Questões de Física do ano 2004

           A maioria dos automóveis utiliza um motor de combustão interna a gasolina/álcool. Na câmara de combustão do motor, uma mistura de vapor de gasolina/álcool e ar é comprimida e inflamada por uma centelha originada nas velas. Os gases produzidos se expandem realizando trabalho e, em seguida, são eliminados pelo escapamento, completando um ciclo, que se repete. A figura acima representa um modelo que descreve o comportamento da pressão em função do volume dentro da câmara de combustão. Esse modelo é conhecido como ciclo Otto. Ele é constituído de quatro transformações: duas adiabáticas e duas isométricas alternadas. Os motores com essas características são classificados como de quatro tempos.

► A mistura de vapor de gasolina/álcool e ar entra em A (admissão) e é comprimida adiabaticamente (compressão) até B.

► De B para C (ignição), o volume permanece constante e a mistura é aquecida: a pressão e a temperatura aumentam devido à centelha elétrica da vela que produz a ignição da mistura. 

► Em seguida, de C para D (expansão), os gases expandem-se adiabaticamente, realizando trabalho.

► Finalmente, de D para A (descarga), tem-se um resfriamento isométrico, que completa um ciclo.

          No ciclo, V ₁ e V ₂ são, respectivamente, os volumes mínimo e máximo da mistura no cilindro. A razão V₂/V₁, chamada taxa de compressão, é da ordem de 8 para motores modernos de combustão interna.

Com base nas informações acima, julgue os itens a seguir.

Considerando o combustível do ciclo Otto, mostrado como um gás ideal com taxa de compressão igual a 8, como descrito no texto, a razão entre as pressões nos pontos C e D será dada pela relação: , em que R é a constante dos gases ideais e C_V é o calor específico do gás a volume constante.

• C. Certo
• E. Errado

De uma plataforma fixa, um operário, em repouso, observa o som emitido pela sirene de uma lancha do corpo de bombeiros. Assumindo a freqüência emitida pela fonte (sirene) constante e igual a 1,6 MHz, a velocidade do ar igual a zero e a velocidade do som no ar igual a 343 m/s, julgue os itens que se seguem.

Se a freqüência observada pelo operário for constante e maior que 1,6 MHz, a lancha estará se aproximando da plataforma.

• C. Certo
• E. Errado

De uma plataforma fixa, um operário, em repouso, observa o som emitido pela sirene de uma lancha do corpo de bombeiros. Assumindo a freqüência emitida pela fonte (sirene) constante e igual a 1,6 MHz, a velocidade do ar igual a zero e a velocidade do som no ar igual a 343 m/s, julgue os itens que se seguem.

O comprimento da onda sonora observada pelo operário, no caso de um movimento relativo entre a plataforma e a lancha, pode ser calculado pelo efeito Doppler, que algumas vezes é denominado efeito Doppler-Fizeau.

• C. Certo
• E. Errado

De uma plataforma fixa, um operário, em repouso, observa o som emitido pela sirene de uma lancha do corpo de bombeiros. Assumindo a freqüência emitida pela fonte (sirene) constante e igual a 1,6 MHz, a velocidade do ar igual a zero e a velocidade do som no ar igual a 343 m/s, julgue os itens que se seguem.

Sabendo que a lei de Snell-Descartes aplica-se a ondas sonoras quando essas atravessam meios com densidades diferentes, é correto afirmar que ela pode ser descrita pela relação   , em que θ₁ e θ₂ são os ângulos de incidência e refração, v₁ e v₂ são as velocidades do som nos meios 1 e 2, respectivamente.

• C. Certo
• E. Errado

A fonação e a audição são meios importantes de comunicação do ser humano. A audição envolve um sistema mecânico que estimula as células receptoras do som, chamadas células ciliadas. Nesse sentido, a função do ouvido é converter uma onda mecânica (sonora) fraca no ar em estímulos nervosos. O gráfico abaixo mostra o comportamento da sensibilidade do ouvido humano em função da freqüência.

De acordo com os dados da figura acima, julgue os itens a seguir.

Por meio do gráfico, infere-se que existe região de sensibilidade do ouvido humano onde o nível de intensidade, em dB, não varia com o aumento da freqüência.

• C. Certo
• E. Errado

A fonação e a audição são meios importantes de comunicação do ser humano. A audição envolve um sistema mecânico que estimula as células receptoras do som, chamadas células ciliadas. Nesse sentido, a função do ouvido é converter uma onda mecânica (sonora) fraca no ar em estímulos nervosos. O gráfico abaixo mostra o comportamento da sensibilidade do ouvido humano em função da freqüência.

De acordo com os dados da figura acima, julgue os itens a seguir.

Ondas sonoras que atingem o ouvido humano são ondas transversais e, portanto, podem ser polarizadas.

• C. Certo
• E. Errado

A luz visível, as microondas, as ondas de rádio AM e FM, o radar, o laser e os raios X são exemplos de radiações eletromagnéticas. Com relação a propriedades dessas radiações, julgue os itens abaixo.

Ondas eletromagnéticas não podem ser polarizadas.

• C. Certo
• E. Errado

A luz visível, as microondas, as ondas de rádio AM e FM, o radar, o laser e os raios X são exemplos de radiações eletromagnéticas. Com relação a propriedades dessas radiações, julgue os itens abaixo.

O laser é uma onda eletromagnética de alta freqüência, cuja velocidade (c) independe do meio de propagação.

• C. Certo
• E. Errado

O álcool é usado no Brasil como combustível automotivo e, freqüentemente, o governo vem lutando contra a sua adulteração. A determinação do índice de refração em líquidos pode ser um mecanismo utilizado na caracterização de combustíveis. O gráfico ilustrado na figura acima mostra a variação do índice de refração do etanol/água em função da concentração. Com base nesse gráfico, é correto afirmar que

o índice de refração é uma função linear da concentração.

• C. Certo
• E. Errado

Com relação ao princípio da propagação retilínea da luz aplicado a dispositivos ópticos, julgue os itens a seguir.

Considerando a lente biconvexa mostrada na figura abaixo, é correto afirmar que o fator de ampliação dessa lente é igual à razão entre os tamanhos da imagem (h_i) e do objeto (h_o).

• C. Certo
• E. Errado