Questões de Física - UNICAMP 2020 | Gabarito e resoluções

(UNICAMP - 2020 - 1 fase) Nuclear fusion is a reaction in which atomic nuclei merge to form the nucleus of a new atom. The mass of the new atoms nucleus is lower than the sum of the merging nucleis masses, a difference that is released as energy. This is, for instance, the reaction that occurs in the Sun. The energy released during fusion can be calculated by the equation , where is the difference between the initial and final masses in the reaction, and is the speed of light. When calculating the aforementioned energy, nucleus mass can be conveniently quantified using the atomic mass unit (u), which is roughly equivalent to 900 MeV (1 u 900 MeV). Consider the hypothetical nuclear fusion reaction . Note that the masses of , and are 222u, 4u, and 221u, respectively. The amount of energy released in this reaction is

(UNICAMP - 2020 - 2 fase)Estudos indicam que uma massa m =1000 kg de poeira csmica, composta por minsculas partculas, colide com a superfcie da Terra a cada intervalo t= 20 min. Considere, para simplificar, que as partculas de poeira tm velocidade mdia nula antes de serem arrastadas pela Terra no seu movimento em torno do Sol. Logo aps colidirem com a superfcie do nosso planeta, elas passam a se deslocar juntamente com a Terra, com velocidade mdia de mdulo igual a vTerra=30 km/s. Considere tambm que o movimento da Terra num intervalo t= 20 min retilneo e uniforme. a) Qual a densidade da poeira na regio do espao atravessada pela Terra? Ver ilustrao abaixo: b) Qual o mdulo da fora mdia aplicada pela Terra sobre a massa de poeira csmica que ela intercepta durante um intervalo t= 20 min?

(UNICAMP - 2020 - 2 FASE) Um densmetro de posto de combustvel, usado para analisar o etanol, consiste de um tubo de vidro que fica parcialmente submerso no etanol. O peso do tubo fixo, de forma que o volume do tubo que fica submerso depende da densidade do etanol. Uma escala na parte superior do tubo indica o valor da densidade medida. a) O etanol combustvel hidratado, ou seja, contm uma porcentagem de gua. A figura ao lado ilustra duas medidas de densidade de etanol. A primeira de uma amostra de etanol hidratado dentro da especificao, cujo valor . Nessa medida, o volume submerso do densmetro . A segunda medida, realizada com o mesmo densmetro, de uma amostra fora da especificao e, nesse caso, o volume submerso do densmetro . A diferena dos volumes submersos de 10% de , ou seja,. Qual a densidade da segunda amostra? b) Num posto de combustvel, a gasolina bombeada do reservatrio subterrneo at o tanque do veculo, numa altura h=3,0 m acima do nvel superior do reservatrio. A gasolina, que sempre retirada da parte superior do reservatrio, encontra-se inicialmente parada e despejada no tanque do veculo a uma velocidade v =0,8 m/s. Qual o aumento da energia mecnica da gasolina proporcionado pela bomba ao encher um tanque de volume V = 40 litros? Dado :

(UNICAMP - 2020 - 2 fase) Filtros pticos tm muitas aplicaes: culos de sol, equipamentos fotogrficos, equipamentos de proteo individual (EPI) em atividades profissionais, etc. A densidade ptica de um filtro (OD) definida por,sendoa transmitncia ptica, que dada pela razo entre a intensidade luminosa transmitida e a intensidade incidente. Nas mscaras de soldador, bem como naquelas usadas para a observao direta do Sol durante um eclipse, so necessrios filtros de densidades pticas muito elevadas, ou seja, filtros que transmitem muito pouca luz, tanto na regio visvel (de 400 nm a 700 nm) quanto no ultravioleta e no infravermelho. a) No espao de resposta, apresenta-se um grfico da densidade ptica em funo do comprimento de ondapara vrios filtros, sendo que para cada um deles a densidade ptica na regio visvel aproximadamente constante. Quanto vale a transmitncia parado filtro de OD ~0,4na regio visvel? b) A gua um bom filtro ptico no infravermelho prximo, e tem um pico de absoro em comprimentos de onda ligeiramente inferiores am. A energia do fton dada porem que a constante de Planck, e a frequncia da onda eletromagntica. Quanto vale a energia do fton absorvido no comprimento de onda? *A velocidade da luz no vcuo vale

(UNICAMP - 2020 - 2 fase) Rels so dispositivos eletromecnicos usados para abrir e fechar contatos eltricos atravs da deflexo de uma lmina metlica (armadura) que atrada pelo campo magntico gerado por uma bobina, conforme ilustra a Figura A. a) No rel da Figura A, a constante elstica da mola presa armadura K=1500 N/m. Quando a bobina ligada, qual a energia potencial da mola, se ela for distendida deem relao sua posio de equilbrio? b)Resistores LDR (Resistor Dependente de Luz) apresentam alta resistncia eltrica na ausncia de luz, e baixa resistncia quando iluminados. Um uso frequente desses resistores se verifica no acionamento de rels. A Figura B (no espao de resposta) fornece a resistncia do LDR do circuito da Figura C em funo da intensidade luminosa. Qual a tenso no LDR quando a intensidade de luz solar nele incidente igual a

(UNICAMP - 2020 - 2 fase) As vidraas de um arranha-cu em Londres, conhecido como Walkie Talkie, reproduzem a forma de um espelho cncavo. Os raios solares refletidos pelo edifcio provocaram danos em veculos e comrcios prximos. a) Considere um objeto em frente e ao longo do eixo do espelho cncavo de raio de curvatura R = 1,0 m, conforme mostra a figura no espao de resposta. Complete os raios luminosos na figura. Em seguida, calcule a distncia d do objeto ao vrtice do espelho (ponto O), de forma que a intensidade de raios solares, incidentes paralelamente ao eixo do espelho, seja mxima na posio do objeto. b) Um objeto metlico de massa m =200 g e calor especficoc = 480 J/(kg. C) absorve uma potncia P = 60 W de radiao solar focalizada por um espelho cncavo. Desprezando as perdas de calor por radiao, conduo e conveco, calcule a variao de temperatura do objeto aps =32 s de exposio a essa radiao.

(UNICAMP - 2020 - 2 fase) Julho de 2019 marcou o cinquentenrio da chegada do homem Lua com a misso Apollo 11. As caminhadas dos astronautas em solo lunar, com seus demorados saltos, so imagens emblemticas dessa aventura humana. a) A acelerao da gravidade na superfcie da Lua Calcule o tempo de queda de um corpo solto a partir do repouso de uma altura de com relao superfcie lunar. b) A espectrometria de massas uma tcnica que pode ser usada na identificao de molculas da atmosfera e do solo lunar. A figura ao lado mostra a trajetria (no plano do papel) de uma determinada molcula ionizada (carga ) que entra na regio de campo magntico do espectrmetro, sombreada na figura, com velocidade de mdulo. O campo magntico uniforme e perpendicular ao plano do papel, dirigido de baixo para cima, e tem mdulo . Como ilustra a figura, na regio de campo magntico a trajetria circular de raio , e a fora centrpeta dada pela fora magntica de Lorentz, cujo mdulo vale . Qual a massa da molcula?

(UNICAMP - 2020 - 1 Fase) Em 15 de abril de 2019, a Catedral de Notre-Dame de Paris ardeu em chamas, atingindo temperaturas de 800 C. Estima-se que, na construo da catedral, foram empregadas pelo menos 300 toneladas de chumbo. Material usual poca, o chumbo um metal pesado com elevado potencial de contaminao em altas temperaturas. Sabendo que o ponto de fuso do chumbo de 327,5 C e seu ponto de ebulio de 1750 C, identifique a curva que pode representar o histrico da temperatura de uma poro de chumbo presente na catedral ao longo do incndio, bem como o fenmeno corretamente relacionado ao potencial de contaminao.

(UNICAMP 2020) A volta da Frana uma das maiores competies do ciclismo mundial. Num treino, um ciclista entra num circuito reto e horizontal (movimento em uma dimenso) com velocidade constante e positiva. No instante t1 , ele acelera sua bicicleta com uma acelerao constante e positiva at o instante t2 . Entre t2 e t3 , ele varia sua velocidade com uma acelerao tambm constante, porm negativa. Ao final do percurso, a partir do instante t3 , ele se mantm em movimento retilneo uniforme. De acordo com essas informaes, o grfico que melhor descreve a velocidade do atleta em funo do tempo

(UNICAMP 2020)As agncias espaciais NASA (norte-americana) e ESA (europeia) desenvolvem um projeto para desviar a trajetria de um asteroide atravs da coliso com uma sonda especialmente enviada para esse fim. A previso que a sonda DART (do ingls, Teste de Redirecionamento de Asteroides Duplos) ser lanada com a finalidade de se chocar, em 2022, com Didymoon, um pequeno asteroide que orbita um asteroide maior chamado Didymos. A massa da sonda DART ser de msonda=300 kg, e ela dever ter a velocidade vsonda=6 km/simediatamente antes de atingir Didymoon. Assim, a energia cintica da sonda antes da coliso ser igual a

(UNICAMP 2020) As agências espaciais NASA (norte-americana) e ESA (europeia) desenvolvem um projeto para desviar a trajetória de um asteroide através da colisão com uma sonda especialmente enviada para esse fim. A previsão é que a sonda DART (do inglês, Teste de Redirecionamento de Asteroides Duplos) será lançada com a finalidade de se chocar, em 2022, com Didymoon, um pequeno asteroide que orbita um asteroide maior chamado Didymos. Numa colisão inelástica da sonda DART com o asteroide Didymoon,

(UNICAMP 2020) As agências espaciais NASA (norte-americana) e ESA (europeia) desenvolvem um projeto para desviar a trajetória de um asteroide através da colisão com uma sonda especialmente enviada para esse fim. A previsão é que a sonda DART (do inglês, Teste de Redirecionamento de Asteroides Duplos) será lançada com a finalidade de se chocar, em 2022, com Didymoon, um pequeno asteroide que orbita um asteroide maior chamado Didymos. O asteroide satélite Didymoon descreve uma órbita circular em torno do asteroide principal Didymos. O raio da órbita é r =1,6 km e o período é T =12 h. A aceleração centrípeta do satélite vale

(UNICAMP 2020) As escadas flutuantes em cascata feitas em concreto armado so um elemento arquitetnico arrojado, que confere leveza a uma estrutura intrinsecamente massiva. Essas escadas so apoiadas somente na extremidade superior (normalmente em uma parede) e no cho. O esquema abaixo mostra as foras aplicadas na escada pela parede ( ) e pelo cho ( ), alm da fora peso ( ) aplicada pela Terra, todas pertencentes a um plano vertical. Com base nesse esquema, correto afirmar que

(UNICAMP 2020) O CO2 dissolvido em bebidas carbonatadas, como refrigerantes e cervejas, o responsvel pela formao da espuma nessas bebidas e pelo aumento da presso interna das garrafas, tornando-a superior presso atmosfrica. O volume de gs no pescoo de uma garrafa com uma bebida carbonatada a 7 C igual a 24 ml, e a presso no interior da garrafa de 2,8 x 105 Pa. Trate o gs do pescoo da garrafa como um gs perfeito. Considere que a constante universal dos gases de aproximadamente 8 J/mol.Ke que as temperaturas nas escalas Kelvin e Celsius relacionam-se da forma .O nmero de moles de gs no pescoo da garrafa igual a

(UNICAMP 2020) Existem na natureza foras que podemos observar em nosso cotidiano. Dentre elas, a fora gravitacional da Terra e a fora eltrica. Num experimento, solta-se uma bola com carga eltrica positiva, a partir do repouso, de uma determinada altura, numa regio em que h um campo eltrico dirigido verticalmente para baixo, e mede-se a velocidade com que ela atinge o cho. O experimento realizado primeiramente com uma bola de massa m e carga q, e em seguida com uma bola de massa 2m e mesma carga q.