Questões de Física - UNICAMP 2013 | Gabarito e resoluções

(UNICAMP - 2013 - 2 fase - Questo 9) Em 2012 foi comemorado o centenrio da descoberta dos raios csmicos, que so partculas provenientes do espao. a)Os neutrinos so partculas que atingem a Terra, provenientes em sua maioria do Sol. Sabendo-se que a distncia do Sol Terra igual a 1,5 1011m, e considerando a velocidade dos neutrinos igual a 3,0 108 m/s, calcule o tempo de viagem de um neutrino solar at a Terra. b)As partculas ionizam o ar e um instrumento usado para medir esta ionizao o eletroscpio. Ele consiste em duas hastes metlicas que se repelem quando carregadas. De forma simplificada, as hastes podem ser tratadas como dois pndulos simples de mesma massa m e mesma carga q localizadas nas suas extremidades. O mdulo da fora eltrica entre as cargas dado por, sendo. Para a situao ilustrada na figura abaixo, qual a carga q, se m = 0,004 g?

(UNICAMP - 2013 - 2 fase - Questo 10) Alguns tnis esportivos modernos possuem um sensor na sola que permite o monitoramento do desempenho do usurio durante as corridas. O monitoramento pode ser feito atravs de relgios ou telefones celulares que recebem as informaes do sensor durante os exerccios. Considere um atleta de massa m = 70 kg que usa um tnis com sensor durante uma srie de trs corridas. a)O grfico 1) abaixo mostra a distncia percorrida pelo atleta e a durao em horas das trs corridas realizadas em velocidades constantes distintas. Considere que, para essa srie de corridas, o consumo de energia do corredor pode ser aproximado por E = CMET m t , onde m a massa do corredor, t a durao da corrida e CMET uma constante que dependeda velocidade do corredor e expressa em unidade de. Usando o grfico 2) abaixo, que expressa CMETem funo da velocidade do corredor, calcule a quantidade de energia que o atleta gastou na terceira corrida. b) O sensor detecta o contato da sola do tnis com o solo pela variao da presso. Estime a rea de contato entre o tnis e o solo e calcule a presso aplicada no solo quando o atleta est em repouso e apoiado sobre um nico p.

(UNICAMP - 2013 - 2 fase - Questo 11) As nuvens so formadas por gotculas de gua que so facilmente arrastadas pelo vento. Em determinadas situaes, vrias gotculas se juntam para formar uma gota maior, que cai, produzindo a chuva. De forma simplificada, a queda da gota ocorre quando a fora gravitacional que age sobre ela fica maior que a fora do vento ascendente. A densidade da gua . a) O mdulo da fora, que vertical e para cima, que certo vento aplica sobre uma gota esfrica de raio r pode ser aproximado por Fvento = b r ,com b = 1,6 103 N/m . Calcule o raio mnimo da gota para que ela comece a cair. b) O volume de chuva e a velocidade com que as gotas atingem o solo so fatores importantes na eroso. O volume usualmente expresso pelo ndice pluviomtrico, que corresponde altura do nvel da gua da chuva acumulada em um recipiente aberto e disposto horizontalmente. Calcule o impulso transferido pelas gotas da chuva para cada metro quadrado de solo horizontal, se a velocidade mdia das gotas ao chegar ao solo de 2,5 m/s e o ndice pluviomtrico igual a 20 mm . Considere a coliso como perfeitamente inelstica.

(UNICAMP - 2012 - 2 fase - Questo 12) Em agosto de 2012, a NASA anunciou o pouso da sonda Curiosity na superfcie de Marte. A sonda, de massa m =1000 kg , entrou na atmosfera marciana a uma velocidade v0 = 6000 m/s. a) A sonda atingiu o repouso, na superfcie de Marte, 7 minutos aps a sua entrada na atmosfera. Calcule o mdulo da fora resultante mdia de desacelerao da sonda durante sua descida. b)Considere que, aps a entrada na atmosfera a uma altitude h0 = 125 km , a fora de atritoreduziu a velocidade da sonda para v = 4000 m/squando a altitude atingiuh =100 km . A partir da variao da energia mecnica, calcule o trabalho realizado pela fora de atrito neste trecho. Considere a acelerao da gravidade de Marte, neste trecho, constante e igual a gMarte = 4 m/s2.

(UNICAMP - 2013 - 2 fase - Questo 13) A boa ventilao em ambientes fechados um fator importante para o conforto trmico em regies de clima quente. Uma chamin solar pode ser usada para aumentar a ventilao de um edifcio. Ela faz uso da energia solar para aquecer o ar de sua parte superior, tornando-o menos denso e fazendo com que ele suba, aspirando assim o ar dos ambientes e substituindo-o por ar vindo do exterior. a) Aintensidade da radiao solar absorvida por uma placa usada para aquecer o ar igual a 400 W/m2. A energia absorvida durante 1,0 min por uma placa de 2m2 usada para aquecer 6,0 kg de ar. O calor especfico do ar . Qual a variao de temperatura do ar nesse perodo? b) A densidade do ar a 290 K . Adotando-se um nmero fixo de moles de ar mantido apresso constante, calcule a sua densidade para a temperatura de 300 K. Considere o ar como um gs ideal.

(UNICAMP - 2013 - 2 fase - Questo 14) O prmio Nobel de Fsica de 2011 foi concedido a trs astrnomos que verificaram a expanso acelerada do universo a partir da observao de supernovas distantes. A velocidade da luz c = 3 108 m/s. a)Observaes anteriores sobre a expanso do universo mostraram uma relao direta entre a velocidade v de afastamento de uma galxia e a distncia r em que ela se encontra da Terra, dada por v = H r , em que H = 2,3 1018 s1 a constante de Hubble. Em muitos casos, a velocidade v da galxia pode ser obtida pela expresso, em que o comprimento de onda da luz emitida e o deslocamento Doppler da luz. Considerando ambas as expresses acima, calcule a que distncia da Terra se encontra uma galxia, se. b)Uma supernova, ao explodir, libera para o espao massa em forma de energia, de acordo com a expresso E = mc2 .Numa exploso de supernova foram liberados 3,24 1048 J , de forma que sua massa foi reduzida para mfinal = 4,0 1030 kg. Qual era a massa da estrela antes da exploso?

(UNICAMP - 2013 - 2 fase - Questo 15) Uma forma alternativa de transmisso de energia eltrica a grandes distncias (das unidades geradoras at os centros urbanos) consiste na utilizao de linhas de transmisso de extenso aproximadamente igual a meio comprimento de onda da corrente alternada transmitida. Este comprimento de onda muito prximo do comprimento de uma onda eletromagntica que viaja no ar com a mesma frequncia da corrente alternada. a)Qual o comprimento de onda de uma onda eletromagntica que viaja no ar com uma frequncia igual a 60 Hz ? A velocidade da luz no ar c = 3108 m/s. b)Se a tenso na linha de 500 kV e a potncia transmitida de 400 MW , qual a corrente na linha?

(UNICAMP - 2013 - 2 fase - Questo 16) O efeito de imagem tridimensional no cinema e nos televisores 3D obtido quando se expe cada olho a uma mesma imagem em duas posies ligeiramente diferentes. Um modo de se conseguir imagens distintas em cada olho atravs do uso de culos com filtros polarizadores. a)Quando a luz polarizada, as direes dos campos eltricos e magnticos so bem definidas. A intensidade da luz polarizada que atravessa um filtro polarizador dada por, onde a intensidade da luz incidente e o ngulo entre o campo eltricoe a direo de polarizao do filtro. A intensidade luminosa, a uma distncia d de uma fonte que emite luz polarizada, dada por, em que a potncia da fonte. Sendo, calcule a intensidade luminosa que atravessa um polarizador que se encontra ada fonte e para o qual. b) Uma maneira de polarizar a luz por reflexo. Quando uma luz no polarizada incide na interface entre dois meios de ndices de refrao diferentes com o ngulo de incidncia, conhecido como ngulo de Brewster,a luz refletida polarizada, como mostra a figura ao lado. Nessas condies,, em que o ngulo do raio refratado. Sendo n1 = 1,0 o ndicede refrao do meio 1 e, calcule o ndice de refrao do meio 2.

(UNICAMP - 2013 - 1 FASE)O carro eltrico uma alternativa aos veculos com motor a combusto interna. Qual a autonomia de um carro eltrico que se desloca a 60 km/h, se a corrente eltrica empregada nesta velocidade igual a 50 A e a carga mxima armazenada em suas baterias q = 75 Ah?

(UNICAMP - 2013 - 1 FASE) Presso parcial a presso que um gs pertencente a uma mistura teriase o mesmo gs ocupasse sozinho todo o volume disponvel. Na temperatura ambiente,quando a umidade relativa do ar de 100%, a presso parcial de vapor de gua vale3,0 x103 Pa. Nesta situao, qual seria a porcentagem de molculas de gua no ar? Dados: a presso atmosfrica vale 1,0 x105 Pa; considere que o ar se comporta como um gsideal.

(UNICAMP - 2013 -1 FASE) Um objeto disposto em frente a uma lente convergente, conforme a figuraabaixo. Os focos principais da lente so indicados com a letra F. Pode-se afirmar que aimagem formada pela lente.

(UNICAMP - 2013 - 1 FASE)Muitos carros possuem um sistema de segurana para os passageiros chamado airbag. Este sistema consiste em uma bolsa de plstico que rapidamente inflada quando o carro sofre uma desacelerao brusca, interpondo-se entre o passageiro e o painel do veculo. Em uma coliso, a funo do airbag

(UNICAMP - 2013 - 1 FASE)Para fins de registros de recordes mundiais, nas provas de 100 metros rasos no so consideradas as marcas em competies em que houver vento favorvel (mesmo sentido do corredor) com velocidade superior a 2 m/s. Sabe-se que, com vento favorvel de 2 m/s, o tempo necessrio para a concluso da prova reduzido em 0,1 s. Se um velocista realiza a prova em 10 s sem vento, qual seria sua velocidade se o vento fosse favorvel com velocidade de 2 m/s?

(UNICAMP -2013 - 1 FASE) Um aerogerador, que converte energia elica em eltrica, tem uma hlicecomo a representada na figura abaixo. A massa do sistema que gira M = 50 toneladas, e adistncia do eixo ao ponto P, chamada de raio de girao, R = 10 m. A energia cintica dogerador com a hlice em movimento dada por E = MVP/2sendo VP o mdulo da velocidadedo ponto P. Se o perodo de rotao da hlice igual a 2 s, qual a energia cintica dogerador? Considere = 3.