Escrito por Ualype Uchôa
Iniciante
Durante uma escavação, cientistas descobriram um túnel vertical um tanto curioso: ele possui uma forma cilíndrica , cujas dimensões foram estimadas como sendo
de raio e
de profundidade (a partir da superfície), e que está, por algum motivo desconhecido, completamente congelado. Com o intuito de vasculhar o interior do túnel, eles utilizam um equipamento elétrico que fornece uma potência de
de forma a descongelá-lo. Responda os seguintes itens:
a) Quanto tempo demorará para que o túnel descongele, se inicialmente este encontrava-se à uma temperatura medida de
. Considerando a densidade do gelo aproximadamente igual à da água líquida, de
, tome
e use o calor latente de fusão da água
e o calor específico do gelo
, e
.
b) Devido à precariedade do equipamento que os cientistas possuem, a tarefa do item anterior torna-se altamente lenta e inviável. Logo, eles decidem então retirar o "bloco" de gelo com o auxílio de um guindaste poderoso, que puxa o sólido verticalmente de forma lenta. Sendo a gravidade
, determine o trabalho que deverá ser realizado durante essa tarefa para erguer o gelo até à superfície.
Intermediário
Um automóvel parte do repouso no ponto e, aumentando sua velocidade uniformemente, move-se pelo trecho
, em um trajeto com a forma de um arco de circunferência, com ângulo
. O raio da circunferência (com centro em
é
. Qual o valor da velocidade máxima
que o automóvel pode ter ao deixar este trajeto, no ponto
? O coeficiente de atrito entre o solo e as rodas do automóvel é
.
Avançado
Dois objetos idênticos, de massa , repousam sobre uma mesa plana lisa. Eles estão conectados por meio de uma mola leve e inicialmente não-deformada, de comprimento natural
e constante elástica
. Em um certo instante, um dos objetos adquire uma velocidade
(em relação à Terra) em uma direção perpendicular à mola. Determine a máxima distensão da mola durante o movimento subsequente do sistema, sabendo que esta é muito menor que
.