#cinemática #Óptica #eletricidade...pode-se calcular o dia do ano, observando-se qual torre...

REVISÃO #Cinemática

#Óptica

#Eletricidade

WILDSON W DE ARAGÃO

@fisicawildson

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Questão 1

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(UNICAMP 2018 1ª FASE) Situado na costa peruana, Chankillo, o mais antigo observatório das Américas, é composto por treze torres que se alinham de norte a sul ao longo de uma colina. Em 21 de dezembro, quando ocorre o solstício de verão no Hemisfério Sul, o Sol nasce à direita da primeira torre (sul), na extrema direita, a partir de um ponto de observação definido. À medida que os dias passam, a posição em que o Sol nasce se desloca entre as torres rumo à esquerda (norte). Pode-se calcular o dia do ano, observando-se qual torre coincide com a posição do Sol ao amanhecer. Em 21 de junho, solstício de inverno no Hemisfério Sul, o Sol nasce à esquerda da última torre na extrema esquerda e, à medida que os dias passam, vai se movendo rumo à direita, para reiniciar o ciclo no dezembro seguinte. Sabendo que as torres de Chankillo se posicionam ao longo de 300 metros no eixo norte-sul, a velocidade escalar média com a qual a posição do nascer do Sol se desloca através das torres é de aproximadamente

(A) 0,8 m/dia. (B) 1,6 m/dia. (C) 25 m/dia. (D) 50 m/dia.

Cinemática

Movimentos Uniformes Variados

Velocidade não muda

Não tem aceleração

Pode ser progressivo ou retrógrado

Velocidade muda

Logo, tem aceleração

Pode ser acelerado ou retardado


Movimento Uniforme

𝑉 = ∆𝑆

∆𝑡 𝑆 = 𝑆𝑜 + 𝑉. 𝑡 Unidades de velocidade:

m/s (S.I) km/h (usual)


Movimento Variado

𝑎 = ∆𝑉

∆𝑡 V = 𝑉𝑜 + 𝑎. 𝑡

Unidade aceleração: m/s²

𝑆 = 𝑆𝑜 + 𝑉𝑜. 𝑡 + 𝑎

2. 𝑡2

Equação da posição do MUV

𝑉² = 𝑉𝑜² + 2. 𝑎. ∆𝑆

Equação de Torricelli

O que é Gravidade?


Questão 1


𝑉𝑚 = ∆𝑆

∆𝑡

𝑉𝑚 = 300 𝑚

180 𝑑𝑖𝑎𝑠

𝑉𝑚 = 1,66 𝑚/𝑑𝑖𝑎 𝐵

Leis de Kepler

1ª : Lei das órbitas.

2ª : Lei das áreas.

3ª : Lei dos períodos.



Segundo Kepler: “Os planetas giram ao redor do Sol em trajetórias elípticas em

que o sol ocupa um dos focos.”

Periélio ponto de maior proximidade entre o planeta e o sol.

Afélio ponto da trajetória em que o planeta e o sol estão mais afastados

Leis de Kepler


Elementos da Elipse - Excentricidade

Questão 2


(UNICAMP 2018 1ª FASE) Recentemente, a agência espacial americana anunciou a descoberta de um planeta a trinta e nove anos-luz da Terra, orbitando uma estrela anã vermelha que faz parte da constelação de Cetus. O novo planeta possui dimensões e massa pouco maiores do que as da Terra e se tornou um dos principais candidatos a abrigar vida fora do sistema solar. Considere este novo planeta esférico com um raio igual a RP = 2.RT e massa MP = 8.MT , em que RT e MT são o raio e a massa da Terra, respectivamente. Para planetas esféricos de massa M e raio R , a

aceleração da gravidade na superfície do planeta é dada por 𝒈 = 𝑮𝑴

𝑹𝟐 em que G é

uma constante universal. Assim, considerando a Terra esférica e usando a aceleração da gravidade na sua superfície, o valor da aceleração da gravidade na superfície do novo planeta será de

(A) 5 m/s2. (B) 20 m/s2. (C) 40 m/s2. (D) 80 m/s2.

Questão 2


𝒈 = 𝑮𝑴

𝑹𝟐 = 10 m/s²

𝒈 = 𝑮𝟖𝑴

(𝟐𝑹)𝟐 = 𝟖 𝑮𝑴

𝟒 𝑹𝟐 = 2 𝑮𝟖𝑴

𝑹𝟐 =

𝑻𝒆𝒓𝒓𝒂:

𝑷𝒍𝒂𝒏𝒆𝒕𝒂:

𝒈 = 𝟐 . 𝟏𝟎 = 𝟐𝟎 𝒎/𝒔²

Questão 3


(UNICAMP 2018 1ª FASE) Uma lente de Fresnel é composta por um conjunto de anéis concêntricos com uma das faces plana e a outra inclinada, como mostra a figura (a). Essas lentes, geralmente mais finas que as convencionais, são usadas principalmente para concentrar um feixe luminoso em determinado ponto, ou para colimar a luz de uma fonte luminosa, produzindo um feixe paralelo, como ilustra a figura (b). Exemplos desta última aplicação são os faróis de automóveis e os faróis costeiros. O diagrama da figura (c) mostra um raio luminoso que passa por um dos anéis de uma lente de Fresnel de acrílico e sai paralelamente ao seu eixo. Se sen(θ1) = 0,5 e sen(θ2) = 0,75, o valor do índice de refração do acrílico é de

(A) 1,50. (B) 1,41. (C) 1,25. (D) 0,66.

Questão 3


N1 . sen(θ1) = N2 . sen(θ2)

N1 . 0,5 = 1 . 0,75

N1 = 0,75

0,5

N1 = 1,5

Lei de Snell Descartes

Lente de Fresnel


Lente de Fresnel

Questão 4


(UNICAMP 2015 2ª FASE) Um desafio tecnológico atual é a produção de baterias biocompatíveis e biodegradáveis que possam ser usadas para alimentar dispositivos inteligentes com funções médicas. Um parâmetro importante de uma bateria biocompatível é sua capacidade específica (C), definida como a sua carga por 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.

Questão 4


a) Para uma diferença de potencial de 0,4 V, que corrente média a bateria de massa m = 5,0 g fornece, supondo que ela se descarregue completamente em um tempo t = 4 h?

Para 0,4 V temos C = 20 mAh por g Q

Q = 5g . 20 mAh = 100 mAh

Q = i . t

100 = i . 4

𝑖 = 100

4 = 25 𝑚𝐴

Questão 4


b) Suponha que uma bateria preparada com C = 10 mAh/g esteja fornecendo uma corrente constante total i = 2 mA a um dispositivo. Qual é a potência elétrica fornecida ao dispositivo nessa situação?

Para 10 mAh/g temos U = 0,2 V

𝑃 = 𝑖 . 𝑈

𝑃 = 2. 10−3 . 0,2

𝑃 = 0,4. 10−3 W = 𝟎, 𝟒 𝒎W


Baterias Biocompatíveis de Melanina 5 mW em até 18 h

Questão 5


(UNICAMP 2018 1ª FASE) Nos últimos anos, materiais exóticos conhecidos como isolantes topológicos se tornaram objeto de intensa investigação científica em todo o mundo. De forma simplificada, esses materiais se caracterizam por serem isolantes elétricos no seu interior, mas condutores na sua superfície. Desta forma, se um isolante topológico for submetido a uma diferença de potencial U, teremos uma resistência efetiva na superfície diferente da resistência do seu volume, como mostra

o circuito equivalente da figura abaixo. Nessa situação, a razão F = 𝐼𝑆

𝐼𝑉 entre a corrente

IS que atravessa a porção condutora na superfície e a corrente IV que atravessa a porção isolante no interior do material vale

(A) 0,002. (B) 0,2. (C) 100,2. (D) 500.


F = 𝐼𝑆

𝐼𝑉

Questão 5

U = R . i 𝑖 = 𝑈

𝑅

Primeira Lei de Ohm

F = 𝑈𝑠

𝑅𝑠𝑈𝑣

𝑅𝑣

F = 𝑈𝑠 .𝑅𝑣

𝑈𝑣.𝑅𝑠

F = 𝑅𝑣

𝑅𝑠

F = 100

0,2

F = 𝟓𝟎𝟎

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