Física - Semana 99

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 30 m de raio e 5000 m 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 10 W 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 0^{\cdot} C. Considerando a densidade do gelo aproximadamente igual à da água líquida, de 1000 kg/m^{3}, tome \pi =3 e use o calor latente de fusão da água L=80 cal/g e o calor específico do gelo c=0,50 cal/g^{\cdot} C, e 1 cal=4,2 J.

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 g = 10 m/s^{2}, 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 A e, aumentando sua velocidade uniformemente, move-se pelo trecho AB, em um trajeto com a forma de um arco de circunferência, com ângulo \alpha. O raio da circunferência (com centro em O é R. Qual o valor da velocidade máxima v que o automóvel pode ter ao deixar este trajeto, no ponto B? O coeficiente de atrito entre o solo e as rodas do automóvel é \mu.

Avançado

Dois objetos idênticos, de massa m, repousam sobre uma mesa plana lisa. Eles estão conectados por meio de uma mola leve e inicialmente não-deformada, de comprimento natural l_{0} e constante elástica k. Em um certo instante, um dos objetos adquire uma velocidade v_{0} (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 l_{0}.