UERJ 2015 Física - Questões

Um esquiador, com $70\ \text{kg}$ de massa, colide elasticamente contra uma árvore a uma velocidade de $72\ \text{km/h}$. Calcule, em unidades do $SI$, o momento linear e a energia cinética do esquiador no instante da colisão.

Uma empresa japonesa anunciou que pretende construir o elevador mais rápido do mundo. Ele alcançaria a velocidade de $72\ \text{km/h}$, demorando apenas 43 segundos para chegar do térreo ao 95º andar de um determinado prédio. Considere os seguintes dados:

• aceleração constante do elevador;

• altura de cada andar do prédio igual a $4\ \text{m}$;

• massa do elevador, mais sua carga máxima, igual a $3\ 000\ \text{kg}$.

Estime a força média que atua sobre o elevador, quando está com carga máxima, no percurso entre o térreo e o $95^\circ$ andar.

Um lápis com altura de $20\ \text{cm}$ é colocado na posição vertical a $50\ \text{cm}$ do vértice de um espelho côncavo. A imagem conjugada pelo espelho é real e mede $5\ \text{cm}$. Calcule a distância, em centímetros, da imagem ao espelho.

Para aquecer $1\ L$ de água contida em um recipiente de capacidade térmica desprezível, uma pessoa dispõe de um aquecedor elétrico portátil cuja potência é de $1273\ W$, quando submetido a uma tensão de $127\ V$. Considere que toda a energia fornecida pelo aquecedor seja absorvida pela água. Nessas condições, calcule a variação de temperatura da água após o aquecedor inserido no recipiente ficar ligado por $165$ segundos.

Partículas de carga elétrica $q$ e massa $m$ penetram no plano horizontal de uma região do espaço na qual existe um campo magnético de intensidade $B$, normal a esse plano. Ao entrar na região, as partículas são submetidas a um selecionador de velocidades que deixa passar apenas aquelas com velocidade $v_0$. Admita que, na região do campo magnético, a trajetória descrita por uma das partículas selecionadas seja circular.

Escreva a expressão matemática para o raio dessa trajetória em função da: massa, carga, velocidade da partícula e intensidade do campo magnético.