Questõesde UNICAMP sobre Física
Um microchip de massa m = 2,0 10-6 g é composto
majoritariamente de silício. Durante um minuto de
funcionamento, o circuito elétrico do dispositivo dissipa, na
forma térmica, uma quantidade de energia Q = 0,96 mJ.
Considere que o calor específico do silício é o cSi = 800 J/kg °C . Caso não houvesse nenhum
mecanismo de escoamento de calor para fora do
dispositivo, em quanto sua temperatura aumentaria após
esse tempo de funcionamento?
A diferença de potencial elétrico, U , é proporcional à
corrente elétrica, i , em um trecho de um circuito elétrico
resistivo, com constante de proporcionalidade dada pela
resistência equivalente, Req , no trecho do circuito. Além
disso, no caso de resistores dispostos em série, a
resistência equivalente é dada pela soma das resistências
( Req = R1 + R2 + ...) . A corrente elétrica, , IB no trecho B
do circuito abaixo é três vezes maior que a corrente elétrica
no trecho A , ou seja, IB / IA = 3. Quanto vale a resistência
RB2 ?
O Brasil ardeu em chamas em 2020. Muitas soluções
foram propostas, incluindo o uso do “boi bombeiro”, porém
nem todas eliminam de fato um dos três componentes que
mantêm o fogo: calor, combustível e comburente. A figura
a seguir representa três ações de bombeiros para extinguir
o fogo.
Nas alternativas a seguir, o componente ausente no
triângulo representa o componente eliminado pela ação
dos bombeiros para a extinção do fogo. Assinale a
alternativa que apresenta a correlação adequada entre as
ações A, B e C e o componente eliminado do triângulo do
fogo em cada ação, respectivamente.
Em fevereiro de 2020, a estação meteorológica de Key
West, na Flórida (EUA), registrou uma revoada de
pássaros migrantes que se assemelhava a uma grande
tempestade. Considere uma nuvem de pássaros de forma
cilíndrica, de raio R0 = 145000 m e altura h = 100m, e
densidade de pássaros dp = 6,0 x 10-7 pássaros/m3.
Suponha ainda que cada pássaro tenha massa
mp = 0,5 kg e velocidade v0 = 20 m/s, todos voando na
mesma direção e sentido. Assim, a energia cinética da
revoada de pássaros é igual a
A figura abaixo mostra o braço de um toca-discos de vinil.
Nela são indicadas, nos seus respectivos pontos de
atuação, as seguintes forças: peso do braço , peso do
contrapeso e força normal aplicada pelo suporte do
braço . Para que o braço fique em equilíbrio, é
necessário que a soma dos torques seja igual a zero. No
caso do braço da figura, o módulo do torque de cada força
em relação ao ponto O (suporte do braço) é igual ao
produto do módulo da força pela distância do ponto de
aplicação da força até O . Adote torque positivo para forças
que tendem a acelerar o braço no sentido horário e torque
negativo para o sentido anti-horário. Sendo = 1,5 N, = 0,3 N e = 1,8 N, qual deve ser a distância D do
contrapeso ao ponto O para que o braço fique em
equilíbrio?
A força normal aplicada pela agulha de um toca-discos
sobre o disco tem módulo igual a = 2,0 x 10-2 N. A
área de contato entre a agulha e o disco é igual a 1,6 x 10-3 mm2 . Qual é a pressão exercida pela agulha
sobre o disco?
Dado: 1,0 atm = 1,0 105 N/m2 .
A força de atrito cinético entre a agulha e um disco de vinil
tem módulo = 8,0 10-3 N . Sendo o módulo da força
normal = 2,0 x 10-2 N , o coeficiente de atrito cinético,
uc , entre a agulha e o disco é igual a
Ao passar pelo sensor magnético, a velocidade linear de
um ponto de uma fita cassete é v = 0,045 m/s. Depois de
passar pelo sensor, a fita é enrolada em uma bobina
circular de diâmetro d = 6,0 cm. Em quanto tempo a
bobina completa uma volta?
Na questão, sempre que necessário, use π = 3 e g =10 m/s2.
Em outro processo de esterilização, uma lâmpada UV de
potência P = 60 W funciona sob uma diferença de
potencial elétrico U = 100 V. A potência elétrica pode ser
expressa também em kVA, sendo
1 kVA = 1000 V x 1 A = 1000 W. A corrente elétrica i do
circuito que alimenta a lâmpada é igual a
Na questão, sempre que necessário, use π = 3 e g =10 m/s2.
Em outro processo de esterilização, uma lâmpada UV de
potência P = 60 W funciona sob uma diferença de
potencial elétrico U = 100 V. A potência elétrica pode ser
expressa também em kVA, sendo
1 kVA = 1000 V x 1 A = 1000 W. A corrente elétrica i do
circuito que alimenta a lâmpada é igual a
Na questão, sempre que necessário, use π = 3 e g =10 m/s2.
A ação germicida da luz UV varia conforme o comprimento
de onda (λ) da radiação. O gráfico a seguir mostra a
eficiência germicida da luz UV em função de λ, em sua
atuação durante certo tempo sobre um agente patogênico.
Pode-se afirmar que a frequência da luz UV que gera
eficiência germicida máxima neste caso é
Dado: Velocidade da luz: c = 3,0 108 m/s.
Na questão, sempre que necessário, use π = 3 e g =10 m/s2.
A ação germicida da luz UV varia conforme o comprimento de onda (λ) da radiação. O gráfico a seguir mostra a eficiência germicida da luz UV em função de λ, em sua atuação durante certo tempo sobre um agente patogênico.
Pode-se afirmar que a frequência da luz UV que gera eficiência germicida máxima neste caso é
Dado: Velocidade da luz: c = 3,0 108 m/s.
Na questão, sempre que necessário, use π =3 e g =10 m/s2.
A temperatura do argônio nos tanques é Tar = - 184° C. Usualmente, a grandeza “temperatura” em física é
expressa na escala Kelvin (K). Sabendo-se que as
temperaturas aproximadas do ponto de ebulição (TE) e do
ponto de solidificação (TS) da água à pressão atmosférica
são, respectivamente, , TE ≈ 373 K é TS ≈ 273 K , a
temperatura do argônio nos tanques será igual a
Na questão, sempre que necessário, use π =3 e g =10 m/s2.
A temperatura do argônio nos tanques é Tar = - 184° C. Usualmente, a grandeza “temperatura” em física é
expressa na escala Kelvin (K). Sabendo-se que as
temperaturas aproximadas do ponto de ebulição (TE) e do
ponto de solidificação (TS) da água à pressão atmosférica
são, respectivamente, , TE ≈ 373 K é TS ≈ 273 K , a
temperatura do argônio nos tanques será igual a
Na questão, sempre que necessário, use π =3 e g =10 m/s2.
Uma cápsula destinada a levar astronautas à Estação
Espacial Internacional (ISS) tem massa m = 7500 kg ,
incluindo as massas dos próprios astronautas. A cápsula é
impulsionada até a órbita da ISS por um foguete lançador e
por propulsores próprios para os ajustes finais. O aumento
da energia potencial gravitacional devido ao deslocamento
da cápsula desde a superfície da Terra até a aproximação
com a ISS é dado por ∆U = 3,0 X 1010 J . A velocidade da ISS é vISS ≈ 8000 m/s. A velocidade inicial da cápsula em
razão do movimento de rotação da Terra pode ser
desprezada. Sem levar em conta a energia perdida pelo
atrito com o ar durante o lançamento, pode-se dizer que o
trabalho realizado pelo foguete e pelos propulsores sobre a
cápsula é de
Na questão, sempre que necessário, use π =3 e g =10 m/s2.
Uma cápsula destinada a levar astronautas à Estação Espacial Internacional (ISS) tem massa m = 7500 kg , incluindo as massas dos próprios astronautas. A cápsula é impulsionada até a órbita da ISS por um foguete lançador e por propulsores próprios para os ajustes finais. O aumento da energia potencial gravitacional devido ao deslocamento da cápsula desde a superfície da Terra até a aproximação com a ISS é dado por ∆U = 3,0 X 1010 J . A velocidade da ISS é vISS ≈ 8000 m/s. A velocidade inicial da cápsula em razão do movimento de rotação da Terra pode ser desprezada. Sem levar em conta a energia perdida pelo atrito com o ar durante o lançamento, pode-se dizer que o trabalho realizado pelo foguete e pelos propulsores sobre a cápsula é de
Na questão, sempre que necessário, use π =3 e g =10 m/s2.
A pressão exercida na base de certo tanque do Fermilab
pela coluna de argônio líquido no seu interior é P = 5,6 x 104 N/m2. A densidade do argônio líquido no
tanque é d = 1 400 . kg/m3. Assim, a altura do tanque será
de
Na questão, sempre que necessário, use π =3 e g =10 m/s2.
A pressão exercida na base de certo tanque do Fermilab
pela coluna de argônio líquido no seu interior é P = 5,6 x 104 N/m2. A densidade do argônio líquido no
tanque é d = 1 400 . kg/m3. Assim, a altura do tanque será
de
Na questão, sempre que necessário, use π = 3 e g =10 m/s2.
Considere uma lâmpada UV de potência P = 100 W que
funcione por ∆t = 15 minutos durante o processo de
esterilização de um objeto. A energia elétrica consumida
pela lâmpada nesse processo é igual a
Na questão, sempre que necessário, use π = 3 e g =10 m/s2.
Considere uma lâmpada UV de potência P = 100 W que
funcione por ∆t = 15 minutos durante o processo de
esterilização de um objeto. A energia elétrica consumida
pela lâmpada nesse processo é igual a
Na questão, sempre que necessário, use π =3 e g =10 m/s2.
Os cientistas estimam que, no momento da explosão, 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 distância da Terra,
Na questão, sempre que necessário, use π =3 e g =10 m/s2.
Os cientistas estimam que, no momento da explosão, 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 distância da Terra,
Na questão, sempre que necessário, use π =3 e g =10 m/s2.
A SN2016aps dista da Terra 4,0 bilhões de anos-luz,
enquanto a supernova DES16C2nm, localizada a 10,5
bilhões de anos-luz de distância da Terra, é a mais distante
já descoberta. Considere que uma explosão das duas
supernovas ocorra simultaneamente. Quando o sinal
luminoso da explosão da supernova mais próxima for
detectado na Terra, a radiação luminosa da supernova
DES16C2nm estará a uma distância da Terra
aproximadamente igual a
Dados: 1 ano ≈ 3,0 x 107s
Velocidade da luz: c = 3,0 x 108 m/s
Na questão, sempre que necessário, use π =3 e g =10 m/s2.
A SN2016aps dista da Terra 4,0 bilhões de anos-luz, enquanto a supernova DES16C2nm, localizada a 10,5 bilhões de anos-luz de distância da Terra, é a mais distante já descoberta. Considere que uma explosão das duas supernovas ocorra simultaneamente. Quando o sinal luminoso da explosão da supernova mais próxima for detectado na Terra, a radiação luminosa da supernova DES16C2nm estará a uma distância da Terra aproximadamente igual a
Dados: 1 ano ≈ 3,0 x 107s
Velocidade da luz: c = 3,0 x 108 m/s
Segundo reportagem da revista Época de fevereiro de
2019, o uso dos telefones celulares nas aldeias indígenas
está bastante disseminado. Um ponto crucial para o
funcionamento e para o uso prolongado do telefone celular
é a autonomia de sua bateria, o que justifica a utilização
cada vez mais frequente de bancos de baterias portáteis.
Considere um banco de bateria com carga total
Q = 1800 mAh. Supondo que um celular funcione com uma
corrente média im = 60 mA, ele poderá funcionar conectado
a esse banco de bateria por um período de
Segundo reportagem da revista Época de fevereiro de 2019, o uso dos telefones celulares nas aldeias indígenas está bastante disseminado. Um ponto crucial para o funcionamento e para o uso prolongado do telefone celular é a autonomia de sua bateria, o que justifica a utilização cada vez mais frequente de bancos de baterias portáteis.
Considere um banco de bateria com carga total Q = 1800 mAh. Supondo que um celular funcione com uma corrente média im = 60 mA, ele poderá funcionar conectado a esse banco de bateria por um período de
Uma fonte de calor transmite energia térmica para os
arredores de várias formas. Os processos físicos de troca
de calor são
Em abril de 2019, pesquisadores divulgaram a primeira
imagem direta dos arredores de um buraco negro. Um
buraco negro recebe este nome porque exerce uma
atração gravitacional tão extrema que nem a luz pode
escapar. De fato, de maneira mais geral, as cores dos
objetos, como observamos, são resultado dos
comprimentos de onda da luz visível que eles
predominantemente refletem, enquanto os outros
comprimentos de onda da luz são por eles absorvidos.
Assim, o objeto de cor negra absorve todos os
comprimentos de onda da luz visível.
Considere dois objetos que apresentam, respectivamente,
as cores branca e vermelha, quando iluminados por luz
branca. Quando iluminados por uma luz monocromática de
cor azul, os dois objetos apresentam, respectivamente, as
cores
Em abril de 2019, pesquisadores divulgaram a primeira imagem direta dos arredores de um buraco negro. Um buraco negro recebe este nome porque exerce uma atração gravitacional tão extrema que nem a luz pode escapar. De fato, de maneira mais geral, as cores dos objetos, como observamos, são resultado dos comprimentos de onda da luz visível que eles predominantemente refletem, enquanto os outros comprimentos de onda da luz são por eles absorvidos. Assim, o objeto de cor negra absorve todos os comprimentos de onda da luz visível.
Considere dois objetos que apresentam, respectivamente, as cores branca e vermelha, quando iluminados por luz branca. Quando iluminados por uma luz monocromática de cor azul, os dois objetos apresentam, respectivamente, as cores