UFPE — Vestibular 2013.2

Considere que cerca de 70% da massa do corpo humano é constituída de água. Seja $10^N$, a ordem de grandeza do número de moléculas de água no corpo de um indivíduo de 60 kg. Sabendo que a massa de uma molécula de água é igual a $3\times10^{-26}$ kg, qual o valor de N?

Um corredor em treinamento percorre uma pista reta de 1200 m de comprimento por 5 vezes (3 idas e 2 retornos), em 20 minutos. Calcule o módulo da velocidade vetorial média do corredor, em metros por segundo.

Duas partículas, A e B, deslocam-se sobre o eixo x em movimento retilíneo uniformemente variado. No instante t = 0, a partícula A encontra-se na origem em movimento progressivo e acelerado, com os módulos da sua velocidade e aceleração respectivamente iguais a 10 m/s e 10 m/s². No mesmo instante, a partícula B parte do repouso da posição x = 100 m com movimento retrógrado e acelerado, com módulo da aceleração igual a 6,0 m/s². Qual é a distância entre as partículas, em metros, no instante t = 2,0 s?

Dois blocos aceleram verticalmente para cima, com aceleração de 5,0 m/s², puxados por cordas em contato apenas com o bloco A (ver figura). As massas dos blocos A e B valem respectivamente 12 kg e 6,0 kg. Quanto vale, em newtons, a força de contato entre os blocos? Despreze a resistência do ar.

Três partículas, de massas M, m e 3m, encontram-se sobre uma superfície horizontal sem atrito. A partícula de massa M se encontra em repouso, enquanto que as outras partículas movem-se em direção a esta. As partículas de massa m e 3m possuem velocidades v e 5v, respectivamente. Elas se movem na mesma direção e no mesmo sentido. Ocorre uma colisão perfeitamente inelástica simultaneamente entre as três partículas. Quanto vale a razão M/m, se após a colisão as partículas possuem velocidade v/4?

Um pequeno bloco, de massa m = 1,0 kg, desliza a partir do repouso do ponto A até o ponto B sobre uma superfície, como mostrado na figura. Um estudante deseja medir o trabalho realizado, apenas pela força peso, no percurso do ponto A ao B. Para tanto, ele mede a velocidade do bloco quando ele passa pelo ponto B e encontra o valor de 6,0 m/s. Calcule o trabalho realizado apenas pela força peso no percurso mencionado, em joules. Os atritos entre o bloco e a superfície e com o ar devem ser considerados desprezíveis.

Um pequeno objeto encontra-se em uma órbita circular em torno da Terra. O raio da órbita é de 420.000 km. Considerando apenas a interação gravitacional entre o objeto e a Terra, calcule a velocidade deste objeto em quilômetros por segundo. Considere a constante gravitacional G = 7 × 10⁻¹¹ N·m²/kg² e a massa da Terra M = 6 × 10²⁴ kg.

Em um recipiente cilíndrico aberto, contendo um líquido incompressível, a pressão hidrostática exercida pelo líquido na base do recipiente vale p₁ = 10,0 kPa (1 kPa = 10³ Pa). Um êmbolo, com massa m = 10,0 kg e área A = 500 cm², é colocado sobre o líquido, encaixado na abertura do recipiente (ver figura). Após a colocação do êmbolo, calcule o valor da pressão p₂ exercida pelo líquido na base do recipiente, em kPa. Despreze o atrito entre o êmbolo e as paredes do recipiente.

Sabe-se que a densidade e o calor específico da água no estado líquido são respectivamente iguais a 1,0 kg/L e 4200 J/(kg °C). Despeja-se um litro de água à temperatura T em um recipiente de capacidade térmica 1680 J/°C, inicialmente a 73 °C. Considerando que as trocas de calor só ocorrem entre a água e o recipiente, qual o valor de T, em °C, se a temperatura da água, após o equilíbrio térmico ser atingido, é de 63 °C?

Um gás ideal com n moles é submetido ao ciclo termodinâmico representado por um quadrado no diagrama pressão (p) versus volume (V) a seguir. Sabendo que p_C = 2 p_A e que V_C = 2 V_A, determine a razão T_B/T_D entre as temperaturas absolutas do gás nos pontos B e D do diagrama.

Dois pulsos de mesma forma e amplitude A, mas sendo um positivo e o outro negativo, com relação ao eixo y, se propagam em sentidos opostos ao longo do eixo x, em um fio esticado, como mostrado na figura. Os pulsos se propagam com velocidade v = 5,0 m/s, e, em t = 0, a distância entre as coordenadas x dos centros dos pulsos vale d = 100 cm. Calcule a amplitude do pulso resultante quando t = 0,1 s, em centímetros.

Uma carga elétrica pontual, de valor q = 1,0 μC (1 μC = 10⁻⁶ C) e massa m = 9,6 mg (1 mg = 10⁻³ g), é colocada a uma certa altura acima de um extenso plano horizontal constituído de material isolante e carregado uniformemente. Sabendo-se que a carga q fica em equilíbrio estático, calcule o campo elétrico produzido na posição da carga q, em N/C.

Um capacitor descarregado, de capacitância C = 1,0 μF (1 μF = 10⁻⁶ F), é conectado em série com um resistor. Este arranjo é conectado em t = 0 a uma bateria. Em t₁ = 1,00 s, a ddp no capacitor vale 5,0 V e, em t₂ = 1,05 s, a ddp vale 6,0 V. Calcule a corrente elétrica que flui pelo resistor no intervalo de tempo entre t₁ e t₂, em μA (10⁻⁶ A).

Um estudante sugere que um fio retilíneo de 30 cm de comprimento e 0,24 N de peso pode levitar apenas sob as ações da força magnética exercida pelo campo terrestre e do seu próprio peso. Considere que, nessa região, o campo terrestre seja uniforme, com módulo 5,0 × 10⁻⁵ T e direção paralela ao solo. O campo faz um ângulo α com o fio, que também levitaria paralelo ao solo. Se sen(α) = 0,8 e cos(α) = 0,6, que corrente elétrica, em kA (1 kA = 10³ A), deveria atravessar o fio para que a sugestão do estudante pudesse se realizar?

Analise as seguintes afirmações acerca das ondas eletromagnéticas.

Analise as seguintes afirmações acerca da natureza quântica das partículas e ondas.