UNICAMP 2027 | 1ª Fase — Questões de Física comentadas — Método TEF

Texto para as questões 63 e 64. Em 2026, comemoramos os 10 anos da primeira observação direta de ondas gravitacionais. As medições foram realizadas pelo Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) nos Estados Unidos. A detecção das ondas gravitacionais trouxe novos elementos ao entendimento da teoria da gravitação.

Segundo os pesquisadores do LIGO, a onda gravitacional observada teve origem na fusão de dois buracos negros e se propagou pelo Universo por 1,3 bilhão de anos antes de passar pela Terra. Pesquisas adicionais na mesma área demonstraram que a onda gravitacional viaja com velocidade muito próxima à da velocidade da luz c. Se $c=3{,}0\times10^8\text{ m/s}$ e $1\text{ ano}\approx3{,}2\times10^7\text{ s}$, a distância d entre a Terra e a fonte dessa onda gravitacional é

Texto para as questões 63 e 64. Em 2026, comemoramos os 10 anos da primeira observação direta de ondas gravitacionais. As medições foram realizadas pelo Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) nos Estados Unidos. A detecção das ondas gravitacionais trouxe novos elementos ao entendimento da teoria da gravitação.

Na teoria da gravitação universal, dentro da mecânica clássica, atribuída a Newton, o módulo da aceleração da gravidade decorrente da ação da força gravitacional da Terra em um corpo de massa m, localizado na superfície da Terra, é

Os exercícios físicos têm sido incorporados ao cotidiano de cada vez mais pessoas, seja como parte dos cuidados com a saúde ou como atividade de lazer. Polias e alavancas, por exemplo, são encontradas em muitos equipamentos usados para exercícios musculares. Considere a figura a seguir, de um equipamento no qual as polias e os fios são considerados ideais, de massas desprezíveis e sem atrito.

Considerando $g=10\text{ m/s}^2$, o módulo da força $F$ para que a massa $m$ se encontre na iminência de ser levantada é

No curling, esporte das Olimpíadas de Inverno, o atleta lança discos de granito (do inglês curling stones) na direção de um alvo, uma área circular pintada em uma pista de gelo plana e horizontal. Para aproximar o disco desse alvo, os atletas esfregam vigorosamente o gelo à frente do disco com uma espécie de vassoura (esfregão) para alterar o coeficiente de atrito da pista. Considere uma situação em que um disco de massa m = 20 kg se desloca em uma pista com coeficiente de atrito estático do sistema disco-gelo $\mu_E=0{,}1$ e coeficiente de atrito cinético $\mu_C=0{,}02$. Sendo a aceleração da gravidade $g=10\text{ m/s}^2$, é correto afirmar que o módulo da força de atrito ( fat ) que age sobre o disco de granito durante seu deslocamento é

Um dos maiores problemas dos computadores modernos é o calor gerado por chips cada vez menores e mais potentes. O gálio (Ga) é um material promissor para a refrigeração de chips devido às suas propriedades, como alta condutividade térmica. Considere uma amostra sólida de Ga de massa $m_{Ga}=10\text{ g}$, em um processo térmico no qual esse material recebe calor do chip de um computador com potência variável. O sistema está a uma temperatura inicial $T_1=20\,^{\circ}\text{C}$, e, após, um determinado tempo, essa amostra sofre uma transição de fase para o estado líquido a $T_2=30\,^{\circ}\text{C}$, atingindo em t = 230 s uma temperatura $T_3$ na fase líquida. Considere que a quantidade de calor recebida pela amostra na sua fase líquida para variar sua temperatura de $T_2$ a $T_3$ é Q = 80 J. Sendo o calor específico do Ga na fase líquida igual a $c_{liq}=0{,}4\text{ J/(g}\cdot{}^{\circ}\text{C)}$, o gráfico que melhor representa esse processo térmico é

Observação: Para melhor visualização dos dados, foi introduzida uma quebra indicada pelo símbolo // nos eixos dos tempos (s) de alguns gráficos.

Estudos recentes têm mostrado o impacto econômico e ecológico do gasto energético de equipamentos residenciais que permanecem ligados mesmo quando não estão sendo utilizados. Alguns equipamentos com consumo considerável quando ociosos são as TVs, os consoles de jogos e os roteadores. Em média, esse consumo pode corresponder a oito por cento do total de uma casa e um e meio por cento do consumo total de um país. Considere um roteador de internet sem fio que, quando ocioso, consome uma potência elétrica P = 3,0 W. Se o roteador é alimentado por uma diferença de potencial elétrico de U = 12 V, a corrente elétrica que circula por esse roteador ocioso é

A tornozeleira eletrônica é um dispositivo de monitoramento utilizado pela justiça no Brasil, em casos de prisão domiciliar ou na aplicação de medidas protetivas que envolvem a violência contra a mulher, entre outros casos. O circuito interno de uma tornozeleira eletrônica é formado por quatro blocos, tal como no circuito equivalente simplificado na figura a seguir, compostos por resistências idênticas $R_1=R_2=R_3=R_4=1{,}2\text{ k}\Omega$. Essas resistências representam, respectivamente, o microprocessador, o bloco que faz a localização em tempo real, o bloco de transmissão de dados entre a tornozeleira e uma central de monitoramento, e o sistema de alarme. O último ($R_4$) é ativado por uma chave apenas em caso de violação do dispositivo.

Sabendo que a tornozeleira é alimentada por uma bateria de diferença de potencial $U_b=9{,}0\text{ V}$, podemos afirmar que a corrente total $i$ quando o sistema de alarmes é ativado é