UNICAMP 2005 Física - Questões

No episódio $II$ do filme Guerra nas Estrelas, um personagem mergulha em queda livre, caindo em uma nave que se deslocava horizontalmente a $100\ m/s$ com os motores desligados. O personagem resgatado chegou à nave com uma velocidade de $6\ m/s$ na vertical. Considere que a massa da nave é de $650\ kg$, a do personagem resgatado de $80\ kg$ e a do piloto de $70\ kg$.

1. a) Quais as componentes horizontal e vertical da velocidade da nave imediatamente após o resgate?
   

2. b) Qual foi a variação da energia cinética total nesse resgate?
   

Numa antena de rádio, cargas elétricas oscilam sob a ação de ondas eletromagnéticas em uma dada frequência. Imagine que essas oscilações tivessem sua origem em forças mecânicas e não elétricas: cargas elétricas fixas em uma massa presa a uma mola. A amplitude do deslocamento dessa “antena–mola” seria de $1\ mm$ e a massa de $1\ g$ para um rádio portátil. Considere um sinal de rádio $AM$ de $1000\ kHz$.

1. a) Qual seria a constante de mola dessa “antena-mola”? A frequência de oscilação é dada por: $$f=\dfrac{1}{2\pi } \cdot \sqrt{\dfrac{k}{m} }$$ Onde $k$ é a constante da mola e $m$ a massa presa à mola.
   

2. b) Qual seria a força mecânica necessária para deslocar essa mola de $1\ mm$?
   

Durante uma tempestade de $20$ minutos, $10\ mm$ de chuva caíram sobre uma região cuja área total é $100\ km^2$.

1. a) Sendo que a densidade da água é de $1,0\ g/cm^3$, qual a massa de água que caiu?
   

2. b) A partir de uma estimativa do volume de uma gota de chuva, calcule o número médio de gotas que caem em $1\ m^2$ durante $1\ s$.
   

Uma sala tem $6\ m$ de largura, $10\ m$ de comprimento e $4\ m$ de altura. Deseja–se refrigerar o ar dentro da sala. Considere o calor específico do ar como sendo $30\ J\mathrm{/}(mol\ K)$ e use $R=8\ J\mathrm{/}(mol\ K)$.

1. a) Considerando o ar dentro da sala como um gás ideal à pressão ambiente ($P=105\ N/m^2$), quantos moles de gás existem dentro da sala a $27\ ^\circ C$?
   

2. b) Qual é a quantidade de calor que o refrigerador deve retirar da massa de ar do item $(a)$ para resfria-la até $17\ ^\circ C$?