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segunda-feira, 3 de janeiro de 2022

Prova de Física com gabarito - UNICAMP 1998 - 2ª fase

Questão 01 - UNICAMP 1998 - Considere um avião a jato, com massa total de 100 toneladas
 durante a decolagem numa pista horizontal. Partindo do repouso, o avião necessita de 2000 m de pista para atingir a velocidade de 360 km/h, a partir da qual ele começa a voar.

a) Qual é a força de sustentação, na direção vertical, no momento em que o avião começa a voar? 
b) Qual é a força média horizontal sobre o avião enquanto ele está em contato com o solo durante o processo de aceleração?

Questão 02 - UNICAMP 1998 - Um objeto é lançado horizontalmente de um avião a 2420 m de altura. 
a) Considerando a queda livre, ou seja, desprezando o atrito com o ar, calcule quanto tempo duraria a queda. 
b) Devido ao atrito com o ar, após percorrer 200 m em 7,0 s, o objeto atinge a velocidade terminal constante de 60 m/s. Neste caso, quanto tempo dura a queda?

Questão 03 - UNICAMP 1998 - Uma esfera de raio 1,2 cm e massa 5,0 g flutua sobre a água, em equilíbrio, deixando uma altura h submersa, conforme a figura. O volume submerso como função de h é dado no gráfico. Sendo a densidade da água 1,0 g/cm³ , 
a) calcule o valor de h no equilíbrio; 
b) ache a força vertical para baixo necessária para afundar a esfera completamente.

Questão 04 - UNICAMP 1998 - Uma máquina térmica industrial utiliza um gás ideal, cujo ciclo de trabalho é mostrado na figura abaixo. A temperatura no ponto A é 400 K.

a) Qual é a temperatura no ponto C? 
b) Calcule a quantidade de calor trocada pelo gás com o ambiente ao longo de um ciclo. 

Questão 05 - UNICAMP 1998 - Considere uma esfera de massa m e carga q pendurada no teto e sob a ação da gravidade e do campo elétrico E como indicado na figura abaixo.

a) Qual é o sinal da carga q? Justifique sua resposta. 
b) Qual é o valor do ângulo θ no equilíbrio?

Questão 06 - UNICAMP 1998 - Uma bateria de automóvel pode ser representada por uma fonte de tensão ideal U em série com uma resistência r. O motor de arranque, com resistência R, é acionado através da chave de contato C, conforme mostra a figura abaixo.
Foram feitas as seguintes medidas no voltímetro e no amperímetro ideais:
a) Calcule o valor da diferença de potencial U.
b) Calcule r e R. 

Questão 07 - UNICAMP 1998 - Um objeto de massa m1 = 4,0 kg e velocidade v1 = 3,0 m/s choca-se com um objeto em repouso, de massa m2 = 2,0 kg. A colisão ocorre de forma que a perda de energia cinética é máxima mas consistente com o princípio de conservação da quantidade de movimento. 
a) Quais as velocidades dos objetos imediatamente após a colisão? 
b) Qual a variação da energia cinética do sistema?

Questão 08 - UNICAMP 1998 - Um mergulhador, dentro do mar, vê a imagem do Sol nascendo numa direção que forma um ângulo agudo (ou seja, menor que 90° ) com a vertical. 
a) Faça um desenho esquemático mostrando um raio de luz vindo do Sol ao nascer e o raio refratado. Represente também a posição aparente do Sol para o mergulhador.

b) Sendo o índice de refração da água do mar, 
use o gráfico abaixo para calcular aproximadamente o ângulo entre o raio refratado e a vertical.

Questão 09 - UNICAMP 1998 - 
Um satélite de telecomunicações em órbita em torno da Terra utiliza o Sol como fonte de energia elétrica. A luz solar incide sobre seus 10 m² de painéis fotovoltaicos com uma intensidade de 1300 W/m² e é transformada em energia elétrica com eficiência de 12%. 
a) Qual é a energia (em kWh) gerada em 5 horas de exposição ao Sol? 
b) O gráfico abaixo representa a corrente utilizada para carregar as baterias do satélite em função do tempo de exposição dos módulos fotovoltaicos ao Sol. Qual é a carga das baterias em Ah (1 Ah = 3600 C) após 5 horas de exposição dos módulos ao Sol?
Questão 10 - UNICAMP 1998 - Um míssil é lançado horizontalmente em órbita circular rasante à superfície da Terra. Adote o raio da Terra R = 6400 km e, para simplificar, tome 3 como valor aproximado de π. 
a) Qual é a velocidade de lançamento? 
b) Qual é o período da órbita?

Questão 11 - UNICAMP 1998 - A figura abaixo representa exageradamente a trajetória de um planeta em torno do Sol. O sentido do percurso é indicado pela seta. O ponto V marca o início do verão no hemisfério sul e o ponto I marca o início do inverno. O ponto P indica a maior aproximação do planeta ao Sol, o ponto A marca o maior afastamento. Os pontos V, I e o Sol são colineares, bem como os pontos P, A e o Sol.
a) Em que ponto da trajetória a velocidade do planeta é máxima? Em que ponto essa velocidade é mínima? Justifique sua resposta. 
b) Segundo Kepler, a linha que liga o planeta ao Sol percorre áreas iguais em tempos iguais. Coloque em ordem crescente os tempos necessários para realizar os seguintes percursos: VPI, PIA, IAV, AVP

Questão 12 - UNICAMP 1998 - Um fio condutor retilíneo longo é colocado no plano que contém uma espira condutora conforme a figura abaixo à esquerda. O fio é percorrido por uma corrente i(t) cuja variação em função do tempo é representada na figura abaixo à direita.

a) Qual é a frequência da corrente que percorre a espira? 
b) Faça um gráfico do fluxo magnético que atravessa a espira em função do tempo. 
c) Faça um gráfico da força eletromotriz induzida nos terminais da espira em função do tempo.

RESPOSTAS:

01 - 
02 - 



03 - 

04 - 




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07 - 



08 - 




09 - 

10 - 



11 - 

12 - 

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