USP 2018 Física - Questões

Um fabricante de acessórios de montanhismo quer projetar um colchão de espuma apropriado para ser utilizado por alpinistas em regiões frias. Considere que a taxa de transferência de calor ao solo por uma pessoa dormindo confortavelmente seja $90\ \text{Kcal/hora}$ e que a transferência de calor entre a pessoa e o solo se dê exclusivamente pelo mecanismo de condução térmica através da espuma do colchão. Nestas condições, o gráfico representa a taxa de transferência de calor, em $\text{J/s}$, através da espuma do colchão, em função de sua espessura, em cm.

Considerando $1\ \text{cal} = 4\ \text{J}$, a menor espessura do colchão, em cm, para que a pessoa durma confortavelmente é

Câmeras digitais, como a esquematizada na figura, possuem mecanismos automáticos de focalização.

Em uma câmera digital que utilize uma lente convergente com $20\ mm$ de distância focal, a distância, em mm, entre a lente e o sensor da câmera, quando um objeto a $2\ m$ estiver corretamente focalizado, é, aproximadamente,

Furacões são sistemas físicos que liberam uma enorme quantidade de energia por meio de diferentes tipos de processos, sendo um deles a condensação do vapor em água. De acordo com o Laboratório Oceanográfico e Meteorológico do Atlântico, um furacão produz, em média, $1,5\ cm$ de chuva por dia em uma região plana de $660\ km$ de raio. Nesse caso, a quantidade de energia por unidade de tempo envolvida no processo de condensação do vapor em água da chuva é, aproximadamente,

Note e adote:

$\pi=3$.

Calor latente de vaporização da água: $2 \times 10^6\ \text{J/kg}$

Densidade da água: $10^3/ \text{kg/m}^3$

$1$ dia = $8,6 \times 10^4 \ \text{s}$

Em uma tribo indígena de uma ilha tropical, o teste derradeiro de coragem de um jovem é deixar-se cair em um rio, do alto de um penhasco. Um desses jovens se soltou verticalmente, a partir do repouso, de uma altura de $45\ m$ em relação à superfície da água. O tempo decorrido, em segundos, entre o instante em que o jovem iniciou sua queda e aquele em que um espectador, parado no alto do penhasco, ouviu o barulho do impacto do jovem na água é, aproximadamente,

Note e adote:

Considere o ar em repouso e ignore sua resistência.

Ignore as dimensões das pessoas envolvidas.

Velocidade do som no ar: $360\ \text{m/s}$.

Aceleração da gravidade: $10\ \text{m/s}^{2}$.

Ondas na superfície de líquidos têm velocidades que dependem da profundidade do líquido e da aceleração da gravidade, desde que se propaguem em águas rasas. O gráfico representa o módulo $v$ da velocidade da onda em função da profundidade $h$ da água.

Uma onda no mar, onde a profundidade da água é $4,0\ \text{m}$, tem comprimento de onda igual a $50\ \text{m}$. Na posição em que a profundidade da água é $1,0\ \text{m}$, essa onda tem comprimento de onda, em $m$, aproximadamente igual a