UNICAMP 2022-1: Física

USE O TEXTO A SEGUIR PARA RESPONDER ÀS QUESTÕES 57 E 58.

Em 2018, a NASA lançou a sonda Solar Parker com o objetivo de estudar o Sol. Para isso, ao longo de suas órbitas, a sonda se aproximará gradativamente da estrela, coletando dados a cada passagem. Em abril de 2021, a Solar Parker fez sua oitava aproximação, atingindo dois novos recordes de artefatos realizados pelo homem: maior velocidade e máxima aproximação do Sol.

57. (Unicamp 2022) Uma sonda viaja a uma velocidade de módulo constante igual a v = 5× 10⁵ km/h (aproximadamente a velocidade atingida pela sonda em abril de 2021), tangenciando a superfície da Terra ao longo da Linha do Equador. Em uma hora, aproximadamente quantas voltas a sonda dá em torno da Terra?

Dado: Raio da Terra R_Terra = 6,0 10³ km.

1. 83.
2. 30.
3. 14.
4. 0,5.

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Em 2018, a NASA lançou a sonda Solar Parker com o objetivo de estudar o Sol. Para isso, ao longo de suas órbitas, a sonda se aproximará gradativamente da estrela, coletando dados a cada passagem. Em abril de 2021, a Solar Parker fez sua oitava aproximação, atingindo dois novos recordes de artefatos realizados pelo homem: maior velocidade e máxima aproximação do Sol.

58. (Unicamp 2022) A força gravitacional exercida pelo Sol sobre a sonda Solar Parker tem módulo dado por F_sol GMm/r², sendo G ≅ 6,7 x 10^-11 N.M²/kg² a constante gravitacional universal, M = 2,0 x 10³⁰ kg a massa do Sol, m a massa da sonda, e r a distância entre a sonda e o centro do Sol. Sendo r = 1,0 × 10⁷ km (aproximadamente a distância atingida pela sonda em abril de 2021), qual é o módulo da aceleração gravitacional do Sol na referida posição?

1. 6,7 × 10^-29 m/s².
2. 1,34 m/s².
3. 9,8 m/s².
4. 2,0 x 10¹⁰ m/s².

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QUESTÕES 59 E 60.

Em abril de 2021 faleceu o astronauta norte-americano Michael Collins, integrante da missão Apolo 11, que levou o primeiro homem à Lua. Enquanto os dois outros astronautas da missão, Neil Armstrong e Buzz Aldrin, desceram até a superfície lunar, Collins permaneceu em órbita lunar pilotando o Módulo de Comando Columbia.

59. (Unicamp 2022) A órbita do Columbia era aproximadamente circular, e o módulo da aceleração gravitacional na órbita era g_orb = 1,4m/s². A força resultante centrípeta é desempenhada pela força gravitacional exercida pela Lua, ou seja, F^⟶_cp = m_Columbia g^⟶_orb. Sendo o módulo da velocidade do Columbia v = 1600m/s, qual foi aproximadamente o período T da órbita?

1. T = 20 min.
2. T = 2,0 h.
3. T = 3,0 h.
4. T = 4,0 h.

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QUESTÕES 59 E 60.

Em abril de 2021 faleceu o astronauta norte-americano Michael Collins, integrante da missão Apolo 11, que levou o primeiro homem à Lua. Enquanto os dois outros astronautas da missão, Neil Armstrong e Buzz Aldrin, desceram até a superfície lunar, Collins permaneceu em órbita lunar pilotando o Módulo de Comando Columbia.

60. (Unicamp 2022) A viagem desde o Columbia até a superfície da Lua foi realizada no Módulo Lunar Eagle, formado por dois estágios: um usado na descida e outro, na subida. A massa seca do estágio de subida, ou seja, sem contar a massa do combustível (quase totalmente consumido na viagem de volta), era m ≅ 2500 kg. Considere que o módulo da aceleração gravitacional seja aproximadamente constante e dado por g ≅ g_gorb1,4 m/s² desde a superfície lunar até a órbita do Columbia, que se situava a uma altitude h = 110 km. Qual é a variação da energia potencial gravitacional do estágio de subida (massa seca que reencontra o Columbia) na viagem de volta?

1. 3,85 x 10 ⁵J
2. 2,75 x 10 ⁸ J
3. 3,85 x 10 ⁸ J
4. 2,75 x 10 ⁹J.

61. (Unicamp 2022) A figura a seguir mostra a temperatura da tigela de uma panela de arroz elétrica em função do tempo de cozimento. Ligando-se a panela, uma resistência elétrica aumenta a temperatura da tigela contendo arroz e água até que a água entre em ebulição. Depois que toda a água é consumida ─ por evaporação e por absorção pelo arroz ─, a temperatura da tigela volta a subir, o que é detectado por um sensor, e a panela é então desligada. A potência elétrica dissipada pela resistência elétrica, na forma de calor, é P = 400 W, constante durante todo o cozimento.

Quanto vale a energia elétrica dissipada desde o início do processo até que toda a água seja consumida?

1. 13,3 kJ.
2. 240 kJ.
3. 720 kJ.
4. 2000 kJ.

62. (Unicamp 2022) A autoclave, um equipamento de esterilização de objetos por meio de vapor de água em alta temperatura e pressão, foi inventada por Charles Chamberland, a pedido de Louis Pasteur. A figura a seguir mostra a curva da pressão máxima de vapor da água em função da temperatura. Para temperaturas e pressões do lado esquerdo da curva, a água encontra-se na fase líquida; do lado direito, a água está na fase de vapor. Nos pontos sobre a curva, as fases líquida e de vapor coexistem. A pressão de funcionamento de uma determinada autoclave é p = 3,0 atm. Se toda a água está na fase de vapor, o que se pode dizer sobre a sua temperatura θ ?

Dado: 1,0atm 100 kPa

1. θ pode ter qualquer valor maior que 100°C.
2. θ pode ter qualquer valor maior que 100°C e menor que 0 133°C.
3. θ pode ter qualquer valor menor que 100°C ou maior que 0 133°C.
4. θ pode ter qualquer valor maior que 133°C.

63. (Unicamp 2022) As máscaras de proteção N95 e PFF2 se tornaram ferramentas importantes no combate à disseminação do novo coronavírus durante a pandemia da Covid-19. Essas máscaras possuem fibras compostas de um material com campo elétrico permanente e são capazes de realizar uma filtragem eletrostática das partículas ou gotículas dispersas no ar. Considere um campo elétrico uniforme de módulo E₀ 4,0 x 10^-2 V/m em uma região do espaço. A diferença de potencial elétrico entre duas linhas tracejadas paralelas entre si e perpendiculares à direção desse campo elétrico, separadas por uma distância d, conforme mostra a figura a seguir, é igual a

1. 1,6 x ^-10 V
2. 2,0 x 10^-7 V
3. 0,8 x 10^-6 V
4. 1,2 x 10^-4 V

64. (Unicamp 2022) Uma imagem capturada recentemente pela sonda Perseverance na superfície de Marte mostrou o que parece ser um arco-íris no céu daquele planeta. Na Terra, um arco-íris surge como resultado da decomposição da luz branca do Sol por refração nas gotículas quase esféricas de água, suspensas na atmosfera. Em Marte, contudo, não há chuva. Portanto, a origem do arco-íris ainda é controversa. Em relação ao fenômeno de formação do arco-íris na Terra, quando a luz solar incide em uma gotícula de água, é correto afirmar que

1. o índice de refração da água para as diferentes cores da luz branca é menor do que o do ar; assim, no interior das gotículas, os raios de luz das diferentes cores se aproximam mais da reta normal à interface entre os meios de refração, quanto maior for o índice de refração corresponde àquela cor, na água.
2. o índice de refração da água para as diferentes cores da luz branca é menor do que o do ar; assim, os raios de luz das diferentes cores, no interior das gotículas, se afastam mais da reta normal à interface entre os meios de refração, quanto maior for o índice de refração corresponde àquela cor, na água.
3. o índice de refração da água para as diferentes cores da luz branca é maior do que o do ar; assim, os raios de luz das diferentes cores, no interior das gotículas, se aproximam mais da reta normal à interface entre os meios de refração, quanto maior for o índice de refração corresponde àquela cor, na água.
4. o índice de refração da água para as diferentes cores da luz branca é maior do que o do ar; assim, os raios de luz das diferentes cores, no interior das gotículas, se afastam mais da reta normal à interface entre os meios de refração, quanto maior for o índice de refração corresponde àquela cor, na água