UNICAMP 1996 Física - Questões

Ao bater o tiro de meta, um goleiro chuta a bola parada de forma que ela alcance a maior distância possível. No chute, o pé do goleiro fica em contato com a bola durante $0,10\ \text{s}$, e a bola, de $0,50\ \text{kg}$, atinge o campo a uma distância de $40\ \text{m}$. Despreze a resistência do ar.

1. a) Qual o ângulo em que o goleiro deve chutar a bola?
   

2. b) Qual a intensidade do vetor velocidade inicial da bola?
   

3. c) Qual o impulso da força do pé do goleiro na bola?
   

Um paraquedista de $80\ \text{kg}$ (pessoa + paraquedas) salta de um avião. A força de resistência do ar no paraquedas é dada pela expressão:

$$F = -b \cdot v^2$$

Onde $b = 32\ \text{kg/m}$ é uma constante e $v$ a velocidade do paraquedista. Depois de saltar, a velocidade de queda vai aumentando até ficar constante. O paraquedista salta de $2.000\ \text{m}$ de altura e atinge a velocidade constante antes de chegar ao solo.

1. a) Qual a velocidade com que o paraquedista atinge o solo?
   

2. b) Qual foi a energia total dissipada pelo atrito com o ar na queda desse paraquedista?
   

“Tornado destrói telhado de ginásio da Unicamp. Um tornado com ventos de 180 km/h destruiu o telhado do ginásio de esportes da Unicamp,...Segundo engenheiros da Unicamp, a estrutura destruída pesa aproximadamente 250 toneladas.”

(Folha de São Paulo 29/11/95).

Uma possível explicação para o fenômeno seria considerar uma diminuição da pressão atmosférica, devida ao vento, na parte superior do telhado. Para um escoamento de ar ideal, essa redução de pressão é dada por $\rho v^2 / 2$, onde $\rho = 1,2\ \text{kg/m}^3$ é a densidade do ar e $v$ a velocidade do vento. Considere que o telhado do ginásio tem $5.400\ \text{m}^2$ de área e que estava apenas apoiado nas paredes.

1. a) Calcule a variação da pressão externa devida ao vento.
   

2. b) Quantas toneladas poderiam ser levantadas pela força devida a esse vento?
   

3. c) Qual a menor velocidade do vento (em km/h) que levantaria o telhado?
   

Dois patinadores inicialmente em repouso, um de $36\ \text{kg}$ e outro de $48\ \text{kg}$, se empurram mutuamente para trás. O patinador de $48\ \text{kg}$ sai com velocidade de $18\ \text{km/h}$. Despreze o atrito.

1. a) Qual a velocidade com que sai o patinador de $36\ \text{kg}$?
   

2. b) Qual o trabalho total realizado por esses dois patinadores?
   

Uma loja teve sua fachada decorada com $3.000$ lâmpadas de $0,5\ \text{W}$ cada para o Natal. Essas lâmpadas são do tipo pisca-pisca e ficam apagadas $75\%$ do tempo.

1. a) Qual a potência total dissipada se $30\%$ das lâmpadas estiverem acesas simultaneamente?
   

2. b) Qual a energia gasta (em $\text{kWh}$) com essa decoração ligada das $20:00$ até as $24:00$ horas?
   

3. c) Considerando que o $\text{kWh}$ custa R$ 0,08 qual seria o gasto da loja durante $30$ dias?