Unicamp 2025: Física

08. (UNICAMP 2025) Mudanças climáticas têm influenciado correntes de ar na alta atmosfera. Em particular, na região do Atlântico Norte, onde ventos fortes geralmente sopram de oeste para leste, os tempos de voos têm sofrido alterações. Em uma viagem de Baltimore (EUA) a Londres (Reino Unido), o tempo total de voo é igual a oito horas quando não há vento em toda a trajetória. Considere agora uma viagem subdividida em três trechos (A, B e C), conforme a figura a seguir. No trecho B, na direção de oeste para leste, há vento com velocidade constante de módulo

Sendo, nos três trechos, o módulo da velocidade média do avião vavião v, ento = 750 km/h, podemos afirmar que

1. o módulo da velocidade média do avião em relação ao solo no trecho B é $|\stackrel{\to \; <!--\; rightwards\; arrow\; -->}{v}$_{avião, solo} | = 500 km/h, e o tempo de viagem no mesmo trecho é ∆t = 4,0 h.
2. o módulo da velocidade média do avião em relação ao solo no trecho B é $|\stackrel{\to \; <!--\; rightwards\; arrow\; -->}{v}$_{avião, solo} | = 500 km/h, e o tempo de viagem no mesmo trecho é ∆t = 2,0 h.
3. o módulo da velocidade média do avião em relação ao solo no trecho B é $|\stackrel{\to \; <!--\; rightwards\; arrow\; -->}{v}$_{avião, solo} | = 1000 km/h, e o tempo de viagem no mesmo trecho é ∆t = 4,0 h.
4. o módulo da velocidade média do avião em relação ao solo no trecho B é $|\stackrel{\to \; <!--\; rightwards\; arrow\; -->}{v}$_{avião, solo} | = 1000 km/h, e o tempo de viagem no mesmo trecho é ∆t = 2,0 h.

Texto comum às questões 9 e 10.

Os últimos anos testemunharam a retomada do interesse de alguns países pela exploração da Lua. Diversas missões com destino a esse satélite foram lançadas: Chandrayaan-3 (Índia, 2023), Luna 25 (Rússia, 2023), Peregrine Mission One (EUA, 2024), Slim (Japão, 2024) e Chang´e 6 (China, 2024).

09. (UNICAMP 2025) Uma sonda descreve, em torno da Lua, uma órbita circular de raio r = 1,848 × 10⁶ m e dá uma volta completa num período T = 2,0 h. Nesse movimento circular uniforme, qual a velocidade escalar da sonda em relação ao centro da Lua? Se necessário, use π ≈ 3,0.

1. 256,6 m/s.
2. 1540 m/s.
3. 3696 km/s.
4. 5544 km/s.

10. (UNICAMP 2025) Ao longo da linha que une o centro da Terra ao da Lua (ver figura A), há um ponto P para o qual as forças gravitacionais da Terra, F_Terra, e da Lua, F_Lua, exercidas sobre uma sonda, têm módulos iguais e sentidos opostos. Isso significa que, no ponto P, essas duas forças se cancelam.

O gráfico da figura B representa a componente da aceleração resultante a das forças e ao longo da referida linha, sendo r a distância ao centro da Terra e d 380 000 km a distância Terra-Lua. Valores positivos de a indicam que o vetor aceleração aponta para a Lua, enquanto que valores negativos de a implicam que esse vetor aponta para a Terra

O ponto P fica aproximadamente a que distância do centro da Lua?

1. 38 000 km.
2. 114 000 km.
3. 266 000 km.
4. 342 000 km.

11. (UNICAMP 2025) O projeto internacional DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment) é um gigantesco experimento idealizado para o estudo de neutrinos. Para a detecção da luz emitida quando os neutrinos atravessam enormes tanques de argônio líquido, foi projetado na Unicamp um dispositivo chamado Arapuca, cuja função é aumentar a área de coleta da luz, confinando-a no interior de uma caixa que contém os sensores. Antes de entrar na Arapuca, a luz emitida, de comprimento de onda λ1 = 128 nm, incide num material que tem por finalidade modificar o comprimento de onda da radiação, de modo que, ao emergir desse material, o novo comprimento de onda da luz passe a ser λ2 = 350 nm. Considere que, nessa etapa do experimento, ambos os feixes luminosos de comprimentos de onda λ1 e λ2 propagam-se no mesmo meio. Sendo f1 a frequência e v1 a velocidade da luz no comprimento de onda λ1, e f2 a frequência e v2 a velocidade da luz no comprimento de onda λ2, pode-se afirmar que

1. a frequência f2 é maior que a frequência f1 ; a velocidade v2 é igual à velocidade v1 .
2. a frequência f2 é menor que a frequência f1 ; a velocidade v2 é igual à velocidade v1 .
3. a frequência f2 é igual à frequência f1 ; a velocidade v2 é maior que a velocidade v1 .
4. a frequência f2 é igual à frequência f1 ; a velocidade v2 é menor que a velocidade v1 . .

12. (UNICAMP 2025) Pesquisas recentes demonstraram que alguns compostos, como o ZnW2O8, apresentam coeficiente de dilatação térmica linear (α) negativo, diferentemente da maioria dos materiais, que se expandem com o aquecimento. O gráfico a seguir ilustra a variação, em função da temperatura, do comprimento L de uma barra dessa classe de materiais

Considerando que o coeficiente de dilatação α seja aproximadamente constante no intervalo de temperatura entre 0o C e 50oC , pode-se dizer que o valor de α nesse intervalo é igual a

1. – 1,0×10^–7 ºC–1.
2. – 5,0×10^–6 ºC–1.
3. – 2,5×10^–4 ºC–1.
4. – 4,0×10^–2 ºC–1.

13. (UNICAMP 2025) Operando em condições ótimas, um painel solar gera energia elétrica numa potência P = 462 W, com uma diferença de potencial U_painel = 42 V nos seus terminais. Para que a energia gerada seja armazenada numa bateria de diferença de potencial U_bat = 12 V, usa-se um dispositivo que ajusta a diferença de potencial, dispositivo este chamado de controlador de carga (ver figura). Se, numa situação ideal, toda a energia gerada pelo painel é armazenada na bateria, quais os valores das correntes elétricas i_painel e i_bat nos terminais do painel e da bateria, respectivamente?

1. ipainel =11 A e ibat = 38,5 A.
2. ipainel =11 A e ibat = 3,1 A.
3. ipainel =134,75 A e ibat = 38,5 A.
4. ipainel =134,75 A e ibat = 3,1 A.

14. (UNICAMP 2025) A área de um painel solar que gera uma potência elétrica P = 462 W é A = 2,5 m². A intensidade da radiação solar que incide no painel, ou seja, a potência da radiação solar por unidade de área do painel, é Isolar = 924 W/m². Qual é a eficiência do painel solar, ou seja, qual é a razão entre a energia elétrica gerada e a energia solar que incide no painel num dado intervalo de tempo?

1. 5 %.
2. 20 %.
3. 50 %.
4. 80 %.