UNESP 2001 Física - Questões

Um jovem exercita-se numa academia andando e movimentando uma esteira rolante horizontal, sem motor. Um dia, de acordo com o medidor da esteira, ele andou 40 minutos com velocidade constante de 7,2 km/h e consumiu 300 quilocalorias.

1. a) Qual a distância percorrida pelo jovem? Qual o deslocamento do jovem?
   

2. b) Num esquema gráfico, represente a esteira, o sentido do movimento da esteira, o jovem e a força $\overrightarrow{F}$ que ele exerce sobre a esteira para movimentá-la. Admitindo que o consumo de energia assinalado pela esteira é o trabalho realizado pelo jovem para movimentá-la, determine o módulo dessa força, suposta constante. Adote 1,0 cal = 4,0 J.
   

Um peixinho de massa 50 g está flutuando em repouso no interior de um aquário.

1. a) Que forças atuam sobre o peixinho? (Descreva-as ou as represente graficamente.) Que volume de água o peixinho desloca para equilibrar-se? Num determinado momento, o peixinho movimenta-se horizontalmente para um dos lados do aquário, adquirindo uma velocidade de 10 cm/s.
   

2. b) Qual o impulso necessário para que o peixinho adquira essa velocidade? Quem exerce esse impulso? Dado: densidade da água: $d_{\text{água}}= 1000\ \text{kg/m}^3$.
   

Uma estudante põe 1,0 L de água num recipiente graduado, a temperatura ambiente de $20\ ^{\circ}\text{C}$, e o coloca para ferver num fogão de potência constante. Quando retira o recipiente do fogão, a água para de ferver e a estudante nota que restaram 0,80 L de água no recipiente.

Despreze o calor absorvido pelo recipiente, a sua dilatação e a dilatação da água.

São dados:

Calor específico da água: $c_a= 4200\ \text{J/}\left(\text{kg}\cdot^{\circ}\text{C}\right)$.

Calor latente de vaporização da água: $L_v = 2300000\ \text{J/kg}$.

Densidade (massa específica) da água: $d_a= 1000\ \text{kg/m}^3$; $1\ \text{m}^3= 1000\ \text{L}$.

Temperatura de ebulição da água na região: $t_e= 100\ ^{\circ}\text{C}$.

1. a) Faça o esboço do gráfico $t\left( \ ^{\circ}\text{C}\right) \times Q(J)$ que representa esse aquecimento, onde $t\left( \ ^{\circ} \text{C}\right)$ é a temperatura da água contida no recipiente e $Q(J)$ é a quantidade de calor absorvida pela água. Coloque, pelo menos, os pontos correspondentes à temperatura inicial, à temperatura e quantidade de calor absorvida no início da ebulição e à temperatura e quantidade de calor quando a água é retirada do fogo.
   

2. b) Suponha que toda a água que falta tenha sido vaporizada. Qual a energia desperdiçada nesse processo? Justifique.
   

O poraquê (Electrophorus electricus) é um peixe provido de células elétricas (eletrocitos) dispostas em série, enfileiradas em sua cauda. Cada célula tem uma fem $\varepsilon = 60\ \text{mV}\ (0,060 \ V)$. Num espécime típico, esse conjunto de células é capaz de gerar tensões de até $480\ V$, com descargas que produzem correntes elétricas de intensidade máxima de até $1,0\ A$.

1. a) Faça um esquema representando a associação dessas células elétricas na cauda do poraquê. Indique, nesse esquema, o número $n$ de células elétricas que um poraquê pode ter.
   

2. b) Qual a potência elétrica máxima que o poraquê é capaz de gerar?
   

Nas provas dos 200 m rasos, no atletismo, os atletas partem de marcas localizadas em posições diferentes na parte curva da pista e não podem sair de suas raias até a linha de chegada.

Dessa forma, podemos afirmar que, durante a prova, para todos os atletas, o