Confira a resolução de física da prova discursiva da Unifesp 2022! Exercícios completos sobre mecânica, eletricidade, ondulatória e termologia.
11. (Unifesp 2022) Nas duas extremidades da pista de pouso e decolagem de alguns aeroportos há áreas de escape, cujo objetivo é reter os aviões caso eles não consigam parar até o final da pista. A superfície dessas áreas de escape é composta por um material que se deforma devido ao peso da aeronave, de modo a dificultar o seu deslocamento. A figura mostra um avião que adentrou em uma dessas áreas de escape. Considere que esse avião chegou à área de escape com velocidade de 54 km/h, percorrendo uma trajetória retilínea, com aceleração média de 5,0 m/s² em sentido contrário ao da velocidade, e que parou após um intervalo de tempo igual a 3,0 s.
a) Converta a velocidade inicial do avião para m/s e determine a distância, em metros, que ele percorreu na área de escape.
b) Suponha que a massa desse avião seja 2,4 × 104 kg e que apenas as forças de resistência atuem sobre ele durante a frenagem. Calcule, em newtons, a intensidade média da resultante das forças de resistência que atuaram sobre o avião durante a sua frenagem na área de escape. Determine a intensidade média do impulso, em N · s, aplicado por essa resultante sobre o avião.
12. (Unifesp 2022) Uma das empresas norte-americanas que levou turistas em voo suborbital em 2021 utiliza uma cápsula, onde acomoda os passageiros, acoplada a um propulsor.Após o lançamento, quando o conjunto atinge a altura de 75 km e velocidade de 1000 m/s, a cápsula se desprende do propulsor e continua sua trajetória até a altura aproximada de 105 km. Em seguida, a cápsula retorna à superfície, amparada por paraquedas.
Considerando a aceleração da gravidade constante e igual a 10 m/s² e a massa da cápsula igual a 4,0 × 103 kg, calcule:
a) a energia cinética e a energia mecânica total da cápsula, em relação ao solo, no instante em que ocorre a sua separação do propulsor, ambas em joules.
b) O trabalho realizado pelo peso da cápsula, em joules, entre o momento em que ela se desprende do propulsor até o momento em que ela atinge o ponto mais alto da trajetória. Determine o trabalho realizado pelas forças de resistência que atuaram sobre a cápsula, em joules, desde a altura máxima até o seu pouso, desprezando a energia cinética da cápsula na altura máxima e no instante do pouso.
13. (Unifesp 2022) Em um recipiente de vidro de capacidade 250 cm³, são colocados 200 cm³ de glicerina, ambos inicialmente a 20ºC. Em seguida, esse conjunto é aquecido até 70ºC.
a) Calcule a massa de glicerina, em gramas, colocada no recipiente e a quantidade de calor, em calorias, absorvida pela glicerina durante o aquecimento, desprezando as perdas de calor e sabendo que a massa específica e o calor específico da glicerina são, respectivamente, 1,26 g/cm³ e 0,60 cal/(g·ºC).
b) Calcule, em cm³, o aumento do volume da glicerina durante o aquecimento e o volume da região do recipiente não ocupada pela glicerina quando o conjunto encontra-se a 70ºC, considerando que, devido ao aquecimento, o recipiente tenha se dilatado 0,30 cm3 e que o coeficiente de dilatação volumétrica da glicerina seja igual a 5,0 × 10^-4ºC^–1.
14. (Unifesp 2022) A figura 1 mostra um instrumento musical constituído por vários tubos, abertos em uma extremidade e fechados na outra, colocados lado a lado, e a figura 2 mostra a forma da onda sonora estacionária que corresponde à frequência fundamental de vibração desses tubos.
a) Considerando que a velocidade de propagação das ondas sonoras no ar seja 340 m/s e que a frequência fundamental da onda emitida por um dos tubos desse instrumento seja 170 Hz, calcule, em metros, o comprimento de onda dessa onda e o comprimento desse tubo.
b) A intensidade sonora (I) exprime a quantidade média de energia transportada por uma onda sonora (ΔE) através de uma unidade de área (ΔS) perpendicular à direção de propagação da onda, por unidade de tempo
15. (Unifesp 2022) Um circuito elétrico é composto por uma bateria, de força eletromotriz ε e resistência interna Ri , e por três resistores, R1 , R2 e R3 , como ilustrado na figura. A intensidade da corrente elétrica que se estabelece no resistor R1 é igual a 0,25 A.
a) Considerando a resistência elétrica dos resistores R2 e R3 respectivamente iguais a 200 Ω e 50 Ω, calcule a diferença de potencial, em volts, entre os terminais do resistor R3 e determine a intensidade da corrente elétrica, em amperes, que nele se estabelece.
b) Sabendo que a força eletromotriz da bateria é 12,0 V e que a diferença de potencial entre os pontos A e B, indicados na figura, é de 11,9 V, calcule o valor da resistência interna da bateria, em ohms, e determine a potência dissipada na forma de calor, em watts, pela bateria.
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