[Unicamp 2021] O rio Amazonas tem a maior vazão Z dentre todos os rios do planeta: . Encontre a velocidade da água em um trecho do rio Amazonas que tem uma largura
e uma profundidade
. Observe que o volume de água que atravessa a secção reta do rio num determinado ponto durante um intervalo de tempo
é dado por
sendo
a distância que a água percorre durante
.
b) Cada turbina da Usina Hidrelétrica de Tucuruí, no rio Tocantins, recebe um volume de água em um intervalo de tempo
. Considerando uma queda d’água do reservatório até a turbina de altura
, que potência é transferida à turbina proveniente da energia potencial gravitacional da água no reservatório?
Densidade da água: ρ.
[Fuvest 2021] Um caminhão carregando uma caixa trafega em linha reta a uma velocidade de 36 km/h. O coeficiente de atrito estático entre a superfície da caixa e a superfície da carroceria é de 0,4 e não há ganchos ou amarras prendendo a caixa ao caminhão. Sabendo disso e ao notar um sinal vermelho à frente, o motorista freia suavemente o caminhão para que a caixa não deslize.
a) Desenhe um diagrama de corpo livre indicando as forças que atuam sobre a caixa durante a frenagem.
b) Calcule a distância mínima que o caminhão percorre entre o instante de início da frenagem e a parada total do veículo para que a caixa permaneça sem deslizar.
c) Se o motorista frear totalmente o caminhão em 1,5 s, a caixa deslizará na carroceria? Justifique.
Note e adote:
Considere que a força exercida pelos freios do caminhão seja feita de modo que a aceleração do caminhão seja constante durante a frenagem.
Aceleração da gravidade:
[Unicamp 2021] Recentemente, um foguete da empresa americana SpaceX foi lançado na Flórida (EUA), levando dois astronautas à Estação Espacial Internacional (ISS). Este foi o primeiro lançamento tripulado dos EUA em nove anos.
a) A eficiência dos motores de foguetes é representada pelo impulso específico , que é medido em segundos. A intensidade da força obtida pelo motor do foguete é dada por
, em que
é a massa de combustível expelida por unidade de tempo e g é a aceleração da gravidade. Considere um foguete de massa total
durante o início do seu lançamento da superfície da Terra. Sabendo que o foguete atinge a iminência do seu movimento vertical quando
, calcule o
desse foguete. Despreze a variação da massa total do foguete durante o início do lançamento.
b) Usando um princípio físico similar ao do lançamento de um foguete, um menino deseja mover-se sobre um skate lançando uma bola que ele segura nas mãos. O conjunto menino+skate+bola encontra-se inicialmente em repouso sobre uma superfície plana e horizontal. O menino lança a bola de massa com uma velocidade de módulo
na direção horizontal e frontal do skate. Sabendo que a massa do conjunto menino+skate (excluindo a bola) é
, calcule o módulo da velocidade de recuo do conjunto menino+skate imediatamente após o lançamento da bola. Despreze qualquer força resultante externa agindo no conjunto menino+skate+bola.
[Unifesp 2021] Um reboque com uma lancha, de massa total 500 kg, é engatado a um jipe, de massa 2 000 kg, sobre um terreno plano e horizontal, como representado na figura 1.
Em seguida, o motorista aciona o motor do jipe, que passa a aplicar uma força constante sobre o conjunto jipe-reboque-lancha, acelerando-o sobre o terreno plano.
a) Sabendo que a força aplicada pelo motor do jipe ao conjunto jipe-reboque-lancha tem intensidade 5 000 N, e desprezando eventuais atritos em engrenagens e eixos, determine a intensidade da força de tração no ponto de engate do reboque ao jipe, considerando o momento em que o jipe inicia seu movimento.
b) Preparando-se para levar a lancha à água, o motorista estaciona o conjunto jipe-reboque-lancha em posição de marcha à ré sobre uma rampa plana e inclinada de um ângulo θ em relação à horizontal, conforme figura 2.
Desenhe, na figura presente no campo de Resolução e Resposta, os vetores que representam as forças que atuam sobre o conjunto jipe-reboque-lancha estacionado na rampa, nomeando cada uma dessas forças e considerando o conjunto como um corpo único. Em seguida, determine a intensidade da força de atrito que mantém o conjunto em repouso. Utilize , sen θ = 0,6 ou cos θ = 0,8.
[Fuvest 2021] Um modelo simplificado de uma panela de pressão consiste em um recipiente cilíndrico provido de uma tampa com borda emborrachada que previne a saída de vapor. No centro da tampa, sobre um orifício de área A, repousa uma válvula de massa m que pode se deslocar verticalmente, sem atrito, e que impede que a pressão 𝑃 interna à panela ultrapasse um valor limite. A pressão atmosférica e a aceleração da gravidade no local de operação da panela são, respectivamente, e
.
a) Liste todas as forças que atuam verticalmente sobre a válvula num instante em que ela está em perfeito contato com a tampa da panela.
b) Deseja-se que a panela atinja uma pressão interna de operação não inferior a . Por outro lado, os materiais de que é feita a panela são capazes de suportar uma pressão interna máxima igual a
, além da qual a panela explode. Qual deve ser a faixa de valores da massa 𝑚 da válvula para que a panela funcione segundo as especificações?
c) Suponha que a panela, vedada, esteja sobre a chama do fogão e que seu interior esteja completamente ocupado por uma mistura de ar com vapor de água, totalizando mols de gás que pode ser considerado ideal. Nesse momento, a pressão interna é
, e a energia cinética média das moléculas no gás é
. Ao longo de mais algum tempo, com a panela ainda perfeitamente vedada, a chama do fogão transfere energia para o gás e eleva a energia cinética média das moléculas para um valor
, que é 10% maior do que
. Determine a razão entre o valor
da pressão interna nesse instante final e seu valor inicial
.
Note e adote:
Considere que a área de contato entre a válvula e os seus pontos de apoio na panela é desprezível frente à área A.
« Primeiro ‹ Anterior 1 2 3 4 8 Próximo › Último »