UFPR 2010 Física - Questões

Um objeto esférico de massa $1,8\ \text{kg}$ e densidade $4,0\ \text{g/cm}^3$, ao ser completamente imerso em um líquido, apresenta um peso aparente de $9,0\ \text{N}$. Considerando a aceleração da gravidade com módulo igual a $g$, faça o que se pede:

1. a) Determine o valor da densidade desse líquido.

2. b) Indique qual princípio físico teve que ser utilizado, necessariamente, na resolução desse problema.

Num aparelho de um laboratório de física nuclear, um elétron e um próton estão confinados numa região em que há um campo magnético uniforme. Ambos estão em movimento circular uniforme e as linhas do campo magnético são perpendiculares ao plano da circunferência descrita pelas duas partículas. Suponha que as duas partículas estão suficientemente separadas, de modo que uma não interfere no movimento da outra. Considere que a massa do próton é $1830$ vezes maior que a massa do elétron, e que a velocidade escalar do elétron é $5$ vezes maior que a velocidade escalar do próton.

1. a) Deduza uma expressão algébrica para a razão dos raios das circunferências descritas pelo próton e pelo elétron.
   

2. b) Calcule o valor numérico dessa razão.
   

Uma montanhista utiliza em suas escaladas uma caneca com massa igual a $100\ \text{g}$ e feita de um material com calor específico de $910\ J/(kg\cdot ^\circ\text{C})$. Num certo momento, ela coloca $200\ \text{g}$ de chá à temperatura inicial de $80\ ^\circ\text{C}$ em sua caneca, que se encontra à temperatura ambiente de $10\ ^\circ\text{C}$. Despreze a troca de calor com o ambiente e considere que o calor específico do chá é igual ao da água, isto é, $1,0\ cal/(g\cdot ^\circ\text{C})$. Determine a temperatura do chá após o sistema ter atingido o equilíbrio térmico.

O primeiro forno de micro-ondas foi patenteado no início da década de 1950 nos Estados Unidos pelo engenheiro eletrônico Percy Spence. Fornos de micro-ondas mais práticos e eficientes foram desenvolvidos nos anos 1970 e a partir daí ganharam grande popularidade, sendo amplamente utilizados em residências e no comércio. Em geral, a frequência das ondas eletromagnéticas geradas em um forno de micro-ondas é de $2450\ MHz$. Em relação à Física de um forno de micro-ondas, considere as seguintes afirmativas:

1. Um forno de micro-ondas transmite calor para assar e esquentar alimentos sólidos e líquidos.

2. O comprimento de onda dessas ondas é de aproximadamente $12,2\ \text{cm}$.

3. As ondas eletromagnéticas geradas ficam confinadas no interior do aparelho, pois sofrem reflexões nas paredes metálicas do forno e na grade metálica que recobre o vidro da porta.

Assinale a alternativa correta.

Convidado para substituir Felipe Massa, acidentado nos treinos para o grande prêmio da Hungria, o piloto alemão Michael Schumacker desistiu após a realização de alguns treinos, alegando que seu pescoço doía, como consequência de um acidente sofrido alguns meses antes, e que a dor estava sendo intensificada pelos treinos. A razão disso é que, ao realizar uma curva, o piloto deve exercer uma força sobre a sua cabeça, procurando mantê-la alinhada com a vertical.

Considerando que a massa da cabeça de um piloto mais o capacete seja de $6,0\ \text{kg}$ e que o carro esteja fazendo uma curva de raio igual a $72\ \text{m}$ a uma velocidade de $216\ \text{km/h}$, assinale a alternativa correta para a massa que, sujeita à aceleração da gravidade, dá uma força de mesmo módulo.