UNICAMP 2024: Física

Use os valores aproximados: g = 10 m/s² e π = 3.

Texto comum às questões 34, 35, 36 e 37.

Uma das etapas mais difíceis de um voo espacial tripulado é a reentrada na atmosfera terrestre. Ao reencontrar as camadas mais altas da atmosfera, a nave sofre forte desaceleração e sua temperatura externa atinge milhares de graus Celsius. Caso a reentrada não ocorra dentro das condições apropriadas, há risco de graves danos à nave, inclusive de explosão, e até mesmo risco de ela ser lançada de volta ao espaço

34. (UNICAMP 2024) Logo ao reentrar na atmosfera terrestre, uma cápsula espacial passa a descrever, durante certo tempo, um movimento retilíneo uniformemente variado em que ela é freada com aceleração a= -5,0 m/s² Se no início dessa etapa (t = 0) do movimento a velocidade da cápsula é v0 = 7000 m/s, qual é a distância percorrida até o tempo t = 200 s?

1. 1300 km.
2. 1400 km.
3. 1500 km.
4. 4900 km

35. (UNICAMP 2024) Após viajar pela atmosfera por determinado tempo, o módulo da velocidade da cápsula, que inicialmente era v0 = 7000 m/s, fica reduzido a v = 5000 m/s. Sendo a massa da cápsula m = 3000 kg, qual foi o trabalho da força resultante sobre a cápsula durante esse tempo?

1. –11,1 × 10¹⁰ J.
2. –3,60 × 10¹⁰ J.
3. –6,00 × 10⁶ J.
4. –3,00 × 10⁶ J.

36. (UNICAMP 2024) O ar atmosférico comporta-se como um gás perfeito. Sendo a pressão e a temperatura do ar, numa determinada posição da alta atmosfera, dadas por p = 2,0 Pa e T = 180 K (sem a presença da cápsula na vizinhança), e sendo a constante universal dos gases perfeitos R = 8 J/mol.K, qual é o volume ocupado por um mol de ar naquela posição?

1. 1,38 × 10^–3 m³.
2. 9,00 × 10¹ m³.
3. 7,20 × 10² m³.
4. 2,88 × 10³ m³.

37. (UNICAMP 2024) A temperatura extremamente elevada no exterior da cápsula ioniza o ar atmosférico à sua volta. Esses íons blindam a cápsula como uma gaiola de Faraday, impedindo, por alguns minutos, a comunicação por ondas eletromagnéticas de rádio (conversas entre a tripulação e a base na Terra, comandos à distância para ajustes de navegação, etc.). O gráfico da figura a seguir mostra que, quanto maior a temperatura do ar externo, T_ar, maior é a frequência limite da onda eletromagnética, f₀, abaixo da qual não se pode estabelecer comunicação com a cápsula. Se a temperatura do ar for T_ar = 4800 K, qual é o comprimento de onda λ₀ correspondente à frequência limite f₀?

Dado: Velocidade da luz no vácuo: c = 3,0 ×10⁸ m/s.

1. 0,06 m.
2. 16,7 m.
3. 0,05 m.
4. 20 m.

38. (UNICAMP 2024) Um corpo em queda nas proximidades da superfície terrestre sofre a ação da força gravitacional e da força de resistência do ar, ƒ^→ar; essa última atua em sentido oposto à força gravitacional. Nos primeiros instantes, ƒ^→ ≃ O^→ se o corpo parte do repouso.

À medida que a velocidade aumenta, ƒ^→ar também aumenta. Com isso, a aceleração do corpo diminui gradativamente, tornando-se praticamente nula a partir de certo momento. Desse ponto em diante, o corpo passa a cair com velocidade constante, chamada de velocidade terminal. Um objeto de massa m = 200 g é solto a partir de certa altura e atinge a velocidade terminal após determinado tempo. Qual é o módulo da força de resistência do ar depois que o objeto atinge a velocidade terminal?

1. 0,20 N.
2. 2,0 N.
3. 200 N.
4. 2000 N.

Texto comum às questões 39 e 40

A neurotransmissão no organismo humano pode ter origem química ou elétrica. O entendimento das sinapses elétricas ocorreu só mais recentemente, graças a estudos avançados das propriedades elétricas dos neurônios. As propriedades mecânicas dos neurônios – como a elasticidade – são, por seu turno, importantes para a compreensão do desenvolvimento deles.

39. (UNICAMP 2024) Em um estudo do comportamento elétrico de neurônios, aplica-se uma diferença de potencial elétrico (ddp, da ordem de 10^–3 V) e mede-se a corrente elétrica (da ordem de 10^–12 A) que passa pelo sistema. A partir dos resultados desse experimento, representados no gráfico da figura a seguir, conclui-se que a resistência elétrica do sistema é igual a

1. 14 Ω.
2. 70 mΩ.
3. 70 MΩ.
4. 14 GΩ.

40. (UNICAMP 2024) Em um experimento destinado a investigar propriedades elásticas, uma diminuta ponta aplica uma força ƒ^→ na superfície do neurônio, produzindo uma deformação ∆L de forma análoga a uma mola (ver figura).

Foram estudados dois neurônios distintos, designados pelos índices 1 e 2, que foram submetidos à ação de forças idênticas (ƒ^→1 = ƒ^→2). As deformações observadas foram ∆L1 = 20 nm e ∆L2 = 30 nm. Se k1 = 9,0 × 10^–6 N/m é a constante elástica para o neurônio 1, pode-se deduzir que o valor de k2 é

1. 4,0 × 10^–6 N/m.
2. 6,0 × 10^–6 N/m.
3. 13,5 × 10^–6 N/m.
4. 20,25 × 10^–6 N/m.

41. (UNICAMP 2024) A região à margem do rio Guaporé em Rondônia é considerada uma das mais importantes do planeta para a espécie Podocnemis expansa, popularmente conhecida como tartaruga-da-amazônia.

Assinale a alternativa que apresenta corretamente uma característica importante para a vida de quelônios fluviais no ambiente terrestre.

1. A pele é seca e completamente impermeável, recoberta por uma espessa camada, em forma de espículas, composta da proteína quitina.
2. Os alvéolos com grande superfície de troca gasosa permitem a respiração pulmonar e cutânea mesmo nas espécies aquáticas.
3. A principal excreta nitrogenada liberada é a ureia, que se caracteriza por ser pouco tóxica e que requer mínima quantidade de água para ser eliminada. A pele é seca e completamente impermeável, recoberta por uma espessa camada, em forma de espículas, composta da proteína quitina.
4. A fecundação é interna e há formação de ovo amniótico; esse ovo possui uma bolsa contendo líquido que envolve o embrião.