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www.professorpanosso.com.br - Unicamp (1º Fase) 1

Unicamp/96

1) Uma loja teve sua fachada decorada com 3.000 lâmpadas de 0,5 W cada para o Natal. Essas lâmpadas são do tipo pisca pisca e ficam apagadas 75% do tempo. a) Qual a potência total dissipada se 30% das lâmpadas estiverem acesas simultaneamente? b) Qual a energia gasta (em kWh) com essa decoração ligada das 20:00 até as 24:00 horas? c) Considerando que o kWh custa R$ 0,08 qual seria o gasto da loja durante 30 dias? 2) No Rio de Janeiro (ao nível do mar), uma certa quantidade de feijão demora 40 minutos em água fervente para ficar pronta. A tabela abaixo fornece o valor da temperatura de fervura da água em função da pressão atmosférica, enquanto o gráfico fornece o tempo de cozimento dessa quantidade de feijão em função da temperatura. A pressão atmosférica ao nível do mar vale 760 mm de mercúrio e ela diminui 10 mm de mercúrio para cada 100 m de altitude.

a) Se o feijão fosse colocado em uma panela de pressão a 880 mm de mercúrio, em quanto tempo ele ficaria pronto? b) Em uma panela aberta, em quanto tempo o feijão ficará pronto na cidade de Gramado (RS) na altitude de 800 m? c) Em que altitude o tempo de cozimento do feijão (em uma panela aberta) será o dobro do tempo de cozimento ao nível do mar?

Unicamp/97

1) gráfico abaixo representa aproximadamente a velocidade de um atleta em função do tempo em uma competição olímpica. a) Em que intervalo de tempo o módulo da aceleração tem o menor valor? b) Em que intervalo de tempo o módulo da aceleração é máximo? c) Qual é a distância percorrida pelo atleta durante os 20s? d) Qual a velocidade média do atleta durante a competição?

Unicamp (10 fase) / Física – Prof. Panosso


2) Quatro grandes blocos de gelo, de mesma massa e à mesma temperatura inicial, envoltos em plástico impermeável, são pendurados na parede de um quarto à temperatura de 25oC, com portas e janelas fechadas. Conforme a figura abaixo, os blocos A e B estão pendurados próximos ao teto e os blocos C e D estão próximos ao chão. Os blocos A e D estão enrolados em cobertores; os outros dois não estão. Considere que o único movimento de ar no quarto se dá pela corrente de convecção. a) Reproduza a figura no caderno de respostas e indique com setas o sentido do movimento do ar mais quente e do ar mais frio. b) Qual dos blocos de gelo vai derreter primeiro e qual vai demorar mais para derreter?

Unicamp/98

1) O menor intervalo de tempo entre dois sons percebido pelo ouvido humano é de 0,10 s. Considere uma pessoa defronte a uma parede em um local onde a velocidade do som é de 340 m/s. a) Determine a distância x para a qual o eco é ouvido 3,0 s após a emissão da voz. b) Determine a menor distância para que a pessoa possa distinguir a sua voz e o eco. 2) O fenômeno “El Niño”, que causa anomalias climáticas nas Américas e na Oceania, consiste no aumento da temperatura das águas superficiais do Oceano Pacífico. a) Suponha que o aumento de temperatura associado ao “El Niño” seja de 2 ºC em uma camada da superfície do oceano de 1500 km de largura, 5000 km de comprimento e 10 m de profundidade. Lembre que Q = mc∆T . Considere o calor específico da água do oceano 4000 J/kg ºC e a densidade da água do oceano 1000 kg/m

3. Qual a energia necessária para provocar este

aumento de temperatura? b) Atualmente o Brasil é capaz de gerar energia elétrica a uma taxa aproximada de 60 GW (6,0x10

10 W). Se toda essa potência

fosse usada para aquecer a mesma quantidade de água, quanto tempo seria necessário para provocar o aumento de temperatura de 2 ºC?

Unicamp/99

1) Na viagem do descobrimento, a frota de Cabral precisou navegar contra o vento uma boa parte do tempo. Isso só foi possível graças à tecnologia de transportes marítimos mais moderna da época: as caravelas. Nelas, o perfil das velas é tal que a direção do movimento pode formar um ângulo agudo com a direção do vento, como indicado pelo diagrama de forças abaixo: Considere uma caravela com massa de 20000 kg. a) Utilizando a régua que você recebeu, reproduza o diagrama de forças no caderno de respostas e determine módulo, direção e sentido da força resultante. b) Calcule a aceleração da caravela.


2) Um técnico em eletricidade notou que a lâmpada que ele havia retirado do almoxarifado tinha seus valores nominais (valores impressos no bulbo) um tanto apagados. Pôde ver que a tensão nominal era de 130 V, mas não pôde ler o valor da potência. Ele obteve, então, através de medições em sua oficina, o seguinte gráfico: a) Determine a potência nominal da lâmpada a partir do gráfico acima. b) Calcule a corrente na lâmpada para os valores nominais de potência e tensão. c) Calcule a resistência da lâmpada quando ligada na tensão nominal.

Unicamp/2000

1) O gráfico abaixo representa, em função do tempo, a altura em relação ao chão de um ponto localizado na borda de uma das rodas de um automóvel em movimento. Aproxime π = 3,1. Considere uma volta completa da roda e determine: a) a velocidade angular da roda; b) a componente vertical da velocidade média do ponto em relação ao chão; c) a componente horizontal da velocidade média do ponto em relação ao chão. 2) Uma usina hidrelétrica gera eletricidade a partir da transformação de energia potencial mecânica em energia elétrica. A usina de Itaipu, responsável pela geração de 25% da energia elétrica utilizada no Brasil, é formada por 18 unidades geradoras. Nelas, a água desce por um duto sob a ação da gravidade, fazendo girar a turbina e o gerador, como indicado na figura abaixo. Pela tubulação de cada unidade passam 700 m

3/s de água. O processo de geração tem uma eficiência de 77%, ou seja, nem toda a energia potencial

mecânica é transformada em energia elétrica. Considere a densidade da água 1000 kg/m3 e g = 10 m/s

2.

a) Qual a potência gerada em cada unidade da usina se a altura da coluna d'água for H = 130 m? Qual a potência total gerada na usina? b) Uma cidade como Campinas consome 6x10

9 Wh por dia. Para

quantas cidades como Campinas, Itaipu é capaz de suprir energia elétrica? Ignore as perdas na distribuição.

Unicamp/01

1) O Projeto Auger (pronuncia-se ogê) é uma iniciativa científica internacional, com importante participação de pesquisadores brasileiros, que tem como objetivo aumentar nosso conhecimento sobre os raios cósmicos. Raios cósmicos são partículas subatômicas que, vindas de todas as direções e provavelmente até dos confins do universo, bombardeiam constantemente a Terra. O gráfico abaixo mostra o fluxo (número de partículas por m

2 por segundo) que atinge a superfície terrestre em função da energia da

partícula, expressa em eV (1 eV = 1,6 x 10-19 J). Considere a área da superfície terrestre 5,0 x 10

14 m2.

a) Quantas partículas com energia de 1016 eV atingem a Terra ao longo de um dia?


b) O raio cósmico mais energético já detectado atingiu a Terra em 1991. Sua energia era 3,0 x 1020 eV. Compare essa energia com a

energia cinética de uma bola de tênis de massa 0,060 kg num saque a 144 km/h. 2) O tamanho dos componentes eletrônicos vem diminuindo de forma impressionante. Hoje podemos imaginar componentes formados por apenas alguns átomos. Seria esta a última fronteira? A imagem a seguir mostra dois pedaços microscópicos de ouro (manchas escuras) conectados por um fio formado somente por três átomos de ouro. Esta imagem, obtida recentemente em um microscópio eletrônico por pesquisadores do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, localizado em Campinas, demonstra que é possível atingir essa fronteira.

a) Calcule a resistência R desse fio microscópico, considerando-o como um cilindro com três diâmetros atômicos de comprimento. Lembre-se que, na Física tradicional, a resistência de um cilindro é dada por R = ρ L/A , onde é a resistividade, L é o comprimento do cilindro e A é a área da sua secção transversal. Considere a resistividade do ouro = 1,6 x 10

-8 Wm, o raio de um átomo de ouro 2,0 x

10-10 m e aproxime π = 3,2.

b) Quando se aplica uma diferença de potencial de 0,1V nas extremidades desse fio microscópico, mede-se uma corrente de 8,0 x 10-6

A. Determine o valor experimental da resistência do fio. A discrepância entre esse valor e aquele determinado anteriormente deve-se ao fato de que as leis da Física do mundo macroscópico precisam ser modificadas para descrever corretamente objetos de dimensão atômica.

Unicamp/02

1) “Era uma vez um povo que morava numa montanha onde havia muitas quedas d’água. O trabalho era árduo e o grão era moído em pilões. [...] Um dia, quando um jovem suava ao pilão, seus olhos bateram na queda-d’água onde se banhava diariamente. [...] Conhecia a força da água, mais poderosa que o braço de muitos homens. [...] Uma faísca lhe iluminou a mente: não seria possível domesticá-la, ligando-a ao pilão?” (Rubem Alves, Filosofia da Ciência: Introdução ao Jogo e suas Regras, São Paulo, Brasiliense, 1987.) Essa história ilustra a invenção do pilão d’água (monjolo). Podemos comparar o trabalho realizado por um monjolo de massa igual a 30 kg com aquele realizado por um pilão manual de massa igual a 5,0 kg. Nessa comparação desconsidere as perdas


e considere g=10 m/s2.

a) Um trabalhador ergue o pilão manual e deixa-o cair de uma altura de 60 cm. Qual o trabalho realizado em cada batida? b) O monjolo cai sobre grãos de uma altura de 2 m. O pilão manual é batido a cada 2,0 s, e o monjolo, a cada 4,0 s. Quantas pessoas seriam necessárias para realizar com o pilão manual o mesmo trabalho que o monjolo, no mesmo intervalo de tempo? 2) No início da Revolução Industrial, foram construídas as primeiras máquinas a vapor para bombear água do interior das minas de carvão. A primeira máquina operacional foi construída na Inglaterra por Thomas Newcomen em 1712. Essa máquina fornece uma potência útil de 4,0 x 10

3 W utilizando o próprio carvão das minas como combustível. A queima de 1 kg de carvão fornece

3,0 x 107 J de energia.

a) A potência útil da máquina de Newcomen correspondia a somente 1% da potência recebida da queima de carvão. Calcule, em kg, o consumo de carvão dessa máquina em 24 h de funcionamento. b) Poderia a máquina de Newcomen alimentar uma casa com dois chuveiros elétricos ligados simultaneamente, caso sua potência útil pudesse ser convertida, na íntegra, em potência elétrica? Considere que em um chuveiro a corrente elétrica é de 30 A e sua resistência é de 4.0 W.

Unicamp/03

1) A descoberta das luas de Júpiter por Galileu Galilei em 1610 representa um marco importante na mudança da concepção do sistema solar. Observações posteriores dessas luas permitiram as primeiras medidas da velocidade da luz, um dos alicerces da Física Moderna. O esquema abaixo representa as órbitas da Terra, Júpiter e Ganimedes (uma das luas de Júpiter). Considere as órbitas circulares, π =3 e 1 dia=90.000 s. a) A distância de Ganimedes a Júpiter é de RG=10

6 km e o período da órbita de

Ganimedes em torno de Júpiter é de 7 dias. Calcule a aceleração centrípeta de Ganimedes em m/s

2.

b) No Séc. XVII era possível prever os instantes exatos em que, para um observador na Terra, Ganimedes ficaria oculta por Júpiter. Esse fenômeno atrasa 1000 s quando a Terra está na situação de máximo afastamento de Júpiter. Esse atraso é devido ao tempo extra despendido para que a luz refletida por Ganimedes cubra a distância equivalente ao diâmetro da órbita da Terra em torno do Sol. Calcule a velocidade da luz, em km/s, sabendo que a distância da Terra ao Sol é de 1,5 ×10

8 km.

2) A invenção da lâmpada incandescente no final do Séc. XIX representou uma evolução significativa na qualidade de vida das pessoas. As lâmpadas incandescentes atuais consistem de um filamento muito fino de tungstênio dentro de um bulbo de vidro preenchido por um gás nobre. O filamento é aquecido pela passagem de corrente elétrica, e o gráfico abaixo apresenta a resistividade do filamento como função de sua temperatura. A relação entre a resistência e a resistividade é dada por R = ρ L/A,

onde R é a resistência do filamento, L seu comprimento, A a área de sua seção reta e r sua resistividade. a) Caso o filamento seja aquecido desde a temperatura ambiente até 2000 o C, sua resistência aumentará ou diminuirá? Qual a razão, R2000/ R20, entre as resistências do filamento a 2000 o C e a 20 o C? Despreze efeitos de dilatação térmica. b) Qual a resistência que uma lâmpada acesa (potência efetiva de 60 W) apresenta quando alimentada por uma tensão efetiva de 120V? c) Qual a temperatura do filamento no item anterior, se o mesmo apresenta um comprimento de 50 cm e um diâmetro de 0,05 mm? Use a aproximação π =3.


Unicamp/04

1) Os carros em uma cidade grande desenvolvem uma velocidade média de 18 km/h, em horários de pico, enquanto que a velocidade média do metrô é de 36 km/h. O mapa ao lado representa os quarteirões de uma cidade e a linha subterrânea do metrô. a) Qual a menor distância que um carro pode percorrer entre as duas estações? b) Qual o tempo gasto pelo metrô (Tm) para ir de uma estação à outra, de acordo com o mapa? c) Qual a razão entre os tempos gastos pelo carro (Tc) e pelo metrô para ir de uma estação à outra, Tc/Tm? Considere o menor trajeto para o carro. 2) As temperaturas nas grandes cidades são mais altas do que nas regiões vizinhas não povoadas, formando “ilhas urbanas de calor ”. Uma das causas desse efeito é o calor absorvido pelas superfícies escuras, como as ruas asfaltadas e as coberturas de prédios. A substituição de materiais escuros por materiais alternativos claros reduziria esse efeito. A figura mostra a temperatura do pavimento de dois estacionamentos, um recoberto com asfalto e o outro com um material alternativo, ao longo de um dia ensolarado. a) Qual curva corresponde ao asfalto? b) Qual é a diferença máxima de temperatura entre os dois pavimentos durante o período apresentado? c) O asfalto aumenta de temperatura entre 8h00 e 13h00. Em um pavimento asfaltado de 10.000 m

2 e com uma espessura de 0,1 m,

qual a quantidade de calor necessária para aquecer o asfalto nesse período? Despreze as perdas de calor. A densidade do asfalto é 2.300 kg/m

3 e seu calor específico é C=0,75 kJ/kg °C.


Unicamp/05

1) O sistema GPS (Global Positioning System) consiste em um conjunto de satélites em órbita em torno da Terra que transmitem sinais eletromagnéticos para receptores na superfície terrestre. A velocidade de propagação dos sinais é de 300.000 km/s. Para que o sistema funcione bem, a absorção atmosférica desse sinal eletromagnético deve ser pequena. A figura abaixo mostra a porcentagem de radiação eletromagnética absorvida pela atmosfera em função do comprimento de onda. a) A freqüência do sinal GPS é igual a 1.500 MHz. Qual o comprimento de onda correspondente? Qual a porcentagem de absorção do sinal pela atmosfera? b) Uma das aplicações mais importantes do sistema GPS é a determinação da posição de um certo receptor na Terra. Essa determinação é feita através da medida do tempo que o sinal leva para ir do satélite até o receptor. Qual é a variação ∆t na medida do tempo feita pelo receptor que corresponde a uma variação na distância satélitereceptor de ∆x = 100 m? Considere que a trajetória do sinal seja retilínea. 2) Uma antena de transmissão de telefonia celular situa-se no topo de uma torre de 15 m de altura. A freqüência de transmissão é igual a 900 MHz, e a intensidade da radiação emitida varia com a distância em relação à antena, conforme o gráfico o abaixo.

a) Qual a intensidade da radiação em um aparelho de telefone celular que está posicionado na base da torre da antena? b) O limite de segurança para a radiação eletromagnética nessa faixa de freqüências é de aproximadamente 1 mW/cm

2. Qual a

distância mínima que uma pessoa pode ficar dessa antena sem ultrapassar o limite de segurança?

Unicamp/06

1) O avião estabeleceu um novo paradigma nos meios de transporte. Em 1906, Alberto Santos-Dumont realizou em Paris um vôo histórico com o 14 Bis. A massa desse avião, incluindo o piloto, era de 300 kg, e a área total das duas asas era de aproximadamente 50 m

2 A força de sustentação de um avião, dirigida verticalmente de baixo para cima, resulta da diferença de pressão entre a parte

inferior e a parte superior das asas. O gráfi co representa, de forma simplificada, o módulo da força de sustentação aplicada ao 14 Bis em função do tempo, durante a parte inicial do vôo.


a) Em que instante a aeronave decola, ou seja, perde contato com o chão? b) Qual é a diferença de pressão entre a parte inferior e a parte superior das asas, ∆P= Pinf - Psup, no instante t = 20 s? 2) Ondas são fenômenos nos quais há transporte de energia sem que seja necessário o transporte de massa. Um exemplo particularmente extremo são os tsunamis, ondas que se formam no oceano, como conseqüência, por exemplo, de terremotos submarinos. a) Se, na região de formação, o comprimento de onda de um tsunami é de 150 km e sua velocidade é de 200 m/s, qual é o período da onda?

b) A velocidade de propagação opagação da onda é dada por v = gh , onde h é a profundidade local do oceano e g é a aceleração

da gravidade. Qual é a velocidade numa região próxima à costa, onde a profundidade é de 6,4 m? c) Sendo A a amplitude (altura) da onda e supondo-se que a energia do tsunami se conserva, o produto vA

2 mantém-se constante

durante a propagação. Se a amplitude da onda na região de formação for de 1,0 m, qual será a amplitude perto da costa, onde a profundidade é de 6,4 m?

Unicamp/07

1) Como é mencionado no texto 6 da coletânea da prova de redação, a disponibilidade de água é essencial para a agricultura. Um projeto do governo brasileiro, que pretende aumentar a irrigação na região Nordeste, planeja a transposição das águas do Rio São Francisco. O projeto é dividido em duas partes: Eixo Norte e Eixo Leste. Em seu Eixo Norte, serão bombeados cerca de 50m

3/s de

água do rio até uma altura de 160m, para posterior utilização pelas populações locais. Considere g = 10m/s2 e a densidade da água

igual a 1,0g/cm3.


a) Qual será a massa de água bombeada em cada segundo no Eixo Norte? b) Qual será o aumento de energia potencial gravitacional dessa massa? c) Conhecendo a quantidade de água bombeada em cada segundo e o correspondente aumento da energia potencial gravitacional, o engenheiro pode determinar a potência do sistema de bombeamento, que é um dado crucial do projeto dos Eixos. No Eixo Leste, planeja-se gastar cerca de 4,2 . 10

9 J em um minuto de bombeamento da água. Determine a potência do sistema do Eixo Leste.

2) Vários textos da coletânea da prova de redação enfatizam a crescente importância das fontes renováveis de energia. No Brasil, o álcool tem sido largamente empregado em substituição à gasolina. Uma das diferenças entre os motores a álcool e a gasolina é o valor da razão de compressão da mistura ar-combustível. O diagrama adiante representa o ciclo de combustão de um cilindro de motor a álcool. Durante a compressão (trecho i →f), o volume da mistura é reduzido de Vi para Vf.

A razão de compressão r é definida como

f

i

V

Vr = Valores típicos de r para motores a gasolina e a álcool são, respectivamente, rg =

9 e ra = 11. A eficiência termodinâmica é função da razão de compressão e é dada por: r

E1

1−= .

a) Quais são as eficiências termodinâmicas dos motores a álcool e a gasolina? b) A pressão P, o volume V e a temperatura absoluta T de um gás ideal satisfazem a relação = constante. Encontre a temperatura da mistura ar-álcool após a compressão (ponto f do diagrama). Considere a mistura como um gás ideal.

Unicamp/08

1) O texto 2 da coletânea se refere ao combate ao mosquito vetor da dengue. Um parâmetro importante usado no acompanhamento da proliferação da dengue nas grandes cidades é o raio de vôo do mosquito, que consiste na distância máxima dentro da qual ele pode ser encontrado a partir do seu local de origem. Esse raio, que em geral varia de algumas centenas de metros a poucos quilômetros, é na verdade muito menor que a capacidade de deslocamento do mosquito. a) Considere que o mosquito permanece em vôo cerca de 2 horas por dia, com uma velocidade média de 0,50m/s. Sendo o seu tempo de vida igual a 30 dias, calcule a distância percorrida (comprimento total da trajetória) pelo mosquito durante a sua vida. b) Assumindo que a pressão necessária para perfurar a pele humana seja P = 2,0 x 10

7 N/m

2, calcule a força mínima que deve ser

exercida pelo mosquito na sua picada. A área do seu aparelho bucal picador

2) O diagnóstico precoce de doenças graves, como o câncer, aumenta de maneira significativa a chance de cura ou controle da doença. A tomografia de Ressonância Magnética Nuclear é uma técnica de diagnóstico médico que utiliza imagens obtidas a partir da absorção de radiofreqüência pelos prótons do hidrogênio submetidos a um campo magnético. A condição necessária para que a absorção ocorra, chamada condição de ressonância, é dada pela equação f = γB, sendo f a freqüência da radiação, B o campo magnético na posição do próton, e γ ≈ 42 MHz/T. Para se mapear diferentes partes do corpo, o campo magnético aplicado varia com a posição ao longo do corpo do paciente.


a) Observa-se que a radiação de freqüência igual a 63MHz é absorvida quando um paciente é submetido a um campo magnético que varia conforme o gráfico acima. Em que posição x do corpo do paciente esta absorção ocorre? b) O comprimento de onda é a distância percorrida pela onda durante o tempo de um período. O período é igual ao inverso da freqüência da onda. Qual é o comprimento de onda da radiofreqüência de 63 MHz no ar, sabendo-se que sua velocidade é igual a 3,0 x 10

8m/s?

A prova de 1º fase: � Tem caráter geral; tópicos de domínio comum (mecânica, eletricidade, ondas, etc);

� Exigem leitura atenta e interpretação dos enunciados, a resposta por vezes é direta e está no próprio enunciado;

� Exigem apenas um mínimo de manipulações matemáticas ( fórmulas básicas, às vezes dadas no enunciado);

� Forte presença de gráficos (nos últimos 13 vestibulares em 11 deles tinha questão com gráfico).

Bom estudo, Panosso.

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