16. O Ceará é hoje um dos principais destinos turísticos do país e uma das suas atrações é o Beach Park, um parque temático de águas. O toboágua, um dos maiores da América Latina, é uma das atrações preferidas e mais radicais, com uma altura de 41m. Considere uma criança deslizando desta altura e despreze o atrito. Analise as afirmações: I) Quanto maior for o peso da criança, maior a velocidade final alcançada. II) A energia cinética da criança, na chegada, depende da altura do toboágua. III) O tempo de queda não depende da altura do toboágua. IV) Se a descida fosse em linha reta, a velocidade final seria a mesma. Marque a opção VERDADEIRA: (A) Somente a afirmativa II é correta. (B) As afirmativas II e III são corretas. (C) As afirmativas I e IV são corretas. (D) As afirmativas II e IV são corretas. (E) Somente a afirmativa IV é correta. SOLUÇÃO: O calor de uma lâmpada acesa se propaga até a mão de uma pessoa através de ondas eletromagnéticas. Este processo é denominado de irradiação ou radiação térmica. Importante lembrar que para o calor se propagar por irradiação térmica não é necessário um meio material. É assim que o calor do Sol chega até à Terra, por irradiação. O resfriamento de um ambiente é feito por correntes de convecção. As moléculas de ar mais quentes sobem e as mais frias descem. Deste modo o resfriamento é feito pela parte superior do ambiente. Este fenômeno (convecção) explica a circulação do ar entre as prateleiras de uma geladeira. Durante o dia a Terra se aquece mais que o mar pelo fato do calor específico da areia ser menor que o da água. Pela equação fundamental da calorimetria temos: Q = m.c. t t = Q / mc. Assim, para uma mesma massa de terra e água recebendo a mesma quantidade de calor, terá maior variação de temperatura ( se aquece mais) o material que tem menor calor específico. RESPOSTA (D) 17. O osciloscópio é um instrumento de medida eletrônico que cria um gráfico bidimensional. O eixo horizontal do monitor normalmente representa o tempo, tornando o instrumento útil para mostrar sinais periódicos. O eixo vertical comumente mostra uma grandeza física que varia com o tempo. O filho de um técnico de televisão observa o pai, que está utilizando um osciloscópio, e percebe que uma onda ali gerada avança e passa por um ponto por ele observado. Considerando que o intervalo de tempo entre a passagem de duas cristas sucessivas é de 0,2 s, é CORRETO afirmar que: (A) O comprimento de onda é 5,0 m. (B) A frequência é 5,0 Hz. (C) A velocidade de propagação é de 5,0 m/s. (D) O comprimento da onda é 0,2 m. (E) Não se tem informações para justificar qualquer das afirmações anteriores.
SOLUÇÃO: O calor de uma lâmpada acesa se propaga até a mão de uma pessoa através de ondas eletromagnéticas. Este processo é denominado de irradiação ou radiação térmica. Importante lembrar que para o calor se propagar por irradiação térmica não é necessário um meio material. É assim que o calor do Sol chega até à Terra, por irradiação. O resfriamento de um ambiente é feito por correntes de convecção. As moléculas de ar mais quentes sobem e as mais frias descem. Deste modo o resfriamento é feito pela parte superior do ambiente. Este fenômeno (convecção) explica a circulação do ar entre as prateleiras de uma geladeira. Durante o dia a Terra se aquece mais que o mar pelo fato do calor específico da areia ser menor que o da água. Pela equação fundamental da calorimetria temos: Q = m.c. t t = Q / mc. Assim, para uma mesma massa de terra e água recebendo a mesma quantidade de calor, terá maior variação de temperatura ( se aquece mais) o material que tem menor calor específico. RESPOSTA (B)
18. A lâmpada incandescente é um dispositivo elétrico que transforma energia elétrica em energia luminosa e energia térmica. Uma lâmpada, quando ligada à tensão nominal, brilhará normalmente. A associação em série é uma das formas básicas de se conectarem componentes elétricos ou eletrônicos. Assim, considere o fato de um eletricista instalar duas lâmpadas de filamento incandescente em série e aplicar à associação uma tensão elétrica de 220 V. Considerar: lâmpada L 1 (100 W; 110V); lâmpada L 2 (200 W, 110 V). Portanto, é CORRETO afirmar: (A) L 1 e L 2 brilharão normalmente. (B) L 1 e L 2 brilharão com intensidade acima do normal. (C) L 1 e L 2 brilharão com intensidade inferior ao normal. (D) Somente L 1 brilhará acima do normal e provavelmente queimará. (E) Somente L 2 brilhará acima do normal e provavelmente queimará. SOLUÇÃO: As tensões nominais (V N ) das duas lâmpadas são iguais a 110V. P = V N 2 / R R = V N 2 / P Como P 2 = 2 P 1 R 1 = 2 R 2
As lâmpadas estão em série, logo serão percorridas pela mesma corrente e desta maneira as tensões serão diretamente proporcionais as resistências. V 1 = 2 V 2. Se V 2 = V então teremos: 2V + V = 220 V = 73,3V A lâmpada L 1 ficará sujeita a uma tensão de 2V = 146,6V. Assim a L 1 brilhará acima do normal e provavelmente queimará. A lâmpada L 2 não acenderá pois o circuito ficará aberto. RESPOSTA (D) 19. Os satélites artificiais são artefatos de larga utilização nos nossos dias. São usados nas telecomunicações, como bases para o funcionamento do GPS, como sensores de radiação, no geomonitoramento do desmatamento global e das plantações, para fins militares etc. Considere um satélite cuja altura em relação à superfície da Terra seja h. Se a massa da Terra é M, o raio da Terra é R e a constante de gravitação universal é G, o período (tempo necessário para uma volta completa em torno da Terra) deste satélite é: SOLUÇÃO: A única força que atua no satélite é a força gravitacional e esta fará o papel de força centrípeta. F G = F C GMm/(R+ h) 2 = mv 2 / (R + h) v 2 = GM / (R + h) T = 2π(R +h) / v T 2 = 4π 2 (R + h) 2 / v 2 T 2 = 4π 2 (R + h) 3 / GM RESPOSTA (E) 20. Quando há diferença de temperatura entre dois corpos ou entre as partes de um mesmo corpo, ocorre transferência de calor. É a troca de energia calorífica entre dois sistemas de temperaturas diferentes. Assim, considerando as afirmativas abaixo, assinale a VERDADEIRA:
(A) Ao colocar a mão sob uma lâmpada acesa, sem tocá-la, tem-se a sensação de calor. Esse fenômeno é explicado pela irradiação térmica. (B) Quando um ambiente é resfriado, esse resfriamento é feito pela parte inferior, pois a tendência é o fluido frio descer. (C) Em uma cidade litorânea como Fortaleza, durante o dia, a terra se aquece mais que o mar. Esse fenômeno é explicado pela irradiação térmica. (D) Convecção térmica é o fenômeno responsável por fazer o calor do Sol chegar à Terra. (E) Na circulação de ar em geladeira, está presente o fenômeno da condução. SOLUÇÃO: O calor de uma lâmpada acesa se propaga até a mão de uma pessoa através de ondas eletromagnéticas. Este processo é denominado de irradiação ou radiação térmica. Importante lembrar que para o calor se propagar por irradiação térmica não é necessário um meio material. É assim que o calor do Sol chega até à Terra, por irradiação. O resfriamento de um ambiente é feito por correntes de convecção. As moléculas de ar mais quentes sobem e as mais frias descem. Deste modo o resfriamento é feito pela parte superior do ambiente. Este fenômeno (convecção) explica a circulação do ar entre as prateleiras de uma geladeira. Durante o dia a Terra se aquece mais que o mar pelo fato do calor específico da areia ser menor que o da água. Pela equação fundamental da calorimetria temos: Q = m.c. t t = Q / mc. Assim, para uma mesma massa de terra e água recebendo a mesma quantidade de calor, terá maior variação de temperatura ( se aquece mais) o material que tem menor calor específico. RESPOSTA (A)