UNIFESP 2004 Física - Questões

Atualmente, o laser de $CO_2$ tem sido muito aplicado em microcirurgias, onde o feixe luminoso é utilizado no lugar do bisturi de lâmina. O corte com o laser é efetuado porque o feixe provoca um rápido aquecimento e evaporação do tecido, que é constituído principalmente de água. Considere um corte de $2,0\ \text{cm}$ de comprimento, $3,0\ \text{mm}$ de profundidade e $0,5\ \text{mm}$ de largura, que é aproximadamente o diâmetro do feixe. Sabendo que a massa específica da água é $10^3\ \text{kg/m}^3$, o calor específico é $4,2 \times {10}^3\ \text{J/kg}\cdot\text{K}$ e o calor latente de evaporação é $2,3 \times {10}^6\ \text{J/kg}$,

1. a) estime a quantidade de energia total consumida para fazer essa incisão, considerando que, no processo, a temperatura do tecido se eleva $63\ ^\circ\text{C}$ e que este é constituído exclusivamente de água.
   

2. b) Se o corte é efetuado a uma velocidade de $3,0\ \text{cm/s}$, determine a potência do feixe, considerando que toda a energia fornecida foi gasta na incisão.
   

A linha de transmissão que leva energia elétrica da caixa de relógio até uma residência consiste de dois fios de cobre com $10,0\ \text{m}$ de comprimento e secção reta com área $4,0\ \text{mm}^{2}$ cada um. Considerando que a resistividade elétrica do cobre é

$$\rho =1,6 \times {10}^{-8}\ \Omega \cdot \text{m}$$

1. a) Calcule a resistência elétrica $R$ de cada fio desse trecho do circuito.
   

2. b) Se a potência fornecida à residência for de $3.300\ \text{W}$ a uma tensão de $110\ \text{V}$, calcule a potência dissipada $P$ nesse trecho do circuito.
   

Em um salto de paraquedismo, identificam-se duas fases no movimento de queda do paraquedista. Nos primeiros instantes do movimento, ele é acelerado. Mas devido à força de resistência do ar, o seu movimento passa rapidamente a ser uniforme com velocidade $v_1$, com o paraquedas ainda fechado. A segunda fase tem início no momento em que o paraquedas é aberto. Rapidamente, ele entra novamente em um regime de movimento uniforme, com velocidade $v_2$. Supondo que a densidade do ar é constante, a força de resistência do ar sobre um corpo é proporcional à área sobre a qual atua a força e ao quadrado de sua velocidade. Se a área efetiva aumenta 100 vezes no momento em que o paraquedas se abre, pode-se afirmar que

Uma pequena esfera maciça é lançada de uma altura de $0,6\ \text{m}$ na direção horizontal, com velocidade inicial de $2,0\ \text{m/s}$. Ao chegar ao chão, somente pela ação da gravidade, colide elasticamente com o piso e é lançada novamente para o alto. Considerando $g = 10,0\ \text{m/s}^{2}$, o módulo da velocidade e o ângulo de lançamento do solo, em relação à direção horizontal, imediatamente após a colisão, são respectivamente dados por

Dois corpos, $A$ e $B$, com massas iguais e a temperaturas $t_A=50\ ^\circ\text{C}$ e $t_B=10\ ^\circ\text{C}$, são colocados em contato até atingirem a temperatura de equilíbrio. O calor específico de $A$ é o triplo do de $B$. Se os dois corpos estão isolados termicamente, a temperatura de equilíbrio é