UFPR 2006 Física - Questões

Considerando a situação em que um garoto joga um objeto verticalmente para cima:

1. a) Faça uma análise qualitativa, explicando, com base nos conceitos da mecânica, o movimento do objeto para os diferentes instantes de tempo.
   

2. b) Quais hipóteses simplificadoras poderiam ser consideradas numa análise quantitativa do problema? Explique.
   

3. c) Quais condições iniciais poderiam ser alteradas de modo a produzir diferentes resultados para o movimento? Justifique.
   

Uma taça de alumínio de $120\ cm^3$ contém $119\ \text{cm}^3$ de glicerina a $21\ ^\circ\text{C}$. Considere que o coeficiente de dilatação linear do alumínio como sendo de $2,3 \times {10}^{-5}\ K^{-1}$ e o coeficiente de dilatação volumétrico da glicerina de $5,1 \times {10}^{-4}\ K^{-1}$. Se a temperatura do sistema taça-glicerina for aumentada para $39\ ^\circ\text{C}$, a glicerina transbordará ou não? Em caso afirmativo, determine o volume transbordado; em caso negativo, determine o volume de glicerina que ainda caberia no interior da taça.

Um ebulidor de água é fabricado para funcionar com uma tensão de $220\ \text{V}$. Sabendo que o resistor nele existente tem uma resistência de $20\ \Omega$, calcule:

1. a) A potência máxima que o ebulidor pode fornecer em funcionamento.
   

2. b) O tempo, em minutos, necessário para aquecer $10\ \text{kg}$ de água, inicialmente à temperatura de $25\ ^\circ\text{C}$, até a temperatura de $90\ ^\circ\text{C}$. Considere o calor específico da água como sendo de $4,18 \times \ {10}^3\ J/(\text{kg}\ ^\circ\text{C})$, a capacidade térmica do ebulidor desprezível e que a potência dissipada por ele é constante.
   

Embora a força de atração e repulsão entre corpos carregados fosse conhecida empiricamente desde Tales de Mileto, na Grécia Antiga, somente a partir dos trabalhos experimentais de Coulomb foi possível calcular a intensidade dessa força. Sobre o assunto, considere a seguinte situação: uma carga $+q$ encontra-se localizada no ponto coordenado $(0,a)$ e uma segunda carga $-q$ localiza-se no ponto coordenado $(0,-a)$. Desejando-se deslocar, com velocidade constante, uma carga $+Q$, inicialmente no infinito, até o ponto com coordenadas $(a,0)$, calcule o trabalho realizado por essa força externa para realizar tal deslocamento. Justifique sua resposta.

Os morcegos se orientam e encontram suas presas emitindo, de suas narinas, ondas ultrassônicas e recebendo as ondas refletidas. Para detectar uma presa, na mais completa escuridão, o morcego emite ondas numa certa frequência $f_E$, que são refletidas pela presa e voltam para ele com outra frequência $f_D$. O morcego ajusta a frequência emitida até que a recebida seja de $80\ \text{kHz}$, que corresponde ao máximo de sensibilidade para a audição de um morcego. Dessa forma, ele pode tanto calcular a posição quanto a velocidade da presa. Considerando a velocidade do som no ar igual a $340\ \text{m/s}$, é correto afirmar: