UNESP 2006 Física - Questões

Sem se segurar ou se apoiar em nada, apenas se equilibrando sobre os pés, um menino se desloca, com velocidade de $4,5\ m/s$ dentro de um carrossel de raio $3,0\ m$. Seu movimento acompanha o sentido de rotação do brinquedo e é executado próximo a sua borda. Sabendo que a velocidade angular do carrossel é $3,0\ rad/s$ em relação ao seu eixo, fixo na Terra, pergunta-se:

1. a) Qual a velocidade angular do menino em relação ao eixo do carrossel?

2. b) Caso o carrossel parasse abruptamente e o menino fosse lançado para fora do brinquedo, qual seria a sua velocidade em relação à Terra?

Em um acidente de trânsito, um veículo com massa de $600\ \text{kg}$ bateu na lateral de um outro veículo com massa de $1800\ \text{kg}$ parado em um cruzamento. A perícia verificou que o veículo mais leve ficou parado após o choque, enquanto que o mais pesado deslizou horizontalmente 10m em linha reta antes de parar, e determinou como sendo 0,5 o coeficiente de atrito entre o asfalto e os pneus. Com essas informações e considerando a aceleração da gravidade como sendo $10\ \text{m/s}^2$, estimar:

1. a) O valor da velocidade do veículo mais pesado imediatamente após a colisão;
   

2. b) O valor da velocidade do carro mais leve imediatamente antes da colisão.
   

Em um dia em que se registrava uma temperatura ambiente de $27^\circ$C, um balão de festa foi cheio com ar, cuja densidade era de $1,3\ \text{kg/m}^3$. Foi medida uma diferença de massa entre o balão vazio e cheio de $7,8\ \text{g}$.

1. a) Qual o volume, em litros, do balão cheio?
   

2. b) Considerando o ar como um gás ideal, qual seria o seu volume se, depois de cheio, ele fosse guardado numa câmara fria a $-23^\circ$C, sem variar a pressão e o número de partículas em seu interior?
   

Um corpo de $0,50\ \text{kg}$ é abandonado do repouso no topo de uma coluna de água de $20\ \text{m}$ de profundidade. Foi observado que após $5,0\ \text{s}$ de queda o corpo atingiu uma velocidade constante de $6,0\ \text{m/s}$. Adotando $g = 10\ \text{m/s}^2$, determinar:

1. a) A aceleração média do corpo nos cinco primeiros segundos do movimento;
   

2. b) A energia perdida pelo corpo durante o percurso até ele estar na iminência de atingir o fundo da coluna de água.
   

Uma panela de pressão contendo $1,0\ \text{kg}$ de água a $20^\circ$C é levada ao fogo.

1. a) Supondo que a taxa de calor fornecido à água seja de $250\ \text{cal/s}$, qual seria o tempo gasto para que a água, cujo calor específico é igual a $1,0\ \text{cal}/(g^\circ C)$, atinja a temperatura de $100^\circ$C?
   

2. b) Após um tempo de fervura, a válvula sobre a tampa da panela começa a deixar vazar vapor. Nesse momento, qual deve ser a pressão adicional, devido à existência dessa válvula, dentro da panela? Sabe-se que a massa da válvula é $48\ \text{g}$, que o tubo cilíndrico oco sobre o qual ela está colocada tem diâmetro interno de $4,0\cdot \ {10}^{-3}\ \text{m}$ e que a aceleração da gravidade pode ser considerada igual a $10\ \text{m/s}^2$. Usar, caso necessário, o número $\pi$ como sendo igual a 3.