Resolução – UNICAMP 2016 (1ª Fase) – Física (continuação 2)

Questões Anteriores

Questão

Muitos dispositivos de aquecimento usados em nosso cotidiano usam resistores elétricos como fonte de calor. Um exemplo é o chuveiro elétrico, em que é possível escolher entre diferentes opções de potência usadas no aquecimento da água, por exemplo, morno (M), quente (Q) e muito quente (MQ). Considere um chuveiro que usa a associação de três resistores, iguais entre si, para oferecer essas três opções de temperatura. A escolha é feita por uma chave que liga a rede elétrica entre o ponto indicado pela letra N e um outro ponto indicado por M, Q ou MQ, de acordo com a opção de temperatura desejada. O esquema que representa corretamente o circuito equivalente do chuveiro é
Unicamp2016
Unicamp2016
Unicamp2016

Unicamp2016

Solução:
A potência é o que deixa a água mais ou menos quente. Para calcular a potência do resistor podemos utilizar $$P = \frac{U^{2}}{R}$$. Assim vemos que quanto maior a resistência, menor a potência e menos quente fica a água. Portanto vemos que $$R_{NMQ}<R_{NQ}<R_{NM}$$. Consequentemente, a potência será $$P_{NMQ}>P_{NQ}>P_{NM}$$. Portanto os pontos N, Muito Quente (MQ), Quente (Q) e Morno (M), devem aparecer em série, nessa ordem.
Resposta: letra A.

Questão

Um osciloscópio é um instrumento muito útil no estudo da variação temporal dos sinais elétricos em circuitos. No caso de um circuito de corrente alternada, a diferença de potencial (U) e a corrente do circuito (i) variam em função do tempo. Considere um circuito com dois resistores $$R_{1}$$ e $$R_{2}$$ em série, alimentados por uma fonte de tensão alternada. A diferença de potencial nos terminais de cada resistor observada na tela do osciloscópio é representada pelo gráfico abaixo. Analisando o gráfico, pode-se afirmar que a amplitude e a frequência da onda que representa a diferença de potencial nos terminais do resistor de maior resistência são, respectivamente, iguais a
Unicamp2016
a) 4 V e 2,5 Hz.
b) 8 V e 2,5 Hz.
c) 4 V e 400 Hz.
d) 8 V e 400 Hz.
Solução:
Quando os resistores estão em série, a corrente que passa por eles é a mesma. Para manter o valor da corrente, de acordo com a equação $$i = \frac{U}{R}$$, quanto maior o resistor, maior a diferença de potencial nesse resistor. Logo, podemos dizer que o resistor $$R_{1}$$ é o de maior resistência, pois atinge maior valor de diferença de potencial. A amplitude nós podemos tirar diretamente do gráfico: a crista da onda do resistor $$R_{1}$$ vai até 8 V. Do gráfico também tiramos o período da onda: $$T = 2,5\, ms$$. Como frequência é o inverso do período: \[f = \frac{1}{T} \longrightarrow f = \frac{1}{2,5\cdot 10^{-3}} \longrightarrow f = 400 Hz\]
Resposta: letra D.

Questão

Anemômetros são instrumentos usados para medir a velocidade do vento. A sua construção mais conhecida é a proposta por Robinson em 1846, que consiste em um rotor com quatro conchas hemisféricas presas por hastes, conforme figura abaixo. Em um anemômetro de Robinson ideal, a velocidade do vento é dada pela velocidade linear das conchas. Um anemômetro em que a distância entre as conchas e o centro de rotação é $$r = 25\, cm$$, em um dia cuja velocidade do vento é $$v = 18\, km/h$$, teria uma frequência de rotação de
Unicamp2016
a) 3 rpm.
b) 200 rpm.
c) 720 rpm.
d) 1200 rpm.
Se necessário, considere π ≈ 3.
Solução:
Aqui podemos utilizar a relação entre velocidade linear e frequência: $$v = 2\cdot\pi\cdot f\cdot r$$. Precisamos transformar a velocidade $$v = \frac{18\, km/h}{3,6} = 5\, m/s$$ e o raio $$r = 25\, cm = 0,25\, m$$. Agora é só substituir: \[5 = 2\cdot 3\cdot f\cdot 0,25 \longrightarrow f = 3,33\, Hz\] Porém esta não é a resposta, pois as alternativas estão em rpm. Então temos que transformar:
3,33 rotações —— 1 s
x rotações      —— 60 s
x = 200 rpm
Resposta: letra B.

Questão

Beisebol é um esporte que envolve o arremesso, com a mão, de uma bola de 140 g de massa na direção de outro jogador que irá rebatê-la com um taco sólido. Considere que, em um arremesso, o módulo da velocidade da bola chegou a 162 km/h, imediatamente após deixar a mão do arremessador. Sabendo que o tempo de contato entre a bola e a mão do jogador foi de 0,07 s, o módulo da força média aplicada na bola foi de
a) 324,0 N.
b) 90,0 N.
c) 6,3 N.
d) 11,3 N.
Solução:
Aqui precisamos primeiro calcular a aceleração da bola por uma das equações da cinemática: $$v = v_{0} + a\cdot t$$. A velocidade será transformada em m/s, assim a aceleração já estará com a unidade correta: $$v = \frac{162\, km/h}{3,6} = 45\, m/s$$. Como a bola parte do repouso \[45 = 0 + a\cdot 0,07 \longrightarrow a = 642,86\, m/s^{2}\] Agora precisamos calcular a força: \[F = 0,14\cdot 642,86 \longrightarrow F = 90\, N\] Resposta: letra B.

Loja iPlace

Comments are closed.