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Questão 1

UNICAMP 2010
Física

(UNICAMP - 2010 - 1 FASE)

Quando uma pessoa idosa passa a conviver com seus filhos e netos, o convívio de diferentes gerações no mesmo ambiente altera a rotina diária da família de diversas maneiras.

a) O acesso do idoso a todos os locais da casa deve ser facilitado para diminuir o risco de uma queda ou fratura durante sua locomoção. Pesquisas recentes sugerem que uma estrutura óssea periférica de um indivíduo jovem suporta uma pressão máxima P_1 = 1,2 X 10^9 N/m^2, enquanto a de um indivíduo idoso suporta uma pressão máxima P_2 = 2,0 X 10^8 N/m^2. Considere que em um indivíduo jovem essa estrutura óssea suporta uma força máxima F_1 = 24N aplicada sob uma área A_1 e que essa área sob a ação da força diminui com a idade, de forma que A_2 = 0,8A_1  para o indivíduo idoso. Calcule a força máxima que a estrutura óssea periférica do indivíduo idoso pode suportar.

Na brincadeira “Serra, serra, serrador. Serra o papo do vovô. Serra, serra, serrador. Quantas tábuas já serrou?”, o avô realiza certo número de oscilações com seu neto conforme representado na figura abaixo. Em uma oscilação completa (A-O-A) a cabeça do menino se desloca em uma trajetória circular do ponto A para o ponto O e de volta para o ponto A. Considerando um caso em que o tempo total de duração da brincadeira é t = 10 s e a velocidade escalar média da cabeça do menino em cada oscilação (A-O-A) vale v = 0,6 m/s, obtenha o número total de oscilações (A-O-A) que o avô realizou com o neto durante a brincadeira. Use h = 50 cm e π = 3 .

Gabarito:

Resolução:

a) A pressão máxima na estrutura do jovem é:

P_1=frac{F_1}{A}Rightarrow 1,2cdot 10^{9}=frac{24}{A_1} 	herefore A_1 = 2cdot 10^{-8}m^2

Do idoso:

P_2=frac{F_2}{A_2} = frac{F_2}{0,8cdot A_1} Rightarrow F_2 = 0,8cdot P_2 cdot A_1 Rightarrow F_2 = 3,2 N

b) Em cada oscilação (A-O-A) a cabeça percorre o equivalente a meia-volta da circunferência de raio h, ou seja:

d_{osc}=pi cdot h = 3cdot 50 = 1,5 m

Assim:

v = frac{ncdot d_{osc}}{Delta t} Rightarrow 0,6 = frac{ncdot 1,5 }{10} Rightarrow n = 4

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