Questões de Física - UNICAMP 2004 | Gabarito e resoluções

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 1) O quadro (a), acima, refere-se imagem de televiso de um carro parado, em que podemos distinguir claramente a marca do pneu (PNU). Quando o carro est em movimento, a imagem da marca aparece como um borro em volta de toda a roda, como ilustrado em (b). A marca do pneu volta a ser ntida, mesmo com o carro em movimento, quando este atinge uma determinada velocidade. Essa iluso de movimento na imagem gravada devido freqncia de gravao de 30 quadros por segundo (30 Hz). Considerando que o dimetro do pneu igual a 0,6 m e =3,0, responda: a) Quantas voltas o pneu completa em um segundo, quando a marca filmada pela cmara aparece parada na imagem, mesmo estando o carro em movimento? b) Qual a menor freqncia angular do pneu em movimento, quando a marca aparece parada? c) Qual a menor velocidade linear (em m/s) que o carro pode ter na figura (c)?

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 2) Uma pesquisa publicada no ano passado identifica um novo recordista de salto em altura entre os seres vivos. Trata-se de um inseto, conhecido como Cigarrinha-da-espuma, cujo salto de 45 cm de altura. a) Qual a velocidade vertical da cigarrinha no incio de um salto? b) O salto devido a um impulso rpido de 10-3 s. Calcule a acelerao mdia da cigarrinha, que suporta condies extremas, durante o impulso.

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 3) Uma bola de tnis rebatida numa das extremidades da quadra descreve a trajetria representada na figura abaixo, atingindo o cho na outra extremidade da quadra. O comprimento da quadra de 24 m. a) Calcule o tempo de vo da bola, antes de atingir o cho. Desconsidere a resistncia do ar nesse caso. b) Qual a velocidade horizontal da bola no caso acima? c) Quando a bola rebatida com efeito, aparece uma fora, FE, vertical, de cima para baixo e igual a 3 vezes o peso da bola. Qual ser a velocidade horizontal da bola, rebatida com efeito para uma trajetria idntica da figura?

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 4) Uma caneta esferogrfica comum pode desenhar um trao contnuo de 3 km de comprimento. A largura desse trao de 0,5 mm. Considerando = 3,0, faa o que se pede: a) Estime o volume de tinta numa carga nova de uma caneta esferogrfica e, a partir desse valor, calcule a espessura do trao deixado pela caneta sobre o papel. b) Ao escrever, a fora que uma caneta exerce sobre o papel de 3 N. Qual a presso exercida pela esfera da caneta sobre o papel?

(UNICAMP - 2004 - 1a fase) Os carros em uma cidade grande desenvolvem uma velocidade mdia de 18 km/h, em horrios de pico, enquanto que a velocidade mdia do metr de 36 km/h. O mapa ao lado representa os quarteires de uma cidade e a linha subterrnea do metr. a) Qual a menor distncia que um carro pode percorrer entre as duas estaes? b) Qual o tempo gasto pelo metr (Tm) para ir de uma estao outra, de acordo com o mapa? c) Qual a razo entre os tempos gastos pelo carro (Tc) e pelo metr para ir de uma estao outra, Tc/Tm? Considere o menor trajeto para o carro.

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 5) Uma das modalidades de ginstica olmpica a das argolas. Nessa modalidade, os msculos mais solicitados so os dos braos, que suportam as cargas horizontais, e os da regio dorsal, que suportam os esforos verticais. Considerando um atleta cuja massa de 60 kg e sendo os comprimentos indicados na figura H=3,0 m; L=1,5 m e d=0,5 m, responda: a) Qual a tenso em cada corda quando o atleta se encontra pendurado no incio do exerccio com os braos na vertical? b) Quando o atleta abre os braos na horizontal, qual a componente horizontal da tenso em cada corda?

(UNICAMP - 2004 - 1a fase) As temperaturas nas grandes cidades so mais altas do que nas regies vizinhas no povoadas, formando ilhas urbanas de calor . Uma das causas desse efeito o calor absorvido pelas superfcies escuras, como as ruas asfaltadas e as coberturas de prdios. A substituio de materiais escuros por materiais alternativos claros reduziria esse efeito. A figura mostra a temperatura do pavimento de dois estacionamentos, um recoberto com asfalto e o outro com um material alternativo, ao longo de um dia ensolarado. a) Qual curva corresponde ao asfalto? b) Qual a diferena mxima de temperatura entre os dois pavimentos durante o perodo apresentado? c) O asfalto aumenta de temperatura entre 8h00 e 13h00. Em um pavimento asfaltado de 10.000 m2 e com uma espessura de 0,1 m, qual a quantidade de calor necessria para aquecer o asfalto nesse perodo? Despreze as perdas de calor. A densidade do asfalto 2.300 kg/m3 e seu calor especfico C=0,75 kJ/kg C.

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 6) O chamado pra-choque alicate foi projetado e desenvolvido na Unicamp com o objetivo de minimizar alguns problemas com acidentes. No caso de uma coliso de um carro contra a traseira de um caminho, a malha de ao de um pra-choque alicate instalado no caminho prende o carro e o ergue do cho pela plataforma, evitando, assim, o chamado efeito guilhotina. Imagine a seguinte situao: um caminho de 6000 kg est a 54 km/h e o automvel que o segue, de massa igual a 2000 kg, est a 72 km/h. O automvel colide contra a malha, subindo na rampa. Aps o impacto, os veculos permanecem engatados um ao outro. a) Qual a velocidade dos veculos imediatamente aps o impacto? b) Qual a frao da energia cintica inicial do automvel que foi transformada em energia potencial gravitacional, sabendo-se que o centro de massa do mesmo subiu 50 cm?

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 7) A elasticidade das hemcias, muito importante para o fluxo sangneo, determinada arrastando-se a hemcia com velocidade constante V atravs de um lquido. Ao ser arrastada, a fora de atrito causada pelo lquido deforma a hemcia, esticando-a, e o seu comprimento pode ser medido atravs de um microscpio (vide esquema). O grfico apresenta o comprimento L de uma hemcia para diversas velocidades de arraste V. O comprimento de repouso desta hemcia L0 = 10 micra. a) A fora de atrito dada por Fatrito = - bV, com b sendo uma constante. Qual a dimenso de b, e quais so as suas unidades no SI? b) Sendo b = 1,0 x 10-8 em unidades do SI, encontre a fora de atrito quando o comprimento da hemcia de 11 micra. c) Supondo que a hemcia seja deformada elasticamente, encontre a constante de mola k, a partir do grfico.

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 8) Para resfriar um motor de automvel, faz-se circular gua pelo mesmo. A gua entra no motor a uma temperatura de 80 C com vazo de 0,4 l/s, e sai a uma temperatura de 95 C. A gua quente resfriada a 80 C no radiador, voltando em seguida para o motor atravs de um circuito fechado. a) Qual a potncia trmica absorvida pela gua ao passar pelo motor? Considere o calor especfico da gua igual a 4200 J/kg C e sua densidade igual a 1000 kg/m3 . b) Quando um aditivo para radiador acrescentado gua, o calor especfico da soluo aumenta para 5250 J/kg C, sem mudana na sua densidade. Caso essa soluo a 80 C fosse injetada no motor em lugar da gua, e absorvesse a mesma potncia trmica, qual seria a sua temperatura na sada do motor?

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 9) Quando o alumnio produzido a partir da bauxita, o gasto de energia para produzi-lo de 15 kWh/kg. J para o alumnio reciclado a partir de latinhas, o gasto de energia de apenas 5% do gasto a partir da bauxita. a) Em uma dada cidade, 50.000 latinhas so recicladas por dia. Quanto de energia eltrica poupada nessa cidade (em kWh)? Considere que a massa de cada latinha de 16 g. b) Um forno de reduo de alumnio produz 400 kg do metal, a partir da bauxita, em um perodo de 10 horas. A cuba eletroltica desse forno alimentada com uma tenso de 40 V. Qual a corrente que alimenta a cuba durante a produo? Despreze as perdas.

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 10) Um raio entre uma nuvem e o solo ocorre devido ao acmulo de carga eltrica na base da nuvem, induzindo uma carga de sinal contrrio na regio do solo abaixo da nuvem. A base da nuvem est a uma altura de 2 km e sua rea de 200 km2 . Considere uma rea idntica no solo abaixo da nuvem. A descarga eltrica de um nico raio ocorre em 10-3s e apresenta uma corrente de 50 kA. Considerando 0=9 x 10-12 F/m, responda: a) Qual a carga armazenada na base da nuvem no instante anterior ao raio? b) Qual a capacitncia do sistema nuvem-solo nesse instante? c) Qual a diferena de potencial entre a nuvem e o solo imediatamente antes do raio?

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 11) Em alguns carros comum que o espelho retrovisor modifique a altura aparente do carro que vem atrs. As imagens abaixo so vistas pelo motorista em um retrovisor curvo (Fig. 1) e em um retrovisor plano (Fig. 2). a) Qual (qualitativamente) a curvatura do retrovisor da Fig. 1? b) A que distncia o carro detrs se encontra, quando a sua imagem vista pelo motorista ocupa todo o espelho plano (Fig. 2), cuja altura de 4,0 cm? Considere que a altura real do carro seja de 1,6 m e que o teto do carro, o olho do motorista (situado a 50 cm do retrovisor) e o topo da imagem no espelho estejam alinhados horizontalmente.

(UNICAMP - 2004 - 2 fase - Questo 12) Uma das formas de se controlar misturas de gases de maneira rpida, sem precisar retirar amostras, medir a variao da velocidade do som no interior desses gases. Uma onda sonora com freqncia de 800 kHz enviada de um emissor a um receptor ( vide esquema ), sendo ento medida eletronicamente sua velocidade de propagao em uma mistura gasosa. O grfico abaixo apresenta a velocidade do som para uma mistura de argnio e nitrognio em funo da frao molar de Ar em N2. a) Qual o comprimento de onda da onda sonora no N2 puro? b) Qual o tempo para a onda sonora atravessar um tubo de 10 cm de comprimento contendo uma mistura com uma frao molar de Ar de 60% ?