Lista_Especificas_2015_Fisica (1)

1. (Unicamp 2015) Movimento browniano é o
colocar satélites em órbita ao redor da Terra. A
deslocamento
partículas
agência pretende lançar o VLS em 2016, a partir
microscópicas suspensas em um fluido, devido
do Centro de Lançamento de Alcântara, no
às colisões com moléculas do fluido em
Maranhão.
agitação térmica.
a) Considere que, durante um lançamento, o
a) A figura abaixo mostra a trajetória de uma
VLS percorre uma distância de 1200km em
partícula em movimento browniano em um
800s. Qual é a velocidade média do VLS nesse
líquido após várias colisões. Sabendo-se que os
trecho?
pontos negros correspondem a posições da
b) Suponha que no primeiro estágio do
partícula a cada 30s, qual é o módulo da
lançamento o VLS suba a partir do repouso com
velocidade média desta partícula entre as
aceleração resultante constante de módulo aR .
posições A e B?
Considerando que o primeiro estágio dura 80s,
aleatório
de
b) Em um de seus famosos trabalhos, Einstein
propôs uma teoria microscópica para explicar o
movimento de partículas sujeitas ao movimento
browniano. Segundo essa teoria, o valor eficaz
do deslocamento de uma partícula em uma
dimensão é dado por I  2 D t, onde t é o
tempo em segundos e D  kT r é o coeficiente
e que o VLS percorre uma distância de 32km,
calcule aR .
3. (Unicamp 2015) Jetlev é um equipamento de
diversão movido a água. Consiste em um colete
conectado a uma mangueira que, por sua vez,
está conectada a uma bomba de água que
permanece submersa. O aparelho retira água do
de difusão de uma partícula em um determinado
mar e a transforma em jatos para a propulsão do
fluido, em que k  3  1018 m3 sK, T é a
piloto, que pode ser elevado a até 10 metros de
temperatura absoluta e r é o raio da partícula
altura (ver figura abaixo).
em suspensão. Qual é o deslocamento eficaz de
uma partícula de raio r  3μm neste fluido a
T  300K após 10 minutos?
a) Qual é a energia potencial gravitacional, em
relação à superfície da água, de um piloto de
60kg, quando elevado a 10 metros de altura?
b) Considere que o volume de água por unidade
de tempo que entra na mangueira na superfície
2. (Unicamp 2015)
A Agência Espacial
Brasileira está desenvolvendo um veículo
lançador de satélites (VLS) com a finalidade de
da água é o mesmo que sai nos jatos do colete, e
que a bomba retira água do mar a uma taxa de
30 litros / s. Lembre-se que o Impulso I de
uma força constante F, dado pelo produto desta
De acordo com as informações do fabricante, a
força pelo intervalo de tempo Δt
resistência interna r da torneira corresponde a
aplicação
I  FΔt,
de sua
é igual, em módulo, à
variação da quantidade de movimento ΔQ do
objeto submetido a esta força. Calcule a
diferença de velocidade entre a água que passa
pela mangueira e a que sai nos jatos quando o
colete propulsor estiver mantendo o piloto de
m  60kg em repouso acima da superfície da
200Ω. A corrente que deve percorrer o circuito
da torneira é de 127mA.
Determine o valor da resistência R que deve
ser ligada em série à torneira para que esta possa
funcionar de acordo com a especificação do
fabricante, quando ligada a uma tomada de
127V. Calcule, em watts, a potência dissipada
por essa torneira.
água. Considere somente a massa do piloto e
use a densidade da água ρ  1kg / litro.
6. (Unicamp 2015)
Um desafio tecnológico
atual é a produção de baterias biocompatíveis e
4. (Uerj 2015)
Um corpo de massa igual a
biodegradáveis que possam ser usadas para
500g, aquecido por uma fonte térmica cuja
alimentar dispositivos inteligentes com funções
potência é constante e igual a 100cal / min,
médicas. Um parâmetro importante de uma
absorve integralmente toda a energia fornecida
bateria
biocompatível
é
sua
capacidade
por essa fonte. Observe no gráfico a variação de
específica (C), definida como a sua carga por
temperatura do corpo em função do tempo.
unidade massa, geralmente dada em mAh / g. O
gráfico abaixo mostra de maneira simplificada a
diferença de potencial de uma bateria à base de
melanina em função de C.
a) Para uma diferença de potencial de 0,4V,
que corrente média a bateria de massa
m  5,0g
Calcule o calor específico da substância da qual
o corpo é composto, bem como a capacidade
térmica desse corpo.
fornece,
supondo
que
ela
se
descarregue completamente em um tempo
t  4h?
b) Suponha que uma bateria preparada com
C  10mAh / g esteja fornecendo uma corrente
5. (Uerj 2015)
No esquema abaixo, está
representada a instalação de uma torneira
elétrica.
constante total i  2mA a um dispositivo. Qual
é a potência elétrica fornecida ao dispositivo
nessa situação?
b) Suponha que um extintor de CO2 (similar ao
do item a), completamente carregado, isolado e
inicialmente em repouso, lance um jato de CO2
de massa m = 50 g com velocidade v = 20 m/s.
Estime a massa total do extintor mEXT e
calcule a sua velocidade de recuo provocada
pelo lançamento do gás.
Despreze a variação da massa total do cilindro
decorrente do lançamento do jato.
7. (Uerj 2015) Partículas de carga elétrica q e
9. (Unicamp 2014) “As denúncias de violação
massa m penetram no plano horizontal de uma
de telefonemas e transmissão de dados de
região do espaço na qual existe um campo
empresas e cidadãos brasileiros serviram para
magnético de intensidade B, normal a esse
reforçar a tese das Forças Armadas da
plano. Ao entrar na região, as partículas são
necessidade de o Brasil dispor de seu próprio
submetidas a um selecionador de velocidades
satélite geoestacionário de comunicação militar”
que deixa passar apenas aquelas com velocidade
(O Estado de São Paulo, 15/07/2013). Uma
v 0 . Admita que, na região do campo magnético,
órbita geoestacionária é caracterizada por estar
a trajetória descrita por uma das partículas
no plano equatorial terrestre, sendo que o
satélite que a executa está sempre acima do
selecionadas seja circular.
Escreva a expressão matemática para o raio
mesmo ponto no equador da superfície terrestre.
Considere que a órbita geoestacionária tem um
dessa trajetória em função de:
- massa, carga e velocidade da partícula;
- intensidade do campo magnético.
raio r 42000 km.
a) Calcule a aceleração centrípeta de um satélite
em órbita circular geoestacionária.
8. (Unicamp 2014) Existem inúmeros tipos de
extintores de incêndio que devem ser utilizados
de acordo com a classe do fogo a se extinguir.
b) A energia mecânica de um satélite de massa
m em órbita circular em torno da terra é dada
por E  
No caso de incêndio envolvendo líquidos
inflamáveis, classe B, os extintores à base de pó
químico ou de dióxido de carbono (CO2) são
recomendados, enquanto extintores de água
GMm
, em que r é o raio da órbita,
2r
M  6  1024 kg é
G  6,7  10 11
a
Nm2
kg2
massa
da
Terra
e
. O raio de órbita de
devem ser evitados, pois podem espalhar o fogo.
satélites
a) Considere um extintor de CO2 cilíndrico de
geoestacionários) é tipicamente de 7000 km.
3
comuns
de
observação
(não
volume interno V = 1800 cm que contém uma
Calcule a energia adicional necessária para
massa de CO2 m = 6 kg. Tratando o CO2 como
colocar um satélite de 200 kg de massa em uma
um gás ideal, calcule a pressão no interior do
órbita geoestacionária, em comparação a colocá-
extintor para uma temperatura T = 300 K.
lo em uma órbita comum de observação.
Dados: R = 8,3 J/mol K e a massa molar do
CO2 M = 44 g/mol.
10.
(Unicamp
2014)
a)
Segundo
as
R  1,5Ω. Calcule o comprimento L desse fio,
especificações de um fabricante, um forno de
cuja
micro-ondas necessita, para funcionar, de uma
A  1,296  108 m2 .
potência de entrada de P = 1400 W, dos quais
50% são totalmente utilizados no aquecimento
dos alimentos. Calcule o tempo necessário para
elevar em Δθ  20 C a temperatura de m =
100 g de água. O calor específico da água é
área
de
seção
forno de micro-ondas, com 30 cm de distância
entre duas de suas paredes internas paralelas,
assim como uma representação simplificada de
certo padrão de ondas estacionárias em seu
alternada não está uniformemente distribuída na
seção reta do fio, mas sim confinada em uma
região próxima a sua superfície. Esta região é
determinada pelo comprimento de penetração,
que é dado por δ  k
ρ
, em que ρ é a
μr f
resistividade do fio, f é a frequência da corrente
elétrica alternada, μ r
é a permeabilidade
magnética relativa do fio e k  500
interior. Considere a velocidade das ondas no
interior do forno como c  3  108 m / s e
vale
b) Para altas frequências, a corrente elétrica
ca  4,2 J / gC.
b) A figura abaixo mostra o esquema de um
transversal
m Hz
.
Ω
Sabendo que μ r varia com o campo magnético
aplicado H , como mostra a figura 2, e que, para
calcule a frequência f das ondas que formam o
padrão representado na figura.
o
particular
valor
de
f  8 MHz
temos
R  4 Ω, calcule o valor de δ para essa
situação.
11. (Unicamp 2014)
No fenômeno de
“Magneto impedância gigante”, a resistência
elétrica de determinado material pelo qual
circula uma corrente alternada de frequência f
varia com a aplicação de um campo magnético
H . O gráfico da figura 1 mostra a resistência
elétrica de determinado fio de resistividade
elétrica
ρ  64,8  108 Ωm em função da frequência f
da corrente elétrica alternada que circula por
esse fio, para diferentes valores de H .
a) Como podemos ver na figura 1, o valor da
resistência elétrica do fio para f  0 Hz é
12. (Uerj 2014)
Um chuveiro elétrico com
resistência igual a 5Ω é conectado a uma rede
elétrica que fornece 120 V de tensão eficaz.
Determine
a
energia
elétrica,
em
kWh,
consumida pelo chuveiro durante 10 minutos.
13. (Unicamp 2013)
Alguns tênis esportivos
modernos possuem um sensor na sola que
permite o monitoramento do desempenho do
usuário durante as corridas. O monitoramento
pode ser feito através de relógios ou telefones
celulares que recebem as informações do sensor
durante os exercícios. Considere um atleta de
massa m = 70 kg que usa um tênis com sensor
durante uma série de três corridas.
a) O gráfico 1) abaixo mostra a distância
percorrida pelo atleta e a duração em horas das
três
corridas
realizadas
em
velocidades
constantes distintas. Considere que, para essa
série de corridas, o consumo de energia do
corredor
pode
ser
aproximado
por
E  CMET m t, onde m é a massa do corredor,
b) O sensor detecta o contato da sola do tênis
com o solo pela variação da pressão. Estime a
área de contato entre o tênis e o solo e calcule a
pressão aplicada no solo quando o atleta está em
repouso e apoiado sobre um único pé.
14. (Unicamp 2013) Em 2012 foi comemorado
o centenário da descoberta dos raios cósmicos,
que são partículas provenientes do espaço.
a) Os neutrinos são partículas que atingem a
Terra, provenientes em sua maioria do Sol.
t é a duração da corrida e CMET é uma constante
Sabendo-se que a distância do Sol à Terra é
que depende da velocidade do corredor e é
igual a 1,5  1011 m , e considerando a
 kJ 
expressa em unidade de 
 . Usando o
 kg  h 
velocidade dos neutrinos igual a 3,0  108 m/s ,
gráfico 2) abaixo, que expressa CMET em função
até a Terra.
da velocidade do corredor, calcule a quantidade
b) As partículas ionizam o ar e um instrumento
de energia que o atleta gastou na terceira
usado
corrida.
eletroscópio. Ele consiste em duas hastes
calcule o tempo de viagem de um neutrino solar
para
medir
esta
ionização
é
o
metálicas que se repelem quando carregadas. De
forma simplificada, as hastes podem ser tratadas
como dois pêndulos simples de mesma massa m
e
mesma
carga
q
localizadas
nas
suas
extremidades. O módulo da força elétrica entre
as cargas é dado por Fe  k
q2
d2
, sendo k =
9  109 N m2/C2. Para a situação ilustrada na
figura abaixo, qual é a carga q, se m = 0,004 g?
18. (Unicamp 2013)
O efeito de imagem
tridimensional no cinema e nos televisores 3D é
obtido quando se expõe cada olho a uma mesma
imagem
15. (Unicamp 2013)
em
duas
posições
ligeiramente
Em agosto de 2012, a
diferentes. Um modo de se conseguir imagens
NASA anunciou o pouso da sonda Curiosity na
distintas em cada olho é através do uso de
superfície de Marte. A sonda, de massa m =
óculos com filtros polarizadores.
1000 kg, entrou na atmosfera marciana a uma
a) Quando a luz é polarizada, as direções dos
velocidade v0 = 6000 m/s.
campos elétricos e
a) A sonda atingiu o repouso, na superfície de
definidas. A intensidade da luz polarizada que
Marte, 7 minutos após a sua entrada na
atravessa um filtro polarizador é dada por
atmosfera. Calcule o módulo da força resultante
I  I0 cos2θ, onde I0 é a intensidade da luz
média de desaceleração da sonda durante sua
descida.
magnéticos são
bem
incidente e θ é o ângulo entre o campo elétrico
b) Considere que, após a entrada na atmosfera a
E e a direção de polarização do filtro. A
uma altitude h0 = 125 km, a força de atrito
intensidade luminosa, a uma distância d de uma
reduziu a velocidade da sonda para v = 4000
fonte que emite luz polarizada, é dada por
m/s quando a altitude atingiu h =100 km. A
I0 
partir da variação da energia mecânica, calcule o
P0
4πd 2
, em que P0 é a potência da fonte.
trabalho realizado pela força de atrito neste
Sendo P0 = 24 W, calcule a intensidade
trecho. Considere a aceleração da gravidade de
luminosa que atravessa um polarizador que se
Marte, neste trecho, constante e igual a gMarte =
encontra a d = 2 m da fonte e para o qual
2
4 m/s .
θ  60.
b) Uma maneira de polarizar a luz é por
16. (Uerj 2013) Uma pequena caixa é lançada
reflexão. Quando uma luz não polarizada incide
em direção ao solo, sobre um plano inclinado,
na interface entre dois meios de índices de
com velocidade igual a 3,0 m/s. A altura do
refração diferentes com o ângulo de incidência
ponto de lançamento da caixa, em relação ao
θB , conhecido como ângulo de Brewster, a luz
solo, é igual a 0,8 m.
Considerando que a caixa desliza sem atrito,
estime a sua velocidade ao atingir o solo.
Utilize: Aceleração da gravidade = 10 m/s2.
17. (Uerj 2013) Sabe-se que a pressão que um
gás exerce sobre um recipiente é decorrente dos
choques de suas moléculas contra as paredes do
recipiente. Diminuindo em 50% o volume do
recipiente que contém um gás ideal, sem alterar
sua temperatura, estabeleça a razão entre a
pressão final e a pressão inicial.
refletida é polarizada, como mostra a figura
abaixo. Nessas condições, θB  θr  90, em
que θr é o ângulo do raio refratado. Sendo n1 =
1,0 o índice de refração do meio 1 e θB  60,
calcule o índice de refração do meio 2.
Estime
o
valor
eficaz
da
corrente
no
enrolamento primário do transformador.
22. (Uerj 2012)
Dois carros, A e B, em
movimento retilíneo acelerado, cruzam um
mesmo ponto em t = 0 s. Nesse instante, a
velocidade v 0 de A é igual à metade da de B, e
19. (Unicamp 2013) Uma forma alternativa de
sua aceleração a corresponde ao dobro da de B.
transmissão de energia elétrica a grandes
Determine o instante em que os dois carros se
distâncias (das unidades geradoras até os
reencontrarão, em função de v 0 e a.
centros urbanos) consiste na utilização de linhas
de transmissão de extensão aproximadamente
igual a meio comprimento de onda da corrente
alternada transmitida. Este comprimento de
onda é muito próximo do comprimento de uma
onda eletromagnética que viaja no ar com a
mesma frequência da corrente alternada.
a) Qual é o comprimento de onda de uma onda
eletromagnética que viaja no ar com uma
frequência igual a 60 Hz? A velocidade da luz
no ar é c = 3  108 m/s.
b) Se a tensão na linha é de 500 kV e a potência
transmitida é de 400 MW, qual é a corrente na
linha?
uma das extremidades de um fio inextensível de
1 m de comprimento, preso a um galho de
árvore pela outra extremidade, oscila sob ação
do vento entre dois pontos equidistantes e
próximos à vertical. Durante 10 s, observou-se
que a pedra foi de um extremo ao outro,
retornando ao ponto de partida, 20 vezes.
Calcule a
frequência de
oscilação desse
pêndulo.
24. (Unicamp 2012)
Em 2011 o Atlantis
realizou a última missão dos ônibus espaciais,
20. (Uerj 2013) Ao ser conectado a uma rede
elétrica que fornece uma tensão eficaz de 200 V,
a taxa de consumo de energia de um resistor
ôhmico é igual a 60 W.
Determine o consumo de energia, em kWh,
desse resistor, durante quatro horas, ao ser
conectado a uma rede que fornece uma tensão
eficaz de 100 V.
elétrica
a
um
computador
está
conectado a uma rede elétrica de tensão eficaz
igual a 120 V.
A tensão eficaz no enrolamento secundário é
igual a 10 V, e a corrente eficaz no computador
é igual a 1,2 A.
levando quatro astronautas à Estação Espacial
Internacional.
a) A Estação Espacial Internacional gira em
torno da Terra numa órbita aproximadamente
circular de raio R = 6800 km e completa 16
voltas por dia. Qual é a velocidade escalar
média da Estação Espacial Internacional?
b) Próximo da reentrada na atmosfera, na
viagem de volta, o ônibus espacial tem
21. (Uerj 2013) Um transformador que fornece
energia
23. (Uerj 2012) Uma pequena pedra amarrada a
velocidade de cerca de 8000 m/s, e sua massa é
de aproximadamente 90 toneladas. Qual é a sua
energia cinética?
25. (Uerj 2012) Em uma partida de tênis, após
um saque, a bola, de massa aproximadamente
igual a 0,06 kg, pode atingir o solo com uma
28. (Uerj 2012) Um copo contendo 200 g de
velocidade de 60 m/s.
água é colocado no interior de um forno de
Admitindo que a bola esteja em repouso no
micro-ondas.
momento em que a raquete colide contra ela,
Quando o aparelho é ligado, a energia é
determine, no SI, as variações de sua quantidade
absorvida pela água a uma taxa de 120 cal/s.
de movimento e de sua energia cinética.
Sabendo que o calor específico da água é igual a
1 cal.g-1.°C-1, calcule a variação de temperatura
26. (Uerj 2012) Considere uma balança de dois
da água após 1 minuto de funcionamento do
pratos, na qual são pesados dois recipientes
forno.
idênticos, A e B.
29. (Uerj 2012)
Três pequenas esferas
metálicas, E1, E2 e E3, eletricamente carregadas
e isoladas, estão alinhadas, em posições fixas,
sendo E2 equidistante de E1 e E3. Seus raios
possuem o mesmo valor, que é muito menor que
Os dois recipientes contêm água até a borda. Em
as distâncias entre elas, como mostra a figura:
B, no entanto, há um pedaço de madeira
flutuando na água.



E1
E2
E3
Nessa situação, indique se a balança permanece
As
ou não em equilíbrio, justificando sua resposta.
respectivamente, os seguintes valores:
cargas
elétricas
das
esferas
têm,
• Q1  20 μC
27. (Uerj 2012) Considere X e Y dois corpos
• Q2   4 μC
homogêneos,
• Q3  1 μC
distintas,
constituídos
cujas
massas
por
substâncias
correspondem,
Admita que, em um determinado instante, E1 e
respectivamente, a 20 g e 10 g. O gráfico abaixo
E2 são conectadas por um fio metálico; após
mostra as variações da temperatura desses
alguns segundos, a conexão é desfeita.
corpos em função do calor absorvido por eles
Nessa nova configuração, determine as cargas
durante um processo de aquecimento.
elétricas de E1 e E2 e apresente um esquema com
a direção e o sentido da força resultante sobre
E3.
30. (Uerj 2011) Uma partícula se afasta de um
ponto de referência O, a partir de uma posição
inicial A, no instante t = 0 s, deslocando-se em
movimento retilíneo e uniforme, sempre no
mesmo sentido.
A distância da partícula em relação ao ponto O,
Determine as capacidades térmicas de X e Y e,
no instante t = 3,0 s, é igual a 28,0 m e, no
também, os calores específicos das substâncias
instante t = 8,0 s, é igual a 58,0 m. Determine a
que os constituem.
distância, em metros, da posição inicial A em
relação ao ponto de referência O.
31. (Unicamp 2011)
A importância e a
obrigatoriedade do uso do cinto de segurança
nos bancos dianteiros e traseiros dos veículos
têm sido bastante divulgadas pelos meios de
Admita que uma dessas pessoas permaneça
comunicação.
Há
especialmente
quanto
grande
negligência
sobre o ponto médio da prancha. Nessas
ao
dos cintos
condições, calcule a distância máxima, em
traseiros. No entanto, existem registros de
metros, que pode separar as duas pessoas sobre
acidentes em que os sobreviventes foram apenas
a prancha, mantendo o equilíbrio.
uso
os passageiros da frente, que estavam utilizando
o cinto de segurança.
33. (Unicamp 2011)
a) Considere um carro com velocidade v = 72
diversas ferramentas especializadas, sendo que
km/h que, ao colidir com um obstáculo, é freado
para a execução de quase todas as suas tarefas
com
há uma ferramenta própria.
desaceleração
constante
até
parar
O homem tem criado
completamente após ∆t = 0,1 s. Calcule o
a) Uma das tarefas enfrentadas usualmente é a
módulo da força que o cinto de segurança
de levantar massas cujo peso excede as nossas
exerce sobre um passageiro com massa m = 70
forças. Uma ferramenta usada em alguns desses
kg durante a colisão para mantê-lo preso no
casos é o guincho girafa, representado na figura
banco até a parada completa do veículo.
adiante. Um braço móvel é movido por um
b) Um passageiro sem o cinto de segurança
pistão e gira em torno do ponto O para levantar
pode sofrer um impacto equivalente ao causado
uma massa M. Na situação da figura, o braço
por uma queda de um edifício de vários andares.
encontra-se na posição horizontal, sendo D =
v
2,4 m e d = 0,6 m. Calcule o módulo da força F
Considere que, para uma colisão como a
descrita acima, a energia mecânica associada ao
impacto vale E = 12 kJ. Calcule a altura de
queda de uma pessoa de massa m = 60 kg,
exercida pelo pistão para equilibrar uma massa
M = 430 kg. Despreze o peso do braço.
Dados: cos 30° = 0,86 e sen 30° = 0,50.
inicialmente em repouso, que tem essa mesma
quantidade de energia em forma de energia
cinética no momento da colisão com o solo.
32. (Uerj 2011) Uma prancha homogênea de
comprimento igual a 5,0 m e massa igual a 10,0
kg encontra-se apoiada nos pontos A e B,
distantes 2,0 m entre si e equidistantes do ponto
médio da prancha.
Sobre a prancha estão duas pessoas, cada uma
delas com massa igual a 50 kg.
Observe a ilustração:
b) Ferramentas de corte são largamente usadas
nas mais diferentes situações como, por
exemplo,
no
preparo
dos alimentos,
em
intervenções cirúrgicas, em trabalhos com
metais e em madeira. Uma dessas ferramentas é
o formão, ilustrado na figura adiante, que é
usado para entalhar madeira. A área da
produzido
pela
sirene
em
um dia
cuja
extremidade cortante do formão que tem contato
velocidade de propagação das ondas sonoras no
com a madeira é detalhada com linhas diagonais
ar seja igual a 1188 km/h.
na figura, sobre uma escala graduada.
Sabendo que o módulo da força exercida por um
37. (Uerj 2010) Um trem de brinquedo, com
martelo ao golpear a base do cabo do formão e
velocidade inicial de 2 cm/s, é acelerado durante
F = 4,5 N, calcule a pressão exercida na
16 s. O comportamento da aceleração nesse
madeira.
intervalo de tempo é mostrado no gráfico a
seguir.
Calcule, em cm/s, a velocidade do corpo
34. (Uerj 2011)
Em um laboratório, um
imediatamente após esses 16 s.
pesquisador colocou uma esfera eletricamente
carregada em uma câmara na qual foi feito
38. (Uerj 2010) Um jovem, utilizando peças de
vácuo. O potencial e o módulo do campo
um brinquedo de montar, constrói uma estrutura
elétrico medidos a certa distância dessa esfera
na qual consegue equilibrar dois corpos, ligados
valem, respectivamente, 600 V e 200 V/m.
por um fio ideal que passa por uma roldana.
Determine o valor da carga elétrica da esfera.
Observe o esquema.
35. (Uerj 2011)
No circuito abaixo, o
voltímetro V e o amperímetro A indicam,
respectivamente, 18 V e 4,5 A.
Admita as seguintes informações:
• os corpos 1 e 2 têm massas respectivamente
iguais a 0,4 kg e 0,6 kg;
Considerando como ideais os elementos do
circuito, determine a força eletromotriz E da
bateria.
• a massa do fio e os atritos entre os corpos e as
superfícies e entre o fio e a roldana são
desprezíveis.
Nessa situação, determine o valor do ângulo β .
36. (Uerj 2011) A sirene de uma fábrica produz
sons com frequência igual a 2640 Hz.
39.
(Unicamp
2010)
Em
2009
foram
Determine o comprimento de onda do som
comemorados os 40 anos da primeira missão
tripulada à Lua, a Missão Apollo 11, comandada
pelo
astronauta
norte-americano
Neil
Armstrong. Além de ser considerado um dos
feitos mais importantes da história recente, esta
viagem
trouxe
grande
desenvolvimento
tecnológico.
a) A Lua tem uma face oculta, erroneamente
chamada de lado escuro, que nunca é vista da
Terra. O período de rotação da Lua em torno de
seu eixo é de cerca de 27 dias. Considere que a
órbita da Lua em torno da Terra é circular, com
8
O mergulho do avião iniciava-se a 5 000 m de
raio igual a r = 3,8 × 10 m. Lembrando que a
altura, e a bomba era lançada sobre o alvo de
Lua sempre apresenta a mesma face para um
uma altura de 500 m.
observador na Terra, calcule a sua velocidade
Considere a energia gravitacional do avião em
orbital em torno da Terra.
relação ao solo, no ponto inicial do ataque, igual
b) Um dos grandes problemas para enviar um
a E1 e, no ponto de onde a bomba é lançada,
foguete à Lua é a quantidade de energia cinética
igual a E2.
necessária para transpor o campo gravitacional
da Terra, sendo que essa energia depende da
Calcule
E1
.
E2
massa total do foguete. Por este motivo,
41. (Uerj 2010)
somente é enviado no foguete o que é realmente
alunos relacionam os valores da energia cinética
essencial. Calcule qual é a energia necessária
de um corpo aos de sua velocidade. O gráfico a
para enviar um tripulante de massa m = 70 kg à
seguir indica os resultados encontrados.
Em uma aula de física, os
Lua. Considere que a velocidade da massa no
lançamento deve ser v = 2gRT para que ela
chegue até a Lua, sendo g a aceleração da
gravidade na superfície na Terra e RT = 6,4  106
m o raio da Terra.
Determine,
40. (Uerj 2010)
Mundial,
era
Durante a Segunda Guerra
comum
o
ataque
com
em
kg.m/s,
a
quantidade
de
movimento desse corpo quando atinge a
velocidade de 5 m/s.
bombardeiros a alvos inimigos por meio de uma
técnica denominada mergulho, cujo esquema
42. (Uerj 2010) A figura a seguir representa um
pode ser observado a seguir.
retângulo formado por quatro hastes fixas.
Considere as seguintes informações sobre esse
retângulo:
• sua área é de 75 cm2 à temperatura de 20 oC;
• a razão entre os comprimentos ℓ0A e ℓ0B é igual
Maru", que, partindo de Tóquio, trouxe ao
a 3;
Brasil os primeiros imigrantes japoneses. A
• as hastes de comprimento ℓ 0B são constituídas
viagem durou cerca de 50 dias. Atualmente,
de um mesmo material, e as hastes de
uma viagem de avião entre São Paulo e Tóquio
comprimento ℓ0B de outro;
dura em média 24 horas. A velocidade escalar
• a relação entre os coeficientes de dilatação
média de um avião comercial no trecho São
desses dois materiais equivale a 9. Admitindo
Paulo - Tóquio é de 800 km/h.
que o retângulo se transforma em um quadrado
a) O comprimento da trajetória realizada pelo
o
à temperatura de 320 C, calcule, em C , o
"Kasato Maru" é igual a aproximadamente duas
valor do coeficiente de dilatação linear do
vezes o comprimento da trajetória do avião no
material que constitui as hastes menores.
trecho São Paulo-Tóquio. Calcule a velocidade
o
-1
escalar média do navio em sua viagem ao
43. (Uerj 2010) O gráfico a seguir assinala a
Brasil.
média das temperaturas mínimas e máximas nas
b) A conquista espacial possibilitou uma viagem
capitais de alguns países europeus, medidas em
do homem à Lua realizada em poucos dias e
graus Celsius.
proporcionou
a
deslocamento
que
máxima
um
velocidade
ser
humano
de
já
experimentou. Considere um foguete subindo
com uma aceleração resultante constante de
módulo aR = 10 m/s2 e calcule o tempo que o
foguete leva para percorrer uma distância de
800 km, a partir do repouso.
46. (Uerj 2009) A velocidade de um corpo que
Considere a necessidade de aquecer 500 g de
se desloca ao longo de uma reta, em função do
água de 0 oC até a temperatura média máxima
tempo, é representada pelo seguinte gráfico:
de cada uma das capitais. Determine em quantas
dessas capitais são necessárias mais de 12 kcal
para esse aquecimento. Considere o calor
específico da água igual a 1 cal/g.°C.
44. (Uerj 2010)
As superfícies refletoras de
dois espelhos planos, E1 e E2, formam um
ângulo alfa. O valor numérico deste ângulo
Calcule a velocidade média desse corpo no
corresponde a quatro vezes o número de
intervalo entre 0 e 30 segundos.
imagens formadas. Determine alfa.
47. (Uerj 2009)
Dois vasos cilíndricos
45. (Unicamp 2009) Os avanços tecnológicos
idênticos, 1 e 2, com bases de área A igual a 10
nos meios de transporte reduziram de forma
m2, são colocados um contra o outro, fazendo-
significativa o tempo de viagem ao redor do
se, então, vácuo no interior deles. Dois corpos
mundo. Em 2008 foram comemorados os 100
de massa M estão presos aos vasos por cabos
anos da chegada em Santos do navio "Kasato
inextensíveis, de acordo com o esquema a
seguir.
trabalho realizado pela força de tração do cavalo
na região em que ela é constante.
Despreze o atrito nas roldanas e as massas dos
cabos e das roldanas. Determine o valor mínimo
de M capaz de fazer com que os vasos sejam
separados.
48. (Uerj 2009) Uma camada de óleo recobre a
b) No sistema internacional, a unidade de
superfície em repouso da água contida em um
potência é o watt (W) = 1 J/s. O uso de tração
recipiente.
e
animal era tão difundido no passado que James
monocromático incide sobre o recipiente de tal
Watt, aprimorador da máquina a vapor, definiu
modo que cada raio do feixe forma um ângulo
uma unidade de potência tomando os cavalos
de 4° com a reta perpendicular à superfície da
como referência. O cavalo - vapor (CV),
camada de óleo. Determine o ângulo que cada
definido a partir da ideia de Watt, vale
raio de luz forma com essa perpendicular, ao se
aproximadamente 740 W. Suponha que um
propagar na água.
cavalo, transportando uma pessoa ao longo do
Um feixe
de
luz
paralelo
dia, realize um trabalho total de 444000 J.
Na tabela abaixo, são
Sabendo que o motor de uma moto, operando na
apresentadas as resistências e as d.d.p. relativas
potência máxima, executa esse mesmo trabalho
a
em 40 s, calcule a potência máxima do motor da
49. (Uerj 2009)
dois
resistores,
quando
conectados,
separadamente, a uma dada bateria.
Considerando que os terminais da bateria
estejam conectados a um resistor de resistência
igual a 11,8 Ω , calcule a energia elétrica
dissipada em 10 segundos por esse resistor.
50. (Unicamp 2009) A tração animal pode ter
sido a primeira fonte externa de energia usada
pelo homem e representa um aspecto marcante
da sua relação com os animais.
a) O gráfico mostra a força de tração exercida
por um cavalo como função do deslocamento de
uma carroça. O trabalho realizado pela força é
dado pela área sob a curva F × d. Calcule o
moto em CV.