UNICAMP 2015 | 1ª Fase

Recentemente, uma equipe de astrônomos afirmou ter identificado uma estrela com dimensões comparáveis às da Terra, composta predominantemente de diamante. Por ser muito frio, o astro, possivelmente uma estrela anã branca, teria tido o carbono de sua composição cristalizado em forma de um diamante praticamente do tamanho da Terra.

Os astrônomos estimam que a estrela estaria situada a uma distância $d=9{,}0\times10^{18}\text{ m}$ da Terra. Considerando um foguete que se desloca a uma velocidade $v=1{,}5\times10^4\text{ m/s}$, o tempo de viagem do foguete da Terra até essa estrela seria de

$(1\text{ ano}\approx3{,}0\times10^7\text{ s})$

A) 2.000 anos.

B) 300.000 anos.

C) 6.000.000 anos.

D) 20.000.000 anos.

Recentemente, uma equipe de astrônomos afirmou ter identificado uma estrela com dimensões comparáveis às da Terra, composta predominantemente de diamante. Por ser muito frio, o astro, possivelmente uma estrela anã branca, teria tido o carbono de sua composição cristalizado em forma de um diamante praticamente do tamanho da Terra.

Considerando que a massa e as dimensões dessa estrela são comparáveis às da Terra, espera-se que a aceleração da gravidade que atua em corpos próximos à superfície de ambos os astros seja constante e de valor não muito diferente. Suponha que um corpo abandonado, a partir do repouso, de uma altura $h=54\text{ m}$ da superfície da estrela, apresente um tempo de queda $t=3{,}0\text{ s}$. Desta forma, pode-se afirmar que a aceleração da gravidade na estrela é de

A) $8{,}0\text{ m/s}^2$.

B) $10\text{ m/s}^2$.

C) $12\text{ m/s}^2$.

D) $18\text{ m/s}^2$.

Recentemente, uma equipe de astrônomos afirmou ter identificado uma estrela com dimensões comparáveis às da Terra, composta predominantemente de diamante. Por ser muito frio, o astro, possivelmente uma estrela anã branca, teria tido o carbono de sua composição cristalizado em forma de um diamante praticamente do tamanho da Terra.

Os cálculos dos pesquisadores sugerem que a temperatura média dessa estrela é de $T_i=2.700\,^{\circ}\text{C}$. Considere uma estrela como um corpo homogêneo de massa $M=6{,}0\times10^{24}\text{ kg}$ constituída de um material com calor específico $c=0{,}5\text{ kJ/(kg}\,^{\circ}\text{C)}$. A quantidade de calor que deve ser perdida pela estrela para que ela atinja uma temperatura final de $T_f=700\,^{\circ}\text{C}$ é igual a

A) $24{,}0\times10^{27}\text{ kJ}$.

B) $6{,}0\times10^{27}\text{ kJ}$.

C) $8{,}1\times10^{27}\text{ kJ}$.

D) $2{,}1\times10^{27}\text{ kJ}$.

Considere um computador que armazena informações em um disco rígido que gira a uma frequência de $120\text{ Hz}$. Cada unidade de informação ocupa um comprimento físico de $0{,}2\,\mu\text{m}$ na direção do movimento de rotação do disco. Quantas informações magnéticas passam, por segundo, pela cabeça de leitura, se ela estiver posicionada a $3\text{ cm}$ do centro de seu eixo, como mostra o esquema simplificado apresentado abaixo?

(Considere $\pi\approx3$.)

A) $1{,}62\times10^6$.

B) $1{,}8\times10^6$.

C) $64{,}8\times10^8$.

D) $1{,}08\times10^8$.

A figura abaixo mostra, de forma simplificada, o sistema de freios a disco de um automóvel. Ao se pressionar o pedal do freio, este empurra o êmbolo de um primeiro pistão que, por sua vez, através do óleo do circuito hidráulico, empurra um segundo pistão. O segundo pistão pressiona uma pastilha de freio contra um disco metálico preso à roda, fazendo com que ela diminua sua velocidade angular.

Considerando o diâmetro $d_2$ do segundo pistão duas vezes maior que o diâmetro $d_1$ do primeiro, qual a razão entre a força aplicada ao pedal de freio pelo pé do motorista e a força aplicada à pastilha de freio?

A) $1/4$.

B) $1/2$.

C) $2$.

D) $4$.

A figura abaixo mostra, de forma simplificada, o sistema de freios a disco de um automóvel. Ao se pressionar o pedal do freio, este empurra o êmbolo de um primeiro pistão que, por sua vez, através do óleo do circuito hidráulico, empurra um segundo pistão. O segundo pistão pressiona uma pastilha de freio contra um disco metálico preso à roda, fazendo com que ela diminua sua velocidade angular.

Qual o trabalho executado pela força de atrito entre o pneu e o solo para parar um carro de massa $m=1.000\text{ kg}$, inicialmente a $v=72\text{ km/h}$, sabendo que os pneus travam no instante da frenagem, deixando de girar, e o carro desliza durante todo o tempo de frenagem?

A) $3{,}6\times10^4\text{ J}$.

B) $2{,}0\times10^5\text{ J}$.

C) $4{,}0\times10^5\text{ J}$.

D) $2{,}6\times10^6\text{ J}$.

Por sua baixa eficiência energética, as lâmpadas incandescentes deixarão de ser comercializadas para uso doméstico comum no Brasil. Nessas lâmpadas, apenas 5% da energia elétrica consumida é convertida em luz visível, sendo o restante transformado em calor. Considerando uma lâmpada incandescente que consome $60\text{ W}$ de potência elétrica, qual a energia perdida em forma de calor em uma hora de operação?

A) $10.800\text{ J}$.

B) $34.200\text{ J}$.

C) $205.200\text{ J}$.

D) $216.000\text{ J}$.

A figura 1 apresentada a seguir representa a potência elétrica dissipada pelo filamento de tungstênio de uma lâmpada incandescente em função da sua resistência elétrica. Já a figura 2 apresenta a temperatura de operação do filamento em função de sua resistência elétrica. Se uma lâmpada em funcionamento dissipa $150\text{ W}$ de potência elétrica, a temperatura do filamento da lâmpada é mais próxima de:

A) $325\,^{\circ}\text{C}$.

B) $1.250\,^{\circ}\text{C}$.

C) $3.000\,^{\circ}\text{C}$.

D) $3.750\,^{\circ}\text{C}$.

Quando as fontes de tensão contínua que alimentam os aparelhos elétricos e eletrônicos são desligadas, elas levam normalmente certo tempo para atingir a tensão de $U=0\text{ V}$. Um estudante interessado em estudar tal fenômeno usa um amperímetro e um relógio para acompanhar o decréscimo da corrente que circula pelo circuito a seguir em função do tempo, após a fonte ser desligada em $t=0\text{ s}$. Usando os valores de corrente e tempo medidos pelo estudante, pode-se dizer que a diferença de potencial sobre o resistor $R=0{,}5\text{ k}\Omega$ para $t=400\text{ ms}$ é igual a

A) $6\text{ V}$.

B) $12\text{ V}$.

C) $20\text{ V}$.

D) $40\text{ V}$.

Espelhos esféricos côncavos são comumente utilizados por dentistas porque, dependendo da posição relativa entre objeto e imagem, eles permitem visualizar detalhes precisos dos dentes do paciente. Na figura abaixo, pode-se observar esquematicamente a imagem formada por um espelho côncavo. Fazendo uso de raios notáveis, podemos dizer que a flecha que representa o objeto

A) se encontra entre F e V e aponta na direção da imagem.

B) se encontra entre F e C e aponta na direção da imagem.

C) se encontra entre F e V e aponta na direção oposta à imagem.

D) se encontra entre F e C e aponta na direção oposta à imagem.