Resolução – UNESP 2017 – Física – 1ª Fase

Questão

O esquema representa um calorímetro utilizado para a determinação do valor energético dos alimentos.

A tabela nutricional de determinado tipo de azeite de oliva traz a seguinte informação: “Uma porção de 13 mL (1 colher de sopa) equivale a 108 kcal.” Considere que o calor específico da água seja $$1\, kcal\cdot kg^{-1}\cdot ^{\circ} C^{-1}$$ e que todo o calor liberado na combustão do azeite seja transferido para a água. Ao serem queimados 2,6 mL desse azeite, em um calorímetro contendo 500 g de água inicialmente a 20,0°C e à pressão constante, a temperatura da água lida no termômetro deverá atingir a marca de
(A) 21,6°C.
(B) 33,2°C.
(C) 45,2°C.
(D) 63,2°C.
(E) 52,0°C.

Solução:

Primeiro precisamos descobrir a quantidade de kcal que o azeite irá liberar.

13 ml ———- 108 kcal

2,6 ml ———- Q

Q = 21,6 kcal

Agora basta calcular a temperatura final: \[Q = m\cdot c\cdot\Delta T \longrightarrow 21,6 = 0,5\cdot 1\cdot (T_{f} – 20) \longrightarrow T_{f} = 63,2^{\circ} C\] Resposta: letra D.

Questão

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Em um edifício em construção, João lança para José um objeto amarrado a uma corda inextensível e de massa desprezível, presa no ponto O da parede. O objeto é lançado perpendicularmente à parede e percorre, suspenso no ar, um arco de circunferência de diâmetro igual a 15 m, contido em um plano horizontal e em movimento uniforme, conforme a figura. O ponto O está sobre a mesma reta vertical que passa pelo ponto C, ponto médio do segmento que une João a José. O ângulo θ, formado entre a corda e o segmento de reta OC, é constante.

Considerando sen θ = 0,6, cos θ = 0,8, $$g = 10\, m/s^{2}$$ e desprezando a resistência do ar, a velocidade angular do objeto, em seu movimento de João a José, é igual a
(A) 1,0 rad/s.
(B) 1,5 rad/s.
(C) 2,5 rad/s.
(D) 2,0 rad/s.
(E) 3,0 rad/s.

Solução:

Como o diâmetro é 15 m, o raio será 7,5 m. Sabemos que $$a_{c} = \omega ^{2}\cdot R$$. Então precisamos descobrir o valor de $$T_{x}$$ e utilizarmos a equação de Newton para forças. \[T_{y} = P \longrightarrow T\cdot cos\,\theta = m\cdot g \longrightarrow T = \frac{m\cdot g}{cos\,\theta}\] \[T_{x} = m\cdot a_{c} \longrightarrow T\cdot sen\,\theta = m\cdot a_{c} \longrightarrow \frac{m\cdot g}{cos\,\theta}\cdot sen\,\theta = m\cdot\omega ^{2}\cdot R \longrightarrow \omega = \sqrt{\frac{g\cdot sen\,\theta}{R\cdot cos\,\theta}}\] Agora podemos substituir os valores: $$R = 7,5\, m$$; $$g = 10\, m/s^{2}$$; $$sen\,\theta = 0,6$$; $$cos\,\theta = 0,8$$. \[\omega = \sqrt{\frac{10\cdot 0,6}{7,5\cdot 0,8}} \longrightarrow \omega = 1\, rad/s\] Resposta: letra A.

Questão

Na linha de produção de uma fábrica, uma esteira rolante movimenta-se no sentido indicado na figura 1, e com velocidade constante, transportando caixas de um setor a outro. Para fazer uma inspeção, um funcionário detém uma das caixas, mantendo-a parada diante de si por alguns segundos, mas ainda apoiada na esteira que continua rolando, conforme a figura 2.

No intervalo de tempo em que a esteira continua rolando com velocidade constante e a caixa é mantida parada em relação ao funcionário (figura 2), a resultante das forças aplicadas pela esteira sobre a caixa está corretamente representada na alternativa

Solução:

Na figura 2 temos quatro forças agindo sobre a caixa: Peso (P), Normal (N), Força do funcionário ($$F_{f}$$) e Atrito (A).

O Peso (P) é uma interação da caixa com a gravidade da Terra e é vertical para baixo.

A Normal é uma reação da esteira e é vertical para cima.

A Força que o funcionário exerce sobre a caixa é horizontal para a direita.

O Atrito é horizontal para a esquerda, pois para a esteira, a caixa desliza sobre a esteira para a direita, logo a força de atrito aponta para o lado oposto ao movimento da caixa.

O enunciado pede a resultante das forças que a esteira aplica na caixa, portanto devemos encontrar a resultante entre a Normal e o Atrito. Abaixo vemos a figura com as forças e a resultante ($$R_{e}$$).

Resposta: letra C.

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