Voltar Inicial Enem Mecânica Óptica

 

 

 

 

 

A Unicamp é uma autarquia, autônoma em política educacional, mas subordinada ao Governo Estadual no que se refere a subsídios para a sua operação. Assim, os recursos financeiros são obtidos principalmente do Governo do Estado de São Paulo e de instituições nacionais e internacionais de fomento.

A Cidade Universitária "Zeferino Vaz" se localiza no distrito de Barão Geraldo, região noroeste de Campinas. Fica a 12km do centro da cidade.

A Unicamp não se limita ao campus de Barão Geraldo, onde estão 19 de seus institutos e faculdades. O complexo se estende pelas cidades de Piracicaba, sede da Faculdade de Odontologia de Piracicaba (FOP), por Limeira, onde funcionam a Faculdade de Ciências Aplicadas (FCA), a Faculdade de Tecnologia (FT) e o Colégio Técnico de Limeira (Cotil) e por Paulínia, onde fica o Centro Pluridisciplinar de Pesquisas Químicas, Biológicas e Agrícolas (CPQBA). Em Campinas está ainda, na região central, o Colégio Técnico de Campinas (Cotuca).

Em 2011, o QS World University classificou a Unicamp como a 235ª melhor universidade do mundo e a 3ª melhor da América Latina. De acordo com a Classificação Acadêmica das Universidades Mundiais (ARWU - sigla em inglês) de 2011, a Unicamp está classificada entre as posições 201ª e 300ª entre as 500 universidades analisadas no mundo. Em novembro do mesmo ano, a Unicamp foi considerada a melhor universidade do país, segundo o Índice Geral de Cursos (IGC) do Ministério da Educação.

A principal forma de ingresso na UNICAMP é o  Vestibular Nacional da Unicamp avalia a aptidão e o potencial dos candidatos que pretendem ingressar em seus diversos cursos.

A seleção é feita pela Comissão Permanente para os Vestibulares (COMVEST) através de provas discursivas e valorização da redação.

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01-(UNICAMP-SP-013)

Um satélite órbita a 6400km da superfície da Terra. A figura abaixo representa uma seção plana que inclui o satélite, o centro da Terra e o arco de circunferência AB. Nos pontos desse arco o sinal do satélite pode ser captado. Responda às questões abaixo, considerando que o raio da Terra também mede 6400km. (considere π=3).

a) Qual o comprimento do arco AB indicado na figura?

b) Suponha que o ponto C da figura seja tal que cosθ= 3/4. Determine a distância d entre o ponto C e o satélite.

 

02-(UNICAMP-SP-013)

Escala, em cartografia, é a relação matemática entre as dimensões reais do objeto e a sua representação no mapa.

Assim, em um mapa de escala 1:50.000, uma cidade que tem 4,5 km de extensão entre seus extremos será

representada com

a) 9 cm.                     b) 90 cm.                        c) 225 mm.                          d) 11 mm.

 

03-(UNICAMP-SP-013)

Um carro elétrico é uma alternativa aos veículos com motor a combustão interna. Qual é a autonomia de um carro

elétrico que se desloca a 60km/h, se a corrente elétrica empregada nesta velocidade é igual a 50A e a carga máxima armazenada em suas baterias é q = 75Ah?

a) 40,0km.                       b) 62,5km.                     c) 90,0km.                                d) 160,0km

 

04-(UNICAMP-SP-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 2m/s. Sabe-se que, com vento favorável de 2m/s, o tempo necessário para a conclusão da prova é reduzido em 0,1s. Se um velocista realiza a prova em 10s sem vento, qual seria sua velocidade se o vento fosse favorável com velocidade de 2m/s?

a) 8,0m/s.                      b) 9,9m/s.                        c) 10,1m/s.                                  d) 12,0m/s.

 

05-(UNICAMP-SP-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 pressão parcial de vapor de água vale 3,0.103 Pa. Nesta situação, qual seria a porcentagem de moléculas de água no ar? Dados: a pressão atmosférica vale 1,0.105 Pa. Considere que o ar se comporta como um gás ideal.

a) 100%                            b) 97%.                                    c) 33%.                                      d) 3%.

 

06-(UNICAMP-SP-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 4cm.                                   b) é virtual, direta e fica a 6cm da lente.

c) é real, direta e mede 2cm.                                        d) é real, invertida e fica 3cm da lente.

 

07-(UNICAMP-SP-013)

Muitos carros possuem um sistema de segurança para os passageiros chamado airbag. Este sistema consiste em uma

bolsa de plástico que é rapidamente inflada quando o carro sofre desaceleração brusca, interpondo-se entre o

passageiro e o painel do veículo. Em uma colisão, a função do airbag é

a) aumentar o intervalo de  tempo de colisão entre o passageiro e o carro, reduzindo assim a força recebida pelo

passageiro.

b) aumentar a variação de momento linear do passageiro durante a colisão, reduzindo assim a força recebida pelo passageiro.

c) diminuir o intervalo de  tempo de colisão entre o passageiro e o carro, reduzindo assim a força recebida pelo

passageiro.

d) diminuir o impulso recebido pelo passageiro devido ao choque, reduzindo assim a força recebida pelo passageiro

 

08-(UNICAMP-SP-013)

Um aerogerador, que converte energia eólica em elétrica, tem uma hélice como a representada na figura abaixo.

A massa do sistema que gira é M = 50 toneladas, e a distância do eixo ao ponto P, chamada de raio de giração, é R = 10m. A energia cinética do gerador com a hélice em movimento é dada por E = MVP2/2, sendo VP o módulo

da velocidade do ponto P. Se o período de rotação da hélice é igual a 2s, qual é a energia cinética do gerador?

Considere π = 3.

a) 6,250.105J                    b) 2,250.107J                     c) 5,625.107J                           d) 9,000.107J

 

09-(UNICAMP-SP-013)

A figura abaixo mostra a precipitação pluviométrica em milímetros por dia (mm/dia) durante o último verão em

Campinas. Se a precipitação ultrapassar 30 mm/dia, há um determinado risco de alagamentos na região. De acordo com o gráfico, quantos dias Campinas teve este risco de alagamento?

(Fonte: http://www.agritempo.gov.br/agroclima/plotpesq. Acessado em 10/10/2012.)

a) 2 dias.                    b) 4 dias.                    c) 6 dias.                     d) 10 dias.

 

10-(UNICAMP-SP-013)

Ao decolar, um avião deixa o solo com um ângulo constante de 15°. A 3,8 km da cabeceira da pista existe um morro íngreme. A figura abaixo ilustra a decolagem, fora de escala.

Podemos concluir que o avião ultrapassa o morro a uma altura, a partir da sua base, de

a) 3,8 tan (15°) km.          b) 3,8 sen (15°) km.           c) 3,8 cos (15°) km.                      d) 3,8 sec (15°) km.

 

11-(UNICAMP-SP013)

Uma barra cilíndrica é aquecida a uma temperatura de 740°C. Em seguida, é exposta a uma corrente de ar a 40°C.

Sabe-se que a temperatura no centro do cilindro varia de acordo com a função T(t) = (To – Tar).10 – t/12 + Tar, sendo t o tempo em minutos, To a temperatura inicial e Tar a temperatura do ar.

Com essa função, concluímos que o tempo requerido para que a temperatura no centro atinja 140°C é dado pela seguinte expressão, com o log na base 10:

a) 12[log(7) – 1] minutos.        b) 12[1 – log(7)] minutos.         c) 12log(7) minutos.        d) [(1 – log(7)/12 minutos

 

12-(UNICAMP-SP-013)

Em um aparelho experimental, um feixe laser emitido no ponto P reflete internamente três vezes e chega ao ponto Q, percorrendo o trajeto PFGHQ. Na figura abaixo, considere que o comprimento do segmento PB é de 6 cm, o do lado AB é de 3 cm, o polígono ABPQ é um retângulo e os ângulos de incidência e reflexão são congruentes, como se indica em cada ponto da reflexão interna. Qual é a distância total percorrida pelo feixe luminoso no trajeto PFGHQ?

a) 12 cm.                  b) 15 cm.                        c) 16 cm.                        d) 1 8

 

13-(UNICAMP-SP-013)

Na reciclagem de embalagens de alumínio, usam-se apenas 5% da energia despendida na sua fabricação a partir do

minério de bauxita. No entanto, não se deve esquecer a enorme quantidade de energia envolvida nessa fabricação (3,6.106 joules por latinha), além do fato de que a bauxita contém (em média) 55% de óxido de alumínio (alumina) e 45% de resíduos sólidos.

a) Considerando que em 2010 o Brasil produziu 32.106 toneladas de alumínio metálico a partir da bauxita, calcule quantas toneladas de resíduos sólidos foram geradas nesse período por essa atividade.

b) Calcule o número de banhos que poderiam ser tomados com a energia necessária para produzir apenas uma latinha de alumínio, estimando em 10 minutos o tempo de duração do banho, em um chuveiro cuja potência é de 3.000 W. Dado: W = J s-1.

 

14-(UNICAMP-SP-013)

Em 2012 foi comemorado o centenário da descoberta dos raios cósmicos, que são partículas provenientes do espaço.

a) Os neutrinos são partículas que atingem a Terra, provenientes em sua maioria do Sol. Sabendo-se que a distância do Sol à Terra é igual a 1,5.1011 m , e considerando a velocidade dos neutrinos igual a 3,0.108 m/s , calcule o tempo de viagem de um neutrino solar até a Terra.

b) As partículas ionizam o ar e um instrumento usado para medir esta ionização é o eletroscópio. Ele consiste em duas hastes metálicas que se repelem quando carregadas. De forma simplificada, as hastes podem ser tratadas como dois pêndulos simples de mesma massa m e mesma carga q localizadas nas suas extremidades. O módulo da força elétrica entre as cargas é dado por F=k.q2/d2, sendo k=9.109 N.m2/C2

   

Para a situação ilustrada na figura acima, qual é a carga q , se m=0,004 g ?

 

15-(UNICAMP-SP-013)

Alguns tênis esportivos modernos possuem um sensor na sola que permite o monitoramento do desempenho do usuário

 durante as corridas. O monitoramento pode ser feito através de relógios ou telefones celulares que recebem as informações do sensor durante os exercícios. Considere um atleta de massa m=70 kg que usa um tênis com sensor durante uma série de três corridas.

a) O gráfico 1) abaixo mostra a distância percorrida pelo atleta e a duração em horas das três corridas realizadas em velocidades constantes distintas. Considere que, para essa série de corridas, o consumo de energia do corredor pode ser aproximado por E=CMET.m.t, onde m é a massa do corredor, t é a duração da corrida e CMET é uma constante que depende da velocidade do corredor e é expressa em unidade de (kJ/kg.h).

Usando o gráfico 2) abaixo, que expressa CMET em função da velocidade do corredor, calcule a quantidade de energia que o atleta gastou na terceira corrida.

b) O sensor detecta o contato da sola do tênis com o solo pela variação da pressão. Estime a área de contato entre o tênis e o solo e calcule a pressão aplicada no solo quando o atleta está em repouso e apoiado sobre um único pé.

 

16-(UNICAMP-SP-013)

 As nuvens são formadas por gotículas de água que são facilmente arrastadas pelo vento. Em determinadas situações,

várias gotículas se juntam para formar uma gota maior, que cai, produzindo a chuva. De forma simplificada, a queda da gota ocorre quando a força gravitacional que age sobre ela fica maior que a força do vento ascendente. A densidade da água é ρágua=1,0.103kg/m3.

a) O módulo da força, que é vertical e para cima, que certo vento aplica sobre uma gota esférica de raio r pode ser aproximado por Fvento=b.r, com b=1,6.10-3N/m. Calcule o raio mínimo da gota para que ela comece a cair.

b) O volume de chuva e a velocidade com que as gotas atingem o solo são fatores importantes na erosão.

O volume é usualmente expresso pelo índice pluviométrico, que corresponde à altura do nível da água da chuva acumulada em um recipiente aberto e disposto horizontalmente. Calcule o impulso transferido pelas gotas da chuva para cada metro quadrado de solo horizontal, se a velocidade média das gotas ao chegar ao solo é de 2,5 m/s e o índice pluviométrico é igual a 20 mm. Considere a colisão como perfeitamente inelástica.

 

17-(UNICAMP-SP-013)

Em agosto de 2012, a NASA anunciou o pouso da sonda Curiosity na superfície de Marte. A sonda, de massa m=1000

kg , entrou na atmosfera marciana a uma velocidade  vo=6000 m/s .

a) A sonda atingiu o repouso, na superfície de Marte, 7 minutos após a sua entrada na atmosfera. Calcule o módulo da força resultante média de desaceleração da sonda durante sua descida.

b) Considere que, após a entrada na atmosfera a uma altitude  ho=125 km, a força de atrito reduziu a velocidade da sonda para v= 4000 m/s quando a altitude atingiu h=100 km. A partir da variação da energia mecânica, calcule o trabalho realizado pela força de atrito neste trecho. Considere a aceleração da gravidade de Marte, neste trecho, constante e igual a gMarte=4 m/s2.

 

18-(UNICAMP-SP-013)

A boa ventilação em ambientes fechados é um fator importante para o conforto térmico em regiões de clima quente. Uma chaminé solar pode ser usada para aumentar a ventilação de um edifício. Ela faz uso da energia solar para aquecer

 o ar de sua parte superior, tornando-o menos denso e fazendo com que ele suba, aspirando assim o ar dos ambientes e substituindo-o por ar vindo do exterior.

a) A intensidade da radiação solar absorvida por uma placa usada para aquecer o ar é igual a 400 W/m2. A energia absorvida durante 1,0 min por uma placa de 2 m2 é usada para aquecer 6,0 kg de ar. O calor específico do ar é c=1000

J/kg.oC. Qual é a variação de temperatura do ar nesse período?

b) A densidade do ar a 290 K é ρ=1,2 kg/m3 . Adotando-se um número fixo de moles de ar mantido a pressão constante, calcule a sua densidade para a temperatura de 300 K. Considere o ar como um gás ideal.

 

19-(UNICAMP-SP-013)

O prêmio Nobel de Física de 2011 foi concedido a três astrônomos que verificaram a expansão acelerada do universo a

partir da observação de supernovas distantes. A velocidade da luz é c=3.108m/s.

a) Observações anteriores sobre a expansão do universo mostraram uma relação direta entre a velocidade v de afastamento de uma galáxia e a distância r em que ela se encontra da Terra, dada por v=H.r , em que H=2,3.10-18 s-1 é a constante de Hubble. Em muitos casos, a velocidade v da galáxia pode ser obtida pela expressão v=c.∆λ/λo, em que λo é o comprimento de onda da luz emitida e ∆λ é o deslocamento Doppler da luz. Considerando ambas as expressões acima, calcule a que distância da Terra se encontra uma galáxia, se ∆λ=0,092λo.

b) Uma supernova, ao explodir, libera para o espaço massa em forma de energia, de acordo com a expressão E=mc2 .

 

20-(UNICAMP-SP-013)

Uma forma alternativa de transmissão de energia elétrica a grandes distâncias (das unidades geradoras até os centros

urbanos) consiste na utilização de linhas de transmissão de extensão aproximadamente igual a meio comprimento de onda da corrente alternada transmitida. Este comprimento de onda é muito próximo do comprimento de uma onda eletromagnética que viaja no ar com a mesma frequência da corrente alternada.

a) Qual é o comprimento de onda de uma onda eletromagnética que viaja no ar com uma frequência igual a 60 Hz ? A velocidade da luz no ar é c=3.108m/s .

b) Se a tensão na linha é de 500 kV e a potência transmitida é de 400 MW, qual é a corrente na linha?

 

21-(UNICAMP-SP-013)

O efeito de imagem tridimensional no cinema e nos televisores 3D é obtido quando se expõe cada olho a uma mesma

imagem em duas posições ligeiramente diferentes. Um modo de se conseguir imagens distintas em cada olho é através do uso de óculos com filtros polarizadores.

a) Quando a luz é polarizada, as direções dos campos elétricos e magnéticos são bem definidas. A intensidade da luz polarizada que atravessa um filtro polarizador é dada por I=Io.cos2θ, onde Io é a intensidade da luz incidente e θ é o ângulo entre o campo elétrico e a direção de polarização do filtro. A intensidade luminosa, a uma distância d de uma fonte que emite luz polarizada, é dada por Io=Po/4πd2, em que Po é a potência da fonte. Sendo Po=24 W , calcule a intensidade luminosa que atravessa um polarizador que se encontra a d=2 m da fonte e para o qual θ=60o.

b) Uma maneira de polarizar a luz é por reflexão. Quando uma luz não polarizada incide na interface entre dois meios de índices de refração diferentes com o ângulo de incidência θB, conhecido como ângulo de Brewster, a luz refletida é polarizada, como mostra a figura.

Nessas condições, θB + θr = 90o, em que θr é o ângulo do raio refratado.

Sendo n1=1,0 o índice de refração do meio 1 e θB=60o, calcule o índice de refração do meio 2.

 

 

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