PS2014_prova_fisica

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
COMISSÃO COORDENADORA DO VESTIBULAR

PROCESSO SELETIVO UFES 2014
FÍSICA
Quando necessário para cálculos numéricos, utilize as seguintes aproximações para constantes físicas:
Carga elementar

e  1,60 1019 C

Velocidade da luz (vácuo)

c  3,00 108 m/s

Constante universal (gases)

R  8,30 J  mol1  K 1

Constante de Planck (SI)

h  6,60 1034 J  s

Aceleração da gravidade

g  10,0 m  s 2 (módulo)

Em problemas com resultados literais, sem contas numéricas, utilize, quando necessário, apenas os símbolos das grandezas. Por exemplo, para a aceleração da gravidade (módulo), use g; para a carga elementar, use e, etc.
1ª QUESTÃO
O sistema de recuperação de energia cinética, conhecido pela sigla KERS, é um sistema utilizado em carros de Fórmula 1
(F1) para aproveitamento parcial da energia que seria perdida na frenagem do veículo. Uma possibilidade de uso do
KERS consiste em converter a energia cinética do veículo que seria perdida durante a frenagem em energia elétrica armazenada em um banco de capacitores em paralelo. Suponha que um F1 de massa M  735 kg seja freado, tendo sua velocidade em módulo reduzida de V0  252 km/h para V  108 km/h em um percurso de comprimento D  100 m , com desaceleração constante. Admita, ainda, que 40,0 % da energia cinética que seria perdida sejam convertidos em energia elétrica armazenada no banco de capacitores, atingindo a diferença de potencial U  100 V .
A) Calcule o módulo a da aceleração do veículo na frenagem e expresse o resultado em função do módulo da aceleração da gravidade g . Sua resposta deve informar quantas vezes a é maior ou menor do que g .
B) Se toda a energia elétrica armazenada for utilizada, em um intervalo t  10,0 s , para acelerar o veículo, determine o aumento médio de potência do F1 em cavalo vapor ( 1 cv  735 W ).
C) Determine a capacitância total do banco de capacitores.

2ª QUESTÃO
A) A figura mostra a curva de aquecimento (variação da temperatura T em