UNICAMP 2004 Física - Questões

Uma pesquisa publicada no ano passado identifica um novo recordista de salto em altura entre os seres vivos. Trata-se de um inseto, conhecido como Cigarrinha-da-espuma, cujo salto é de $45\ cm$ de altura.

1. a) Qual é a velocidade vertical da cigarrinha no início de um salto?
   

2. b) O salto é devido a um impulso rápido de ${10}^{-3}\ s$. Calcule a aceleração média da cigarrinha, que suporta condições extremas, durante o impulso.
   

Uma caneta esferográfica comum pode desenhar um traço contínuo de $3\ km$ de comprimento. A largura desse traço é de $0,5\ mm$. Considerando $\pi =3,0$, faça o que se pede:

1. a) Estime o volume de tinta numa carga nova de uma caneta esferográfica e, a partir desse valor, calcule a espessura do traço deixado pela caneta sobre o papel.
   

2. b) Ao escrever, a força que uma caneta exerce sobre o papel é de $3\ N$. Qual a pressão exercida pela esfera da caneta sobre o papel?
   

Para resfriar um motor de automóvel, faz–se circular água pelo mesmo. A água entra no motor a uma temperatura de $80\ ^\circ C$ com vazão de $0,4\ \ell/s$, e sai a uma temperatura de $95\ ^\circ C$. A água quente é resfriada a $80\ ^\circ C$ no radiador, voltando em seguida para o motor através de um circuito fechado.

1. a) Qual é a potência térmica absorvida pela água ao passar pelo motor? Considere o calor específico da água igual a $4200\ J/kg^\circ C$ e sua densidade igual a $1000\ kg/m^3$.
   

2. b) Quando um “aditivo para radiador” é acrescentado à água, o calor específico da solução aumenta para $5250\ J/kg^\circ C$, sem mudança na sua densidade. Caso essa solução a $80\ ^\circ C$ fosse injetada no motor em lugar da água, e absorvesse a mesma potência térmica, qual seria a sua temperatura na saída do motor?
   

Quando o alumínio é produzido a partir da bauxita, o gasto de energia para produzi-lo é de $15\ kWh/kg$. Já para o alumínio reciclado a partir de latinhas, o gasto de energia é de apenas $5\%$ do gasto a partir da bauxita.

1. a) Em uma dada cidade, $50.000$ latinhas são recicladas por dia. Quanto de energia elétrica é poupada nessa cidade (em $kWh$)? Considere que a massa de cada latinha é de $16\ g$.
   

2. b) Um forno de redução de alumínio produz $400\ kg$ do metal, a partir da bauxita, em um período de $10$ horas. A cuba eletrolítica desse forno é alimentada com uma tensão de $40\ V$. Qual a corrente que alimenta a cuba durante a produção? Despreze as perdas.
   

Um raio entre uma nuvem e o solo ocorre devido ao acúmulo de carga elétrica na base da nuvem, induzindo uma carga de sinal contrário na região do solo abaixo da nuvem. A base da nuvem está a uma altura de $2\ km$ e sua área é de $200\ km^2$. Considere uma área idêntica no solo abaixo da nuvem. A descarga elétrica de um único raio ocorre em $10^{-3}\ s$ e apresenta uma corrente de $50\ kA$. Considerando $\varepsilon_0=9 \times 10^{-12}\ F/m$, responda:

1. a) Qual é a carga armazenada na base da nuvem no instante anterior ao raio?
   

2. b) Qual é a capacitância do sistema nuvem-solo nesse instante?
   

3. c) Qual é a diferença de potencial entre a nuvem e o solo imediatamente antes do raio?