2011.1CE — UFTM 2011.1 · CE · Saúde — Física

Suponha que em uma importante via de circulação de uma grande cidade, o limite de velocidade para caminhões tenha sido reduzido de 90 km/h para 80 km/h.

a) Quanto será acrescido ao tempo de percurso de um trecho retilíneo de 3,6 km de extensão dessa via, devido à redução no limite de velocidade? Suponha que antes e depois da redução, o motorista do caminhão sempre trafegue com a máxima velocidade permitida para a via.

b) Considere que em seu movimento por um trecho retilíneo dessa via, um caminhão fique sujeito a uma força resistiva total de 11 250 N. Que potência, em CV (1 CV = 750 W), o motor estará desenvolvendo nessa situação, para que o motorista consiga manter constante a velocidade de seu caminhão em 72 km/h?

Em uma aula de geografia um estudante brinca com um globo terrestre escolar, fazendo-o girar com as mãos, em torno de seu eixo de rotação. Aplicando impulsos sucessivos ao globo, o garoto faz com que ele dê 8 voltas em 9,6 segundos, com velocidade de rotação constante.

Considere π ≅ 3 e que o globo terrestre escolar tem 20 cm de raio. Calcule:

a) A razão R = T_T / T_G entre o período de rotação do planeta Terra (T_T) ao redor de seu eixo de rotação imaginário, e o período de rotação do globo terrestre escolar (T_G), nas condições descritas.

b) A velocidade escalar de um ponto da superfície do globo terrestre escolar, sobre a linha do Equador, em relação ao seu eixo de rotação.

Os recipientes A e B de paredes adiatérmicas, contêm o mesmo gás ideal e são utilizados num experimento com controle sobre a variação da temperatura. Sabe-se que no recipiente A existem 800 g do gás e as condições iniciais do experimento são indicadas na figura.

P_A = 2 atm P_B = 4 atm V_A = 8 L V_B = 4 L T_A = 100 K T_B = 200 K

a) Qual a massa de gás, em gramas, existente no recipiente B?

b) Se o volume do recipiente A for reduzido até se igualar ao do recipiente B, qual deverá ser a nova temperatura do gás para que a pressão interna no recipiente A permaneça igual a 2 atm?

Um estudante percebeu que quando assistia às aulas sentado no fundo da sala, encontrava dificuldade para ver com nitidez o que seu professor escrevia na lousa. Movimentando-se pela sala, percebeu, também, que conseguia ler perfeitamente quando se colocava, no máximo, a dois metros da lousa. Ao consultar um oftalmologista, foi informado de que era portador de um defeito de visão muito comum na população, a miopia, facilmente corrigível com lentes esféricas adequadas.

a) Indique o tipo de lente esférica (convergente ou divergente) adequada para corrigir o defeito de visão do estudante.

b) Calcule a vergência, em dioptrias, das lentes que o estudante deve usar para corrigir seu defeito de visão.

Marcos está parado na borda de um lago de águas calmas em uma manhã sem ventos, gritando para que seu amigo José, do outro lado do lago, possa ouvi-lo. Dentro do lago outro garoto, Pedro, também parado, ouve os gritos de Marcos.

As velocidades do som no ar e na água, nesse local, valem respectivamente 350 m/s e 1 505 m/s.

a) Determine a razão entre os comprimentos das ondas sonoras emitidas por Marcos, e ouvidas diretamente por Pedro e por José, λ_P / λ_J.

b) Considere que na região existe uma parede vertical que permite que Marcos ouça o eco de seu grito 0,4 s depois de tê-lo emitido. Determine a distância entre Marcos e a parede, em metros.

Foi construído um eletroímã com um prego metálico eletricamente isolado, um fio de resistência elétrica desprezível enrolado ao seu redor e uma pilha. Uma bússola foi colocada num ponto à direita do prego, ao longo de seu eixo de simetria, bem próxima dele e com base paralela ao plano desse papel, como mostra a figura. No fio enrolado ao prego há uma chave interruptora Ch, inicialmente aberta, e uma lâmpada L de 18 Ω de resistência elétrica. Na condição inicial, a bússola aponta para o norte geográfico da Terra e a lâmpada está apagada.

Quando a chave Ch é ligada, uma corrente elétrica circula pelo fio, criando um campo eletromagnético ao longo do eixo do prego, de intensidade aproximadamente igual ao campo magnético terrestre.

a) No espaço destinado à resolução e resposta, desenhe na bússola a agulha na posição em que ficaria em equilíbrio mecânico, depois que a chave interruptora Ch for ligada, e ela ficar sujeita simultaneamente ao campo magnético da Terra e ao criado pelo eletroímã. Justifique sua resposta.

b) Enquanto a corrente elétrica circula pelo fio, a lâmpada permanece acesa. Considerando a diferença de potencial entre os extremos da pilha igual a 6 V, calcule a energia elétrica dissipada pela lâmpada, em J, se ela permanecer acesa por 30 s, considerando que neste intervalo de tempo a resistência elétrica da lâmpada se mantenha constante.