Questões de Física - UNICAMP | Gabarito e resoluções

(UNICAMP - 2021 - 1 Fase - 2 dia de aplicao) A SN2016aps dista da Terra 4,0 bilhes de anos-luz, enquanto a supernova DES16C2nm, localizada a 10,5 bilhes de anos-luz de distncia da Terra, a mais distante j descoberta. Considere que uma exploso das duas supernovas ocorra simultaneamente. Quando o sinal luminoso da exploso da supernova mais prxima for detectado na Terra, a radiao luminosa da supernova DES16C2nm estar a uma distncia da Terra aproximadamente igual a (Dados: 1 ano 3,0x107 s;Velocidade da luz: 8 c= 3,0x108 m/s)

(UNICAMP - 2021 - 1 Fase - 2 dia de aplicao) Os cientistas estimam que, no momento da exploso, a massa da supernova SN2016aps era 50 a 100 vezes maior que a massa do Sol. Se o Sol tivesse a massa dessa supernova, mantendo-se a sua distncia da Terra,

(UNICAMP - 2021 - 1 Fase - 2 dia de aplicao) Uma cpsula destinada a levar astronautas Estao Espacial Internacional (ISS) tem massa m = 7500 kg , incluindo as massas dos prprios astronautas. A cpsula impulsionada at a rbita da ISS por um foguete lanador e por propulsores prprios para os ajustes finais. O aumento da energia potencial gravitacional devido ao deslocamento da cpsula desde a superfcie da Terra at a aproximao com a ISS dado por U = 3,0x1010 J . A velocidade daISS vISS 8000 m/s. A velocidade inicial da cpsula em razo do movimento de rotao da Terra pode ser desprezada. Sem levar em conta a energia perdida pelo atrito com o ar durante o lanamento, pode-se dizer que o trabalho realizado pelo foguete e pelos propulsores sobre a cpsula de

(UNICAMP - 2021 - 1 Fase - 2 dia de aplicao) Em maro de 2020, a Unicamp e o Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), dos Estados Unidos, assinaram um acordo de cooperao cientfica com o objetivo de desenvolver tanques para conter argnio lquido a baixssimas temperaturas (criostatos). Esses tanques abrigaro detectores para o estudo dos neutrinos. A temperatura do argnio nos tanques TAr = - 184C. Usualmente, a grandeza temperatura em fsica expressa na escala Kelvin (K). Sabendo-se que as temperaturas aproximadas do ponto de ebulio (TE)e do ponto de solidificao (TS)da gua presso atmosfrica so, respectivamente, TE 373 K e TS 273 K , a temperatura do argnio nos tanques ser igual a

(UNICAMP - 2021 - 1 Fase - 2 dia de aplicao) Em maro de 2020, a Unicamp e o Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), dos Estados Unidos, assinaram um acordo de cooperao cientfica com o objetivo de desenvolver tanques para conter argnio lquido a baixssimas temperaturas (criostatos). Esses tanques abrigaro detectores para o estudo dos neutrinos. A presso exercida na base de certo tanque do Fermilab pela coluna de argnio lquido no seu interior P = 5,6x104 N/m2. A densidade do argnio lquido no tanque d = 1400kg/m3. Assim, a altura do tanque ser

(UNICAMP - 2021 - 1 FASE - 2 dia de aplicao) Considere uma lmpada UV de potncia que funcione por minutos durante o processo de esterilizao de um objeto. A energia eltrica consumida pela lmpada nesse processo igual a

(UNICAMP - 2021 - 1 FASE - 2 dia de aplicao)Em outro processo de esterilizao, uma lmpada UV de potncia P =60 W funciona sob uma diferena de potencial eltrico U =100 V. A potncia eltrica pode ser expressa tambm em kVA, sendo 1 kVA = 1000 V x 1 A = 1000 W.A corrente eltrica i do circuito que alimenta a lmpada igual a

(UNICAMP - 2021 - 1 FASE - 2 dia de aplicao)A ao germicida da luz UV varia conforme o comprimento de onda ()da radiao. O grfico a seguir mostra a eficincia germicida da luz UV em funo de , em sua atuao durante certo tempo sobre um agente patognico. Pode-se afirmar que a frequncia da luz UV que gera eficincia germicida mxima neste caso Dado: Velocidade da luz:c =3,0 x 108 m/s.

(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) 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) 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) 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?