Resolução – UNICAMP 2017 – Física – 1ª Fase (continuação 1)

Questão

Uma estrela de nêutrons é o objeto astrofísico mais denso que conhecemos, em que uma massa maior que a massa do Sol ocupa uma região do espaço de apenas alguns quilômetros de raio. Essas estrelas realizam um movimento de rotação, emitindo uma grande quantidade de radiação eletromagnética a uma frequência bem definida. Quando detectamos uma estrela de nêutrons através desse feixe de radiação, damos o nome a esse objeto de Pulsar. Considere que um Pulsar foi detectado, e que o total de energia cinética relacionada com seu movimento de rotação equivale a $$2\cdot 10^{42}\, J$$. Notou-se que, após um ano, o  Pulsar perdeu 0,1% de sua energia cinética, principalmente em forma de radiação eletromagnética. A potência irradiada pelo Pulsar vale (Se necessário, utilize a aproximação 1 ano $$\approx 3,6\cdot 10^{7}\, s$$.)
a) $$7,2\cdot 10^{46}\, W$$.
b) $$2,0\cdot 10^{39}\, W$$.
c) $$5,6\cdot 10^{31}\, W$$.
d) $$1,8\cdot 10^{42}\, W$$.

Solução:

Potência nada mais é do que $$P = \frac{E}{\Delta t}$$. Portanto basta dividir a energia irradiada pelo tempo em que ela foi irradiada. \[P = \frac{1\cdot 10^{-3}\cdot 2\cdot 10^{42}}{3,6\cdot 10^{7}} \longrightarrow P = 5,6\cdot 10^{31}\, W\] Resposta: letra C.

Questão

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Fazer vácuo significa retirar o ar existente em um volume fechado. Esse processo é usado, por exemplo, para conservar alimentos ditos embalados a vácuo ou para criar ambientes controlados para experimentos científicos. A figura abaixo representa um pistão que está sendo usado para fazer vácuo em uma câmara de volume constante $$V_{C} = 2,0\, litros$$. O pistão, ligado à câmara por uma válvula A, aumenta o volume que pode ser ocupado pelo ar em $$V_{P} = 0,2\, litros$$. Em seguida, a válvula A é fechada e o ar que está dentro do pistão é expulso através de uma válvula B, ligada à atmosfera, completando um ciclo de bombeamento. Considere que o ar se comporte como um gás ideal e que, durante o ciclo completo, a temperatura não variou. Se a pressão inicial na câmara é de $$P_{i} = 33\, Pa$$, a pressão final na câmara após um ciclo de bombeamento será de

a) 30,0 Pa.
b) 330,0 Pa.
c) 36,3 Pa.
d) 3,3 Pa.

Solução:

Na situação inicial temos $$P_{i} = 33\, Pa$$, $$V_{i} = 2\, l$$ e $$T_{i} = T$$.

Na situação final temos $$V_{f} = 2,2\, l$$ e $$T_{f} = T$$, já que no enunciado diz que a temperatura não variou.

Agora podemos encontrar $$P_{f}$$: \[\frac{P_{i} V_{i}}{T_{i}} = \frac{P_{f} V_{f}}{T_{f}} \longrightarrow \frac{33\cdot 2}{T} = \frac{P_{f}\cdot 2,2}{T} \longrightarrow P_{f} = 30\, Pa\] Resposta: letra A.

Questão

A microfluídica é uma área de pesquisa que trabalha com a manipulação precisa de líquidos em canais com dimensões submilimétricas, chamados de microcanais, possibilitando o desenvolvimento de sistemas miniaturizados de análises químicas e biológicas. Considere que uma seringa com êmbolo cilíndrico de diâmetro D = 4 mm seja usada para injetar um líquido em um microcanal cilíndrico com diâmetro de d = 500 μm. Se o êmbolo for movido com uma velocidade de V = 4 mm/s, a velocidade v do líquido no microcanal será de
a) 256,0 mm/s.
b) 32,0 mm/s.
c) 62,5 μm/s.
d) 500,0 μm/s.

Solução:

 

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