LISTA da UNICAMP 1ª FASE PROFESSOR ANDRÉ

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1 LISTA da UNICAMP 1ª FASE PROFESSOR ANDRÉ 1. (Unicamp 013)Para fins de registros de recordes mundiais, nas provas de 100 metros rasos não são consideradas as marcas em competições em que houver vento favorável (mesmo sentido do corredor) com velocidade superior a m s. Sabe-se que, com vento favorável de m s, o tempo necessário para a conclusão da prova é reduzido em 0,1s. Se um velocista realiza a prova em 10 s sem vento, qual seria sua velocidade se o vento fosse favorável com velocidade de m s? a) 8,0 m/s. b) 9,9 m/s. c) 10,1 m/s. d) 1,0 m/s.. (Unicamp 013)Pressão parcial é a pressão que um gás pertencente a uma mistura teria se o mesmo gás ocupasse sozinho todo o volume disponível. Na temperatura ambiente, quando a umidade relativa do ar é de 100%, a 3 pressão parcial de vapor de água vale 3,0 10 Pa. Nesta situação, qual seria a porcentagem de moléculas de água no ar? 5 Dados: a pressão atmosférica vale 1,0 10 Pa; considere que o ar se comporta como um gás ideal. a) 100%. b) 97%. c) 33%. d) 3%. 3. (Unicamp 013)Um objeto é disposto em frente a uma lente convergente, conforme a figura abaixo. Os focos principais da lente são indicados com a letra F. Pode-se afirmar que a imagem formada pela lente a) é real, invertida e mede 4 cm. b) é virtual, direta e fica a 6 cm da lente. c) é real, direta e mede cm. d) é real, invertida e fica a 3 cm da lente. 4. (Unicamp 01)Um jogador de futebol chuta uma bola a 30 m do gol adversário. A bola descreve uma trajetória parabólica, passa por cima da trave e cai a uma distância de 40 m de sua posição original. Se, ao cruzar a linha do gol, a bola estava a 3 m do chão, a altura máxima por ela alcançada esteve entre a) 4,1 e 4,4 m. b) 3,8 e 4,1 m.

2 c) 3, e 3,5 m. d) 3,5 e 3,8 m. 5. (Unicamp 01)As eclusas permitem que as embarcações façam a transposição dos desníveis causados pelas barragens. Além de ser uma monumental obra de engenharia hidráulica, a eclusa tem um funcionamento simples e econômico. Ela nada mais é do que um elevador de águas que serve para subir e descer as embarcações. A eclusa de Barra Bonita, no rio Tietê, tem um desnível de aproximadamente 5 m. Qual é o aumento da energia potencial 4 gravitacional quando uma embarcação de massa m 1, 10 kg é elevada na eclusa? a) b) c) d) 4,8 10 J 5 1, 10 J 5 3,0 10 J 6 3,0 10 J 6. (Unicamp 01)A figura abaixo mostra um espelho retrovisor plano na lateral esquerda de um carro. O espelho está disposto verticalmente e a altura do seu centro coincide com a altura dos olhos do motorista. Os pontos da figura pertencem a um plano horizontal que passa pelo centro do espelho. Nesse caso, os pontos que podem ser vistos pelo motorista são: a) 1, 4, 5 e 9. b) 4, 7, 8 e 9. c) 1,, 5 e 9. d), 5, 6 e 9. Em setembro de 010, Júpiter atingiu a menor distância da Terra em muitos anos. As figuras abaixo ilustram a situação de maior afastamento e a de maior aproximação dos planetas, considerando que suas órbitas são 11 circulares, que o raio da órbita terrestre (R T ) mede 1,5 10 m e que o raio da órbita de Júpiter (R J) equivale a 11 7,5 10 m. 7. (Unicamp 01)Quando o segmento de reta que liga Júpiter ao Sol faz um ângulo de 10º com o segmento de reta que liga a Terra ao Sol, a distância entre os dois planetas é de

3 a) b) c) d) J T J T R R R R 3 J T J T R R R R 3 J T J T R R R R J T J T R R R R 8. (Unicamp simulado 011)A polinização é o processo de transferência do grão de pólen até as proximidades do gametófito feminino. Forças eletrostáticas estão presentes no fenômeno da polinização de uma flor. Ao se aproximar da flor, um grão de pólen com carga eletrostática faz com que elétrons se acumulem na ponta do estigma da flor, o que por sua vez atrai o pólen, levando à fecundação da flor. keq1q A força elétrica entre duas cargas é dada por F, em que k e = 9 x 10 9 Nm /C. d Se q 1 = q = 4,0 x C são as cargas do grão e do estigma e a massa do grão de pólen é m p = 0,1 g, a distância d entre o grão de pólen e o estigma para que a força elétrica atrativa entre eles se iguale ao peso do grão é de (Considere g = 10 m/s ) a) 0,1 ìm. b) 3,6 ìm. c) 0,14 mm. d) 1,4 m. 9. (Unicamp simulado 011)Na preparação caseira de um chá aconselha-se aquecer a água até um ponto próximo da fervura, retirar o aquecimento e, em seguida, colocar as folhas da planta e tampar o recipiente. As folhas devem ficar em processo de infusão por alguns minutos. Caso o fogo seja mantido por mais tempo que o necessário, a água entrará em ebulição. Considere que a potência fornecida pelo fogão à água é igual a 300 W, e que o calor latente de vaporização da água vale,5 x 10 3 J/g. Mantendo-se o fogo com a água em ebulição e o recipiente aberto, qual é a massa de água que irá evaporar após 10 minutos? a) 18 g. b) 54 g. c) 80 g. d) 133 g. Um meio de transporte é tanto mais eficiente quanto menor for a energia consumida para transportar cada pessoa por certa distância. Na figura abaixo são mostrados diversos meios de locomoção e seu consumo, em J/km por pessoa, para certa velocidade.

4 10. (Unicamp simulado 011)Analisando a figura acima é correto afirmar que a energia consumida na situação de maior eficiência em um percurso de horas é de a) 0,6 kj. b) 1, kj. c) 160 kj. d) 640 kj. O vazamento de petróleo no Golfo do México, em abril de 010, foi considerado o pior da história dos EUA. O vazamento causou o aparecimento de uma extensa mancha de óleo na superfície do oceano, ameaçando a fauna e a flora da região. Estima-se que o vazamento foi da ordem de 800 milhões de litros de petróleo em cerca de 100 dias. 11. (Unicamp 011)Quando uma reserva submarina de petróleo é atingida por uma broca de perfuração, o petróleo tende a escoar para cima na tubulação como consequência da diferença de pressão, ÄP, entre a reserva e a superfície. Para uma reserva de petróleo que está a uma profundidade de 000 m e dado g = 10 m/s, o menor valor de ÄP para que o petróleo de densidade ñ = 0,90 g/cm 3 forme uma coluna que alcance a superfície é de a) 1,8 10 Pa. b) 1, Pa. c), 10 5 Pa. d), 10 Pa. Acidentes de trânsito causam milhares de mortes todos os anos nas estradas do país. Pneus desgastados ( carecas ), freios em péssimas condições e excesso de velocidade são fatores que contribuem para elevar o número de acidentes de trânsito. 1. (Unicamp 011)O sistema de freios ABS (do alemão Antiblockier-Bremssystem ) impede o travamento das rodas do veículo, de forma que elas não deslizem no chão, o que leva a um menor desgaste do pneu. Não havendo deslizamento, a distância percorrida pelo veículo até a parada completa é reduzida, pois a força de atrito aplicada pelo chão nas rodas é estática, e seu valor máximo é sempre maior que a força de atrito cinético. O coeficiente de atrito estático entre os pneus e a pista é ì e = 0,80 e o cinético vale ì c = 0,60. Sendo g = 10 m/s e a massa do carro m = 100 kg, o módulo da força de atrito estático máxima e a da força de atrito cinético são, respectivamente, iguais a a) 100 N e 1000 N. b) 1000 N e 10 N. c) 0000 N e N. d) 9600 N e 700 N. Em abril de 010, erupções vulcânicas na Islândia paralisaram aeroportos em vários países da Europa. Além do risco da falta de visibilidade, as cinzas dos vulcões podem afetar os motores dos aviões, pois contêm materiais que se fixam nas pás de saída, causando problemas no funcionamento do motor a jato. 13. (Unicamp 011)Considere que o calor específico de um material presente nas cinzas seja c = 0,8 J/g 0 C. Supondo que esse material entra na turbina a 0 0 C, a energia cedida a uma massa m = 5g do material para que ele atinja uma temperatura de C é igual a a) 0 J. b) 1000 J.

5 c) 4600 J. d) 3600 J. Quando um rolo de fita adesiva é desenrolado, ocorre uma transferência de cargas negativas da fita para o rolo, conforme ilustrado na figura a seguir. Quando o campo elétrico criado pela distribuição de cargas é maior que o campo elétrico de ruptura do meio, ocorre uma descarga elétrica. Foi demonstrado recentemente que essa descarga pode ser utilizada como uma fonte econômica de raios-x. 14. (Unicamp 011)Para um pedaço da fita de área A = 5, m mantido a uma distância constante d =,0 mm do rolo, a quantidade de cargas acumuladas é igual a Q = CV, sendo V a diferença de potencial entre a fita A 1 C desenrolada e o rolo e C ε0 em que ε0 9,0x10. Nesse caso, a diferença de potencial entre a fita e o d Vm rolo para Q = 4, C é de a) 1, 10 V. b) 5, V. c), V. d) 1, V. O radar é um dos dispositivos mais usados para coibir o excesso de velocidade nas vias de trânsito. O seu princípio de funcionamento é baseado no efeito Doppler das ondas eletromagnéticas refletidas pelo carro em movimento. Considere que a velocidade medida por um radar foi V m = 7 km/h para um carro que se aproximava do aparelho. 15. (Unicamp 011)Para se obter V m o radar mede a diferença de frequências Äf, dada por Äf = f f 0 = ± V m c f 0, sendo f a frequência da onda refletida pelo carro, f 0 =,4 x10 10 Hz a frequência da onda emitida pelo radar e c = 3,0 x10 8 m/s a velocidade da onda eletromagnética. O sinal (+ ou -) deve ser escolhido dependendo do sentido do movimento do carro com relação ao radar, sendo que, quando o carro se aproxima, a frequência da onda refletida é maior que a emitida. Pode-se afirmar que a diferença de frequência Äf medida pelo radar foi igual a a) 1600 Hz. b) 80 Hz. c) 80 Hz. d) 1600 Hz.

6 GABARITO e RESOLUÇÃO Resposta da questão 1: [C] Velocidade média do atleta com a ajuda do vento: Δs 100m v Δt 9.9s v 10.1m s Resposta da questão : [D] P 3 P r P 3 T r 3% Resposta da questão 3: [A] Utilizando a equação de Gauss temos: f P P' Observando a ilustração temos: P 3 cm e f cm P' P' P' 6 cm P' 6 Sabendo que P' é positivo, concluímos que a imagem é REAL. Vejamos agora se a imagem é direita ou invertida. P' 6 cm A P 3 cm A Logo, a imagem é duas vezes maior (fator ) que o tamanho do objeto, porém é invertida (sinal negativo). Observando a imagem apresentada, podemos observar que o objeto tem cm de altura, logo sua imagem será invertida e de tamanho igual a 4 cm. Assim concluímos que a imagem será é REAL, INVERTIDA e de tamanho igual a 4 cm. Resposta da questão 4: [B] OBS: Essa questão foi cobrada na prova de Matemática, mas admite solução através de conceitos Físicos, aliás, solução bem mais simples e curta. Serão dadas aqui as duas soluções. 1ª Solução (Matemática): Encontremos, primeiramente, a equação da parábola que passa pelos pontos dados:

7 A equação reduzida da parábola de raízes x 1 e x é: y ax x x x. Nesse caso temos: x 1 = 0 e x = 40. Substituindo esses valores na equação dada: y a x 0 x 40 y ax 40ax. Para x = 30 y = 3. Então: 1 3 a 30 40a a 100a a. 100 Assim, a equação da parábola mostrada é: 1 x 1 x y 40 x y x Para x = 0 h = H. Então: 0 H H 4 8 H 4 m. ª Solução (Física): Pela regra de Galileu, sabemos que, para qualquer movimento uniformemente variado (M.U.V.) com velocidade inicial nula, os espaços percorridos em intervalos de tempo (t) iguais e subsequentes, as distâncias percorridas são: d,3d, 5d, 7d... Ora, a queda livre e o lançamento horizontal na direção vertical são movimentos uniformemente variados a partir do repouso, valendo, portanto a regra de Galileu. Assim, se a distância de queda num intervalo de tempo inicial (t) é h, nos intervalos iguais e subsequentes as distâncias percorridas na queda serão: 3h, 5h, 7h... O lançamento oblíquo, a partir do ponto mais alto (A), pode ser considerando um lançamento horizontal. Como a componente horizontal da velocidade inicial se mantém constante (v x = v 0x ), os intervalos de tempo de A até B e de B até C são iguais, pois as distâncias horizontais são iguais (10 m). Assim, se de A até B a bola cai h, de B até C ela cai 3h, como ilustrado na figura. Então: 3h 3 h 1 m. Mas : H 3h h 3 1 H 4 m.

8 3ª Solução (Física): Como as distâncias horizontais percorridas entre A e B e entre B e C são iguais, os intervalos de tempo entre esses pontos também são iguais, pois a componente horizontal da velocidade se mantém constante (v x = v 0x ). Assim, se o tempo de A até B é t, de A até C é t. Equacionando a distância vertical percorrida na queda de A até B e de A até C, temos: g A B : h t g g A C : H t H 4 t H 4h. Mas, da Figura: H h 3 4h h 3 h 1 m. Como H 4h H 4 m. Resposta da questão 5: [D] P 4 6 E mgh 1, J. Resposta da questão 6: [C] Obs: 1ª)pela simbologia adotada, conclui-se tratar-se de um espelho plano. ª) Para ver os pontos, o motorista teria que olhar para o lado esquerdo ou para trás. Corretamente, a última linha do enunciado deveria ser: Nesse caso, os pontos cujas imagens podem ser vistas pelo motorista são: Assim entendendo, vamos à resolução: por simetria, encontra-se o ponto imagem dos olhos do observador; a partir desse ponto, passando pelas bordas do espelho, traçamos as linhas que definem o campo visual do espelho; Serão vistas as imagens dos pontos que estiverem nesse campo, ou seja: 1,, 5 e 9. A figura ilustra a solução:

9 Resposta da questão 7: [D] Lembrando que cos 10 = -0,5, aplicando a lei dos cossenos na figura abaixo, calculamos D: J T J T J T J T D R R R R cos10º D R R R R ( 0,5) J T J T D R R R R. Resposta da questão 8: [A] Dados: q 1 = q = q = 4, C; k e = N.m /C; m p = 0,1 g = 10 4 kg. Se há equilíbrio: ke q F = P d mg d = k q e m g q ke. Substituindo valores: m g d = d = = 0, d = 0,1 m. Resposta da questão 9: [C] Dados: L =,510 3 J/g; P = 300 W; t = 10 min = 600 s. A quantidade de calor liberada pelo fogão é: Q = Pt = ml m = M = 80 g. Pt L,5 10 Resposta da questão 10: [B] Da figura, vemos que a maior eficiência é para a velocidade de 6 km/h, sendo o consumo igual a 100 J/km. A distância percorrida em h é: S = vt = 6() = 1 km. A energia consumida é:

10 E = 1 km 100 J km Resposta da questão 11: [B] = 1.00 J E = 1, kj. Dados: h =.000 m; g = 10 m/s ; = 0,9 g/cm 3 = 910 kg/m 3. Do teorema de Stevin: P = gh = = P = 1,810 7 Pa. Resposta da questão 1: [D] Dados: g = 10 m/s -; e = 0,60; c = 0,80; m = 1;00 kg. A força que a pista exerce no veículo tem duas componentes: normal e de atrito. Supondo que a frenagem ocorra em pista horizontal, a componente normal (N) da força que a pista aplica no veículo tem intensidade igual à do seu peso (P). N = P = mg= N. A componente de atrito estático máxima: F at máx = e N = 0,8(1.000) F at Max = N. A componente de atrito cinético: F at cin = c N = 0,6(1.000) F at cin = 7.00 N. Resposta da questão 13: [D] Dados: m = 5 g; c = 0,8 J/g C; = [880 (-0)] = 900 C. Da equação fundamental da calorimetria: Q = mc = (5)(0,8)(900) Q = J. Resposta da questão 14: [C] Dados: A = 5,010 4 m ; d = mm = 10 3 ; Combinando as expressões dadas: A C ε0 (I) A Qd d (I) em II Q ε0 V V. d 0 A Q C V (II) ε Substituindo valores: 9 3 4, V Resposta da questão 15: [A] V =,010 3 V. C ; Q = 4,510 9 C. V m Dados: f 0 =, Hz; v = 7 km/h = 0 m/s; c = m/s. Analisando a expressão dada: f = f f 0 = ± V m c f 0. Como o carro se aproximava, de acordo com o enunciado, a frequência refletida é maior que a emitida (f > f 0 ). Assim a diferença f = f f 0 deve ser positiva, ou seja, devemos escolher o sinal (+). Então: V f = m 0 f 0 f =,4 10 c f = Hz.