Essa bola toca a cama elstica com 8 m/s de velocidade e, a partir desse instante, a bola sofre a ao de uma fora F vertical para cima, de intensidade varivel, aplicada pela cama elstica, alm da fora peso, P. Sob ao apenas dessas duas foras, a bola para 0,5 s aps ter tocado a cama elstica, conforme a figura 2. A partir desse ponto, a bola impulsionada verticalmente para cima, perdendo contato com a cama elstica no momento em que sua velocidade v, conforme a figura 3. Desprezando todas as foras dissipativas e adotando g = 10 m/s2 , calcule: a) o valor de h0, em metros, e a energia cintica da bola, em J, no instante em que ela perde contato com a cama elstica, em seu movimento de subida. b) o valor mdio da fora F, em N, aplicada pela cama elstica sobre a bola para par-la em 0,5 s.

(UNESP - 2024) Ondas de gravidade so fenmenos peridicos que se manifestam na superfcie de separao de dois meios fluidos como a gua de um oceano e a atmosfera. Nesse caso, as ondas de gravidade so classificadas como ondas rasas se a profundidade da gua do oceano (h) for menor do que a metade do comprimento da onda e, para ondas rasas, sua velocidade de propagao dada por , sendo g a acelerao da gravidade local. Considere um local em que a profundidade da gua seja 4000 m e g = 10 m/s2. a) Nesse local, uma onda de gravidade se propaga com frequncia e pode ser classificada como onda rasa. Calcule seu comprimento de onda, em metros. b) Uma outra onda se propaga nesse mesmo local com velocidade de 30 m/s e tem perodo de oscilao de 100 s. Essa onda pode ser classificada como uma onda rasa? Justifique sua resposta com base na classificao de ondas rasas.

(UNESP - 2024) Devido ao atrito com o ar, insetos voadores podem acumular uma pequena quantidade de carga eltrica positiva em seu corpo enquanto voam. Considere uma abelha que tenha acumulado uma carga eltrica voando nas proximidades de uma flor, no centro da qual havia sido colocada uma carga eltrica, tambm positiva, , em um experimento que investigava a eletrizao dos corpos dos insetos. Nesse experimento observou-se que a menor distncia a que essa abelha chegava do centro da flor era , a partir da qual se afastava, voando para longe, sugerindo que existia um campo eltrico mnimo (Emn) ao qual as abelhas so sensveis. Adote para a carga eltrica elementar o valor e, para a constante eletrosttica do ar, o valor . a) Calcule a diferena entre o nmero de prtons e o nmero de eltrons que essa abelha tem em seu corpo, por estar eletrizada com a carga q positiva. Essa diferena deve-se ao fato de a abelha ter perdido eltrons ou ganhado prtons durante seu voo? Justifique sua resposta com base na posio dessas partculas nos tomos, segundo o modelo atmico clssico. b) Calcule a intensidade da fora de repulso, em N, entre a abelha e a flor, quando elas esto a 20 cm uma da outra. Calcule, tambm, a intensidade de Emn, em N/C.

(UNESP - 2024) Uma pessoa estava parada com seu veculo em um semforo. Quando a luz verde do semforo se acendeu, o veculo partiu e o movimento realizado at o seu destino pode ser dividido em quatro trechos: Trecho 1: veculo em movimento acelerado; Trecho 2: veculo em movimento uniforme; Trecho 3: percebendo que havia passado do endereo para onde ia, a pessoa freou o veculo at parar, e inverteu o sentido de seu movimento, com a mesma acelerao escalar com que havia freado; Trecho 4: nova frenagem, chegando ao seu destino, onde parou o veculo. Os trs grficos, I, II e III, mostram como variaram, em funo do tempo, trs grandezas escalares associadas ao movimento desse veculo, sem identific-las, nos quatro trechos descritos. Sabendo que, enquanto se movia nesse trajeto, o veculo s esteve em movimento uniforme ou em movimento uniformemente variado, os grficos I, II e III representam, respectivamente, as grandezas

(UNESP - 2024) Em uma brincadeira, uma pessoa coloca um copo com a boca para baixo, encostada na superfcie parada da gua de uma piscina e, cuidadosamente, o afunda 2,5 m abaixo da superfcie da gua, onde mantm o copo em repouso, ainda de boca para baixo, com um pouco de ar aprisionado em seu interior e com um pouco de gua que entrou no copo. A figura mostra o copo nessas duas posies. Considere o ar um gs ideal e os valores para a densidade da gua da piscina, para a presso atmosfrica local e para a acelerao da gravidade. Sendo V1 o volume ocupado pelo ar no copo na posio inicial, V2 o volume ocupado pelo ar no copo na posio final, e considerando a temperatura do ar dentro do copo constante nesse processo, o valor da razo

(UNESP - 2024) A escala Brix, com valores expressos em Bx (graus brix), uma escala numrica que indica a quantidade de slidos solveis em uma soluo de sacarose. Essa escala utilizada na indstria de alimentos para medir a porcentagem aproximada de acares em sucos de fruta, vinhos, bebidas carbonatadas etc. Uma soluo de 25 Bx, por exemplo, tem 25 gramas de acar de sacarose por 100 gramas da soluo. O grfico mostra a relao entre a escala Brix e o ndice de refrao absoluto de uma soluo de sacarose. Considere um raio de luz monocromtica que, propagando-se pelo ar, incide na superfcie que separa o ar de uma soluo de sacarose de 40 Bx. Adotando , quando esse raio refratar-se para a soluo de sacarose, ter velocidade de propagao de, aproximadamente,

(UNESP - 2024) A ictercia, condio bastante comum em recm-nascidos, caracterizada pela cor amarelada da pele. Esse problema relaciona-se dificuldade do fgado para metabolizar a bilirrubina, um pigmento gerado pelo metabolismo das clulas vermelhas do sangue. A principal terapia em uso para ictercia a fototerapia, com a exposio do recm-nascido a uma fonte luminosa. Devido s propriedades da bilirrubina e da pele, a luz mais efetiva para esse tratamento a com comprimentos de onda predominantemente entre 425 nm e 475 nm, no espectro da cor azul. Luzes de outras cores, como a verde, tm espectro de emisso fora do espectro de absoro da molcula de bilirrubina. J a luz ultravioleta emitida pelas lmpadas de fototerapia praticamente absorvida em sua totalidade pelo vidro da lmpada e pela cobertura da unidade de fototerapia. (Scientia Medica, v. 15, abril/junho de 2005. Adaptado.) A figura mostra a curva de absoro da bilirrubina em funo do comprimento de onda da luz. Adotando-se , sabendo que e de acordo com as informaes do texto e da figura, tem-se que

(UNESP - 2024) A imagem, produzida por um microscpio eletrnico, mostra uma seo transversal de uma fibra nervosa responsvel pela transmisso de informaes por meio de sinais eltricos. Essa fibra composta pelo axnio, regio central, envolvida pela mielina, uma substncia gordurosa. Sabendo que a resistividade eltrica da mielina muito maior do que a resistividade eltrica do axnio, um sinal eltrico transmitido por essa fibra nervosa

(UNESP - 2024) Alguns peixes, como os tubares, orientam-se sentindo o campo magntico da Terra. Como cada local na Terra tem uma assinatura magntica diferente, supem-se que esses peixes possam guardar no crebro algum tipo de mapa magntico que os informa sobre onde esto. Para verificar essa suposio, foi realizado um experimento colocando tubares em um tanque cercado por um cubo envolto em fios de cobre, pelos quais fez-se passar corrente eltrica. Essa corrente modificou o campo magntico da regio, desorientando os tubares. (www.nationalgeographicbrasil.com. Adaptado.) Suponha que a figura, fora de escala, represente uma das faces do cubo que cercou o tanque em que esse experimento foi realizado, envolvido por um fio de cobre com o formato de um solenoide, percorrido por uma corrente eltrica contnua (i) no sentido indicado. Considere que um tubaro esteja nadando ao longo do eixo longitudinal do solenoide, sujeito, simultaneamente, ao campo magntico criado pela Terra na regio, , indicado na figura, e ao campo magntico criado pela corrente que circula pelo solenoide. Considere que esteja contido no plano da figura, que represente um vetor saindo do plano desta folha e que represente um vetor entrando no plano desta folha. A representao do campo magntico sentido pelo tubaro, devido aos efeitos simultneos do campo magntico terrestre e da corrente que circula pelo solenoide, :

(UNESP - 2023) A diferena entre andar e correr que, quando andamos, mantemos pelo menos um dos ps em contato com o solo, enquanto que, ao correr, ficamos parte do tempo com os dois ps fora do solo. Para um adulto, quando sua velocidade, ao caminhar, ultrapassa o valor de 2 m/s, passa a ser mais confortvel e energeticamente vantajoso comear a correr. O grfico mostra, aproximadamente, como varia a potncia total produzida pelo corpo desse adulto em funo da velocidade, durante uma caminhada e durante uma corrida. Uma pessoa adulta dirigia-se para um ponto de nibus caminhando rapidamente com velocidade constante de 1,5 m/s, mantendo essa velocidade por 20 s. Ao perceber que o nibus em que iria embarcar se aproximava, essa pessoa inicia uma corrida com velocidade tambm constante de 2,5 m/s, mantendo essa velocidade por 10 s. Durante os 30 s descritos, a energia total transformada por essa pessoa foi de

(UNESP - 2023) Os grficos 1 e 2 mostram, respectivamente, a variao da temperatura de ebulio da gua pura em funo da presso atmosfrica e a variao da presso atmosfrica em funo da altitude em relao ao nvel do mar. A tabela apresenta cinco cidades e suas respectivas altitudes aproximadas. Considere que 1 000 g de gua pura no estado lquido estavam, inicialmente, a 15 C em uma das cidades indicadas na tabela. Sabendo que, para iniciar a ebulio dessa massa de gua em uma panela aberta, foi necessrio fornecer gua 65 000 cal e que o calor especfico da gua lquida 1 cal/(g C), essa massa de gua se encontrava na cidade de

(UNESP - 2023) Uma pessoa apresenta miopia. Para corrigir essa ametropia, ela utiliza culos com lentes esfricas, como a representada por L na figura, que atuam em conjunto com as demais estruturas de seu globo ocular formando imagens ntidas na retina do olho. Sabendo que a miopia a nica ametropia que afeta o olho dessa pessoa, as imagens projetadas em sua retina

(UNESP - 2023) Um professor faz um experimento para demonstrar a relao entre a frequncia de oscilao de um pndulo simples e o comprimento desse pndulo. Para isso, segura uma extremidade de um fio de massa desprezvel que est apoiado em um pino horizontal fixo em uma parede, de modo que o comprimento suspenso desse fio mea 80 cm. Nessa situao, uma pequena esfera, presa outra extremidade desse fio, oscila em um plano vertical, entre os pontos P e Q, com uma frequncia de oscilao f0. Em determinado instante do movimento oscilatrio, o professor puxa o fio movimentando sua mo horizontalmente para a direita com velocidade constante de 20 cm/s, durante 3 s, e o fio desliza sobre o pino. Considerando que o perodo de oscilao desse pndulo possa ser calculado com a expresso , em que L o comprimento do pndulo e g a acelerao da gravidade local, ao final do intervalo de 3 s a nova frequncia de oscilao desse pndulo ser:

(UNESP - 2023) A figura representa, de forma esquemtica, um dispositivo capaz de regular a intensidade do brilho de uma lmpada. Esse dispositivo constitudo de dois resistores em forma de fio, R1e R2, ambos feitos de um mesmo material e com mesma rea de seco transversal. O resistor R1tem comprimento L e o resistor R2tem formato semicircular e comprimento 4L. Nesse dispositivo, o que controla o brilho da lmpada o ponteiro P, que pode fazer contato com o resistor R2em qualquer ponto localizado entre seus extremos I e II. Quando o ponteiro faz contato com o ponto I, a lmpada percorrida por uma corrente iI= 0,3 A e apresenta seu brilho mnimo. Quando o ponteiro faz contato com o ponto II, a lmpada percorrida por uma corrente iII= 0,5 A e apresenta seu brilho mximo. Desconsiderando a resistncia dos fios de ligao e sabendo que o sistema est ligado a uma diferena de potencial constante de 120 V, a resistncia eltrica dessa lmpada de

(UNESP - 2023) O mapa, feito em malha quadriculada, indica trs vetores com direes, sentidos e mdulos das velocidades mdias dos ventos que incidiram sobre uma turbina elica giratria, indicada pelo ponto T, durante 24 horas de determinado dia do ano. Nesse dia, a turbina recebeu ventos apenas de A, B e C, sendo que as porcentagens associadas a cada vetor indicam a frao do dia em que tais ventos incidiram em T Considerando que cada centmetro do mapa corresponde velocidade mdia do vento de 5 km/h e que a turbina localizada em T gera uma unidade de energia por hora para cada 1 km/h de velocidade mdia do vento, o total de unidades de energia gerada por essa turbina nesse dia foi de