Questões de Física - UNICAMP 2021 | Gabarito e resoluções

(UNICAMP - 2021 - 2 FASE) Quando colocada em um recipiente, a gua sofre evaporao a partir da sua superfcie, tendo como resistncia fsica evaporao a presso sobre essa superfcie. Se a presso do vapor de gua atinge o valor da presso que age sobre sua superfcie, a evaporao tende formao de bolhas (ebulio). Nessa situao, a temperatura da gua permanece constante at a evaporao total. a) O cozimento de alimentos , de uma forma simplificada, uma coleo de processos (reaes) qumicos. Neste contexto, cite a principal vantagem do uso de uma panela de presso e explique, do ponto de vista cientfico, a mudana que seu uso promove em relao a um cozimento em panela comum. b) Em uma panela de presso foi colocado determinado volume de gua. Considere os trs seguintes processos, realizados separadamente, para ferver a gua, at a evaporao completa: 1. Deixar a panela aberta, sem tampa; ligar o fogo e aquecer a gua. 2. Fechar a panela apenas apoiando a tampa na sua parte superior; ligar o fogo e aquecer a gua. 3. Fechar a panela encaixando a tampa conforme recomendado pelo fabricante; ligar o fogo e aquecer a gua. O grfico abaixo (espao de resposta) contm trs curvas de temperatura da gua, , em funo do tempo. Correlacione os processos 1, 2 e 3 acima com as correspondentes curvas A, B ou C no grfico. Justifique sua resposta. Desconsidere a contribuio da massa da tampa da panela.

(UNICAMP - 2021 - 2 FASE) Estudos mostram que a taxa de desmatamento nos principais biomas brasileiros tem aumentado significativamente desde 2015, causando a fragmentao da paisagem e tornando esses biomas altamente propensos a incndios. Apesar dos processos qumicos envolvidos na combusto da madeira ocorrerem de forma similar nos diferentes biomas, as diferenas na vegetao fazem com que as queimadas tenham caractersticas e consequncias distintas em cada bioma. a) A vegetao na Amaznia caracterizada majoritariamente por florestas altas e densas, enquanto o Pantanal coberto por vegetao predominantemente aberta. Supondo que todos os outros fatores sejam similares nos dois biomas, compare a velocidade de propagao das queimadas na Amaznia e no Pantanal. O tempo para queimar uma mesma rea ser maior em qual desses dois biomas? Justifique sua resposta. b) Um dos parmetros mais importantes para entender o comportamento do fogo a intensidade da linha de frente do fogo, I, que representa a quantidade de calor liberado por unidade de tempo por unidade de comprimento da frente do fogo. A intensidade pode ser modelada fisicamente como o produto do calor de combusto do combustvel, H, pela quantidade do combustvel disponvel, q (medida em kg/m2 ), e pela velocidade de propagao do fogo, r (medida em m/s): No grfico abaixo (espao de resposta), os pontos representam a intensidade de diferentes queimadas registradas no Cerrado em funo do produto . A reta representa a curva de tendncia que melhor ajusta os dados. A partir destas informaes, estime o calor de combusto do combustvel disponvel para queima no Cerrado brasileiro.

(UNICAMP - 2021 - 2 FASE) A Organizao Meteorolgica Mundial anunciou recentemente o novo recorde de raio mais extenso em distncia percorrida (mais de setecentos quilmetros), registrado em outubro de 2018 no sul do Brasil. a) O atraso observado entre o som (trovo) e a luz (relmpago) produzidos por um raio se deve diferena entre a velocidade do som e a da luz no ar. Como a velocidade da luz muito maior que a velocidade do som, vsom =340 m/s, pode-se considerar o relmpago como instantneo. Se um trovo (de curta durao) ouvido 5,0 s aps o relmpago, qual a distncia entre o raio e o observador? b) Considere agora certo raio que ocorre entre duas nuvens separadas por uma distncia L =9,0 km. A diferena de potencial entre as nuvens V = 6,0 x 107V e a corrente durante a descarga i = 8,0 x 105. A resistncia eltrica do canal ionizado da atmosfera, que conduz a corrente do raio, diretamente proporcional resistividade eltrica do canal e ao seu comprimento L, e inversamente proporcional sua rea de seco reta A. Sendo A = 3,0 cm2, qual a resistividade eltrica desse canal ionizado?

(UNICAMP - 2021 - 2 FASE) a) O rio Amazonas tem a maior vazo dentre todos os rios do planeta:.Encontre a velocidade da gua em um trecho do rio Amazonas que tem uma largurae uma profundidade.Observe que o volume de gua que atravessa a seco reta do rio num determinado ponto durante um intervalo de tempo dado por, sendoa distncia que a gua percorre durante. b)Cada turbina da Usina Hidreltrica de Tucuru, no rio Tocantins, recebe um volume de guaem um intervalo de tempo.Considerando uma queda dgua do reservatrio at a turbina de altura,que potncia transferida turbina proveniente da energia potencial gravitacional da gua no reservatrio? Densidade da gua:.

(UNICAMP - 2021 - 2 FASE) Recentemente, um foguete da empresa americana SpaceX foi lanado na Flrida (EUA), levando dois astronautas Estao Espacial Internacional (ISS). Este foi o primeiro lanamento tripulado dos EUA em nove anos. a)A eficincia dos motores de foguetes representada pelo impulso especfico,que medido em segundos. A intensidade da fora obtida pelo motor do foguete dada por, em que a massa de combustvel expelida por unidade de tempo e a acelerao da gravidade.Considere um foguete de massa totaldurante o incio do seu lanamento da superfcie da Terra. Sabendo que o foguete atinge a iminncia do seu movimento vertical quando,calcule odesse foguete. Despreze a variao da massa total do foguete durante o incio do lanamento. b)Usando um princpio fsico similar ao do lanamento de um foguete, um menino deseja mover-se sobre um skate lanando uma bola que ele segura nas mos. O conjunto menino+skate+bola encontra-se inicialmente em repouso sobre uma superfcie plana e horizontal. O menino lana a bola de massacom uma velocidade de mdulona direo horizontal e frontal do skate. Sabendo que a massa do conjunto menino+skate (excluindo a bola) ,calcule o mdulo da velocidade de recuo do conjunto menino+skate imediatamente aps o lanamento da bola. Despreze qualquer fora resultante externa agindo no conjunto menino+skate+bola.

(UNICAMP - 2021 - 2 FASE)A estudante gacha Juliana Estradioto, uma das vencedoras da 5 edio do Prmio Donna, ganhou reconhecimento internacional e convite para acompanhar a cerimnia do prmio Nobel (2020) pelo seu trabalho, em que transformou casca de macadmia em plstico biodegradvel. Os materiais plsticos tradicionais so bastante utilizados por sua leveza, plasticidade e maleabilidade, mas trazem um impacto significativo ao meio ambiente pela sua lenta decomposio na natureza. a) Os materiais podem sofrer deformaes em resposta a vrios agentes, como, por exemplo, os mecnicos e os trmicos. Considere uma barra plstica de comprimento no momento em que sua temperatura igual a . Calcule o novo comprimento da barra quando ela for aquecida a uma temperatura . O coeficiente de dilatao trmica da barra b) No regime de deformaes elsticas, os materiais se deformam de forma anloga a uma mola, recuperando sua forma original quando o agente externo removido. Considere uma barra de material plstico que esticada elasticamente, sofrendo uma deformao em relao ao seu comprimento de equilbrio. Calcule a energia potencial elstica acumulada na barra, considerando-a como uma mola de constante elstica que sofra a mesma deformao a partir da sua posio relaxada.

(UNICAMP - 2021 - 2 FASE) Espelhos inteligentes simulam espelhos convencionais e visam a ampliar sua funo de produo de imagens dos objetos. Acoplados a computadores, esses equipamentos apresentam telas com muitas funcionalidades, tais como um modo de realidade ampliada, em que o usurio consegue alterar o tamanho, a orientao e a iluminao da sua prpria imagem. a)Considere uma pessoa a uma distnciade um espelho plano convencional que segura um pequeno objeto no nvel dos seus olhos a uma distnciado espelho. Faa um desenho esquemtico que mostre a posio dos olhos da pessoa, do espelho, do objeto e da sua imagem, e determine a distncia entre os olhos da pessoa e a posio da imagem do objeto produzida pelo espelho. b)Nas antigas telas de tubos de raios catdicos, as imagens so formadas por eltrons acelerados e defletidos que atingem uma tela composta por um material que emite luz. Uma partcula de carga,na presena de um campo eltrico uniformede mdulo constante, adquire uma aceleraode mdulo constante na mesma direo de,cujo sentido depende do sinal de.Calcule o mdulo deadquirido por uma partcula com cargae massaquando.

(UNICAMP - 2021 - 2 FASE) O Aconcgua uma montanha na Cordilheira dos Andes com aproximadamente 7000 m de altitude, a mais alta fora da sia. a) O grfico abaixo mostra curvas padronizadas da presso e da temperatura do ar atmosfrico em funo da altitude. O ar comporta-se como um gs ideal e pode-se usar R =8 J/mol.K para a constante universal dos gases perfeitos. Calcule o volume molar do ar no pico do Aconcgua, que dado pela razo (V/n), ou seja, pelo volume de ar, V, dividido pelo correspondente nmero de moles, n. b) A radiao solar que atinge a superfcie da Terra , em parte, absorvida pelas molculas e partculas da atmosfera, sendo que a frao transmitida que chega ao nvel do mar menor do que aquela que atinge as altitudes elevadas. A figura abaixo mostra a curva de transmitncia em funo do comprimento de onda da radiao eletromagntica solar, para um ponto ao nvel do mar, nas regies do visvel e do infravermelho. Nessa curva, podem-se ver duas largas janelas de alta transmitncia no infravermelho. Sabendo que a energia de um fton dada por E = hf, sendoh=4 x 10-15eV.s a constante de Planck e f a frequncia da onda eletromagntica, encontre a menor energia dos ftons transmitidos por essas janelas no infravermelho. Velocidade da luz: c = 3,0 x 108 m/s.

(UNICAMP - 2021 - 1 fase) Ao passar pelo sensor magntico, a velocidade linear de uma fita cassete v =0,045 m/s. Depois de passar pelo sensor, a fita enrolada em uma bobina circular de dimetro d =6,0 cm. Em quanto tempo a bobina completa uma volta? Sempre que necessrio, use =3 e g = 10 m/s.

(UNICAMP - 2021 - 1 fase) A figura abaixo mostra o brao de um toca-discos de vinil. Nela so indicadas, nos seus respectivos pontos de atuao, as seguintes foras: peso do brao , peso do contrapeso e fora normal aplicada pelo suporte do brao . Para que o brao fique em equilbrio, necessrio que a soma dos torques seja igual a zero. No caso do brao da figura, o mdulo do torque de cada fora em relao ao ponto O (suporte do brao) igual ao produto do mdulo da fora pela distncia do ponto de aplicao da fora at O . Adote torque positivo para foras que tendem a acelerar o brao no sentido horrio e torque negativo para o sentido anti-horrio. Sendo , e , qual deve ser a distncia D do contrapeso ao ponto O para que o brao fique em equilbrio?

(UNICAMP - 2021 - 1 fase) A fora normal aplicada pela agulha de um toca-discos sobre o disco tem mdulo igual a N. A rea de contato entre a agulha e o disco igual amm . Qual a presso exercida pela agulha sobre o disco? Sempre que necessrio, use =3 e g = 10 m/s. Dado: 1,0 atm = 1,0 x 105N/m.

(UNICAMP - 2021 - 1 FASE)A fora de atrito cintico entre a agulha e um disco de vinil tem mdulo . Sendo o mdulo da fora normal , o coeficiente de atrito cintico, , entre a agulha e o disco igual a

(UNICAMP - 2021 - 1 FASE )Em fevereiro de 2020, a estao meteorolgica de Key West, na Flrida (EUA), registrou uma revoada de pssaros migrantes que se assemelhava a uma grande tempestade. Considere uma nuvem de pssaros de forma cilndrica, de raio R0 = 145000 m e altura h = 100 m, e densidade de pssaros pssaros/. Suponha ainda que cada pssaro tenha massa mp = 0,5 kg e velocidade v0 = 20 m/s, todos voando na mesma direo e sentido. Assim, a energia cintica da revoada de pssaros igual a

(UNICAMP - 2021 - 1 fase)Um microchip de massa m = 2,0 x 10-6g composto majoritariamente de silcio. Durante um minuto de funcionamento, o circuito eltrico do dispositivo dissipa, na forma trmica, uma quantidade de energia Q =0,96 mJ. Considere que o calor especfico do silcio o cSi= 800 J/kgC . Caso no houvesse nenhum mecanismo de escoamento de calor para fora do dispositivo, em quanto sua temperatura aumentaria aps esse tempo de funcionamento?

(UNICAMP - 2021 - 1 fase) A diferena de potencial eltrico, U, proporcional corrente eltrica,i, em um trecho de um circuito eltrico ressitivo, com constante de proporcionalidade dada pela resistncia equivalete, Reqno trecho do circuito. Alm disso, no caso de resistores em srie, a resistncia equivalente dada pela soma das resistncias (Req= R1+R2+...). A corrente eltrica, iB, no trechoBdo circuito abaixo trs vezes maior que a corrente eltrica no trechoA, ou seja,iB/iA= 3. Quanto vale a resistnciaRB2?