UNICAMP 2006 Física - Questões

Um corredor de $100$ metros rasos percorre os $20$ primeiros metros da corrida em $4,0\ s$ com aceleração constante. A velocidade atingida ao final dos $4,0\ s$ é então mantida constante até o final da corrida.

1. a) Qual é a aceleração do corredor nos primeiros $20\ m$ da corrida?
   

2. b) Qual é a velocidade atingida ao final dos primeiros $20\ m$?
   

3. c) Qual é o tempo total gasto pelo corredor em toda a prova?
   

Ao se usar um saca–rolhas, a força mínima que deve ser aplicada para que a rolha de uma garrafa comece a sair é igual a $360\ N$.

1. a) Sendo ${\mu }_e=0,2$ o coeficiente de atrito estático entre a rolha e o bocal da garrafa, encontre a força normal que a rolha exerce no bocal da garrafa. Despreze o peso da rolha.
   

2. b) Calcule a pressão da rolha sobre o bocal da garrafa. Considere o raio interno do bocal da garrafa igual a $0,75\ cm$ e o comprimento da rolha igual a $4,0\ cm$.
   

As baleias são mamíferos aquáticos dotados de um sistema respiratório altamente eficiente que dispensa um acúmulo muito elevado de ar nos pulmões, o que prejudicaria sua capacidade de submergir. A massa de certa baleia é de $1,50\ \times \ \ {10}^5\ kg$ e o seu volume, quando os pulmões estão vazios, é igual a $1,35\ \times \ {10}^2\ m^3$.

1. a) Calcule o volume máximo da baleia após encher os pulmões de ar, acima do qual a baleia não conseguiria submergir sem esforço. Despreze o peso do ar nos pulmões e considere a densidade da água do mar igual a $1,0\ \times \ {10}^3\ kg/m^3$.
   

2. b) Qual é a variação percentual do volume da baleia ao encher os pulmões de ar até atingir o volume máximo calculado no item a? Considere que inicialmente os pulmões estavam vazios.
   

3. c) Suponha que uma baleia encha rapidamente seus pulmões em um local onde o ar se encontra inicialmente a uma temperatura de $7\ ^\circ C$ e a uma pressão de $1,0\ atm\ (1,0\ \times \ \ {10}^5\ N/m^2$. Calcule a pressão do ar no interior dos pulmões da baleia, após atingir o equilíbrio térmico com o corpo do animal, que está a $37^\circ C$. Despreze qualquer variação da temperatura do ar no seu caminho até os pulmões e considere o ar um gás ideal.
   

Ondas são fenômenos nos quais há transporte de energia sem que seja necessário o transporte de massa. Um exemplo particularmente extremo são os tsunamis, ondas que se formam no oceano, como consequência, por exemplo, de terremotos submarinos.

1. a) Se, na região de formação, o comprimento de onda de um tsunami é de $150\ km$ e sua velocidade é de $200\ m/s$, qual é o período da onda?
   

2. b) A velocidade de propagação da onda é dada por $v=\sqrt{g\cdot h}$ , onde $h$ é a profundidade local do oceano e $g$ é a aceleração da gravidade. Qual é a velocidade numa região próxima à costa, onde a profundidade é de $6,4\ m$?
   

3. c) Sendo $A$ a amplitude (altura) da onda e supondo-se que a energia do tsunami se conserva, o produto $v\cdot A^2$ mantém–se constante durante a propagação. Se a amplitude da onda na região de formação for de $1,0\ m$, qual será a amplitude perto da costa, onde a profundidade é de $6,4\ m$?