UNESP 2005 Física - Questões

Em um determinado instante, um carro que corre a 100 km/h em uma estrada horizontal e plana começa a diminuir sua velocidade, com o módulo da aceleração constante. Percorrido 1 km, a redução da velocidade é interrompida ao mesmo tempo em que o carro é detectado por um radar fotográfico. O radar mostra que o carro está na velocidade limite permitida de 80 km/h. Assim, pede-se:

1. a) O módulo da aceleração, em m/s$\ ^{2}$, durante o intervalo de tempo em que a velocidade do carro diminuiu de 100 km/h para 80 km/h.
   

2. b) A velocidade detectada pelo radar para um segundo carro que segue o primeiro com velocidade de aproximação de 40 km/h, considerando-se que o primeiro carro mantém a velocidade de 80 km/h.
   

Uma partícula de volume $V$ e de massa $m$, está em queda em um meio líquido. Considerando-se desprezíveis os efeitos de viscosidade do líquido no movimento da partícula,

1. A) Represente o diagrama de forças que atuam sobre a partícula nessa situação.

2. B) Determine o módulo da aceleração da partícula em função da densidade da partícula ${\rho }_L$, e da aceleração gravitacional, $g$.

Um elástico de massa desprezível, inicialmente estendido mas não alongado, está preso a uma parede por uma de suas extremidades e tem a outra ponta sendo enrolada em um eixo cilíndrico de raio $R = 2\ \text{mm}$, mantido sempre à mesma distância da parede. A deformação do elástico permanece dentro do regime linear, com constante elástica $100\ \text{N/m}$, e não há deslizamento entre o eixo e o elástico. Após uma volta completa do eixo, a partir da posição inicial, calcule:

(Considere $\pi =3$)

1. a) O módulo da força exercida pelo elástico na parede.
   

2. b) A energia de rotação, em joules, a ser adquirida pelo eixo quando é posto a girar devido exclusivamente à ação da força do elástico sobre ele, admitindo que toda a energia potencial elástica armazenada será transferida para a rotação.
   

Um feixe de luz monocromática, de comprimento de onda $\lambda = 600 nm$ no vácuo, incide sobre um material transparente de índice de refração $n = 1,5$, homogêneo e oticamente inativo. Sendo $c = 3,0 \times {10}^8\ m/s$ a velocidade da luz no vácuo, pede-se:

1. A) A velocidade e o comprimento de onda do feixe de luz enquanto atravessa o material.

2. B) A frequência de onda do feixe de luz no vácuo e dentro do material.

O princípio físico fundamental para entender o forno de micro-ondas baseia-se no conceito de ressonância. Na parte superior da parede, numa das laterais do forno, encontra-se o magnetron, que é a fonte de micro-ondas e que determina a frequência dessas ondas eletromagnéticas. Por sua vez, as dimensões do forno são adequadas para que se formem ondas estacionárias no seu interior. Os antinodos formados por estas ondas estacionárias podem ser visualizados por manchas mais escuras em um papel fotossensível (como os de aparelhos de fax) deixado no forno durante o período breve de funcionamento.

1. a) Quais grandezas físicas variam periodicamente dando origem às micro-ondas?
   

2. b) Calcule a velocidade das micro-ondas de um forno, sabendo que a distância entre o centro de duas machas no papel de fax foi da ordem de $6\ cm$, e que a frequência, indicada pelo fabricante, é $2,45\ GHz$.