Questão de Física - UNICAMP 2021 - A pressão exercida na base de certo tanque do Fermilab pela coluna de argônio líquido

Nas questões de 49 a 56, sempre que necessário, use π = 3 e g = 10 m/s².

Em março de 2020, a Unicamp e o Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), dos Estados Unidos, assinaram um acordo de cooperação científica com o objetivo de desenvolver tanques para conter argônio líquido a baixíssimas temperaturas (criostatos). Esses tanques abrigarão detectores para o estudo dos neutrinos.

A pressão exercida na base de certo tanque do Fermilab pela coluna de argônio líquido no seu interior é

A densidade do argônio líquido no tanque é d = 1400 . kg/m³ .  Assim, a altura do tanque será de 

a) 2,0 m. 

b) 4,0 m. 

c) 7,8 m. 

d) 25,0 m.

RESPOSTA:

Letra B.

Vamos considerar que a "altura do tanque" pedida corresponda à altura (h) da coluna de líquido. De acordo com a expressão da pressão exercida por uma coluna de líquido, tem-se:

Questão de Física - UNICAMP 2021 - a temperatura do argônio nos tanques será igual a

Nas questões de 49 a 56, sempre que necessário, use π = 3 e g = 10 m/s².

Em março de 2020, a Unicamp e o Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), dos Estados Unidos, assinaram um acordo de cooperação científica com o objetivo de desenvolver tanques para conter argônio líquido a baixíssimas temperaturas (criostatos). Esses tanques abrigarão detectores para o estudo dos neutrinos.

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 e TS = 273 K , a temperatura do argônio nos tanques será igual a 

a) 20 K. 

b) 89 K. 

c) 189 K. 

d) 457 K.

RESPOSTA:

Letra B.

Questão de Física - UNICAMP 2021 - Uma cápsula destinada a levar astronautas à Estação Espacial Internacional (ISS)

Nas questões de 49 a 56, sempre que necessário, use π = 3 e g = 10 m/s².

Recentemente, uma equipe internacional de cientistas detectou a explosão de uma estrela conhecida como SN2016aps, que teria sido a explosão de supernova mais brilhante já registrada.

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 

A velocidade 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:

RESPOSTA:

Letra C.

Questão de Física - UNICAMP 2021 - Os cientistas estimam que, no momento da explosão, a massa da supernova SN2016aps

Nas questões de 49 a 56, sempre que necessário, use π = 3 e g = 10 m/s²

Recentemente, uma equipe internacional de cientistas detectou a explosão de uma estrela conhecida como SN2016aps, que teria sido a explosão de supernova mais brilhante já registrada.

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, 

a) a velocidade de translação da Terra em torno do Sol deveria aumentar e o período do ano terrestre diminuir. 

b) a velocidade de translação da Terra em torno do Sol deveria diminuir e o período do ano terrestre aumentar. 

c) a velocidade de translação da Terra em torno do Sol e o período do ano terrestre deveriam diminuir. 

d) a velocidade de translação da Terra em torno do Sol e o período do ano terrestre deveriam aumentar.

RESPOSTA:

Letra A.

Admita-se que a órbita da Terra em torno do Sol seja circular. Sendo G a constante universal da gravitação, M a massa do Sol, m a massa da Terra, e r o raio da órbita da Terra em torno do Sol, podemos obter a velocidade (v) de órbita terrestre em torno do Sol (movimento de translação da Terra) da seguinte maneira:

Considerando o raio (r) de órbita da Terra constante, podemos concluir, a partir da expressão obtida, que a velocidade de órbita da Terra (v) e a raiz quadrada da massa do sol (M) são grandezas diretamente proporcionais. Logo, caso a massa do Sol fosse maior, a velocidade de órbita do Sol também seria maior. Nesse mesmo contexto, caso a velocidade de órbita seja maior, menor será o período de translação da Terra em torno do Sol, pois a distância a percorrer continua a mesma.

Questão de Física - UNICAMP 2021 - A SN2016aps dista da Terra 4,0 bilhões de anos-luz, enquanto a supernova DES16C2nm

Nas questões de 49 a 56, sempre que necessário, use π = 3 e g = 10 m/s².

Recentemente, uma equipe internacional de cientistas detectou a explosão de uma estrela conhecida como SN2016aps, que teria sido a explosão de supernova mais brilhante já registrada.

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:

RESPOSTA:

Letra D.