UFRGS - 2018 - Questão 13

A velocidade máxima do vento no furacão Irma em setembro/2017 chegou a 346 km/h, o que o classifica como um furacão de categoria 5. Segundo um modelo teórico desenvolvido no MIT (Massachuttes Institute of Thecnology), um furacão pode ser tratado como uma máquina de calor de Carnot. A tempestade extrai calor do oceano tropical quente (água como fonte de calor) e converte parte do calor em energia cinética (vento). Nesse modelo, a velocidade máxima V_máx pode ser obtida da equação

Nessa equação, T_oce e T_atm são, respectivamente, a temperatura da superfície do oceano e a temperatura no nível do topo da nuvem a cerca de 12 a 18 km, ambas em K, e E corresponde à taxa de transferência de calor do oceano para a atmosfera. Considere, no modelo, os seguintes processos.

I - Diminuição da temperatura na superfície do oceano.

II - Aumento na diferença de temperatura entre a superfície do oceano e o topo da nuvem na atmosfera.

III- Diminuição na taxa de transferência de calor.

Quais processos contribuem para o aumento da velocidade máxima do vento em um furacão?

(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas III.
(D) Apenas I e II.
(E) I, II e III.

Resolução:

I - Na queda de temperatura do oceano, a variação de temperatura cai também, assim o valor dentro da raiz diminui e por consequência a velocidade. Não contribui.

II - Aumentando a diferença de temperatura o número dentro da raiz aumenta, assim o resultado da velocidade máxima é aumentada também. Contribui.

III - A diminuição na taxa de transferência de energia também faz diminuir a velocidade máxima do vento. Não contribui.

Resposta:
Apenas II. Item (B)
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UFRGS - 2018 - Questão 08

O uso de arco e flecha remonta a tempos anteriores à história escrita. Em um arco, a força da corda sobre a flecha é proporcional ao deslocamento x, ilustrado na figura abaixo, a qual representa o arco nas suas formas relaxada I e distendida II.

Uma força horizontal de 200 N, aplicada na corda com uma flecha de massa m = 40 g, provoca um deslocamento x = 0,5 m. Supondo que toda a energia armazenada no arco seja transferida para a flecha, qual a velocidade que a flecha atingiria, em m/s, ao abandonar a corda?
(A) 5 x 10³.
(B) 100.
(C) 50.
(D) 5.
(E) 10^1/2.

Resolução:

A pergunta é a velocidade.
Para tanto devemos considerar a conservação da energia, temos energia elástica do arco que, dentro do nosso modelo, é convertida totalmente em energia cinética.

a massa e a deformação são dadas, falta a constante elástica.
 Considerando somente a deformação causada na horizontal pela força horizontal aplicada ao arco, podemos calcular a constante elástica pela lei de hooke

Substituindo os valores

Lembrando que a massa deve estar em quilograma e substituindo na equação da energia os valores vemos que segue

Resposta: 
Item C.

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UFRGS - 2018 - Questão 06

06. A figura abaixo representa duas esferas, 1 e 2, de massas iguais a m, presas nas extremidades de uma barra rígida de comprimento L e de massa desprezível. O sistema formado é posto a girar com velocidade angular constante em torno de um eixo, perpendicular à página, que passa pelo ponto P.

Em relação ao eixo de rotação em P, o centro de massa do sistema descreve uma trajetória circunferencial de raio 

(A) L/2. 

(B) L/3. 

(C) L/4. 

(D) L/6. 

(E) L/9.

Resolução:

Como as massas são iguais em cada esfera, a distribuição se dá de forma que o centro de massa encontra-se no centro da barra. Logo, a distância entre a esfera e o centro de massa é L/2.

Pela figura é possível notar que o raio de giro é dado por

R=L/2-L/3

R=L/6

Resposta:

Item (D).

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