Questões de Física do ano 2007

As crianças A e B, de massas m_A e m_B, respectivamente, estão sentadas em um balanço, como mostrado na figura acima. Supondo que a criança B é 20% mais pesada do que a criança A, então, a relação entre as distâncias d_A e d_B que garante que o balanço fique em equilíbrio na horizontal é

• A. d_A = 0,2 d_B.
• B. d_A = d_B.
• C. d_A = 1,2d_B.
• D.

  d_A < d_B.

Três crianças (Alex, Bruna e Carlos) puxam um pneu, com forças de intensidades e direções diferentes, como mostra a figura acima. Assinale a opção que expressa corretamente o módulo da força que deve ser aplicada por Bruna (F_B) para o que o pneu não se mova na sua direção.

• A. F_B = F_A + F_C
• B. F_B = F_A - F_C
• C.
• D.

O experimento da campainha ilustrado na figura acima pode ser facilmente montado por alunos do ensino médio. Com este circuito elétrico, pode-se observar fenômenos elétricos, magnéticos e mecânicos.

Ainda em relação ao circuito elétrico da campainha, considere que o mesmo seja ligado em um dado instante e, a partir de então, fique ligado continuamente, isto é, que não ocorra interrupção da corrente elétrica. Considere, ainda, que e^-1 = 0,37. Após ser ligado, transcorrido um tempo igual à constante de tempo indutiva,   , em que L e R são, respectivamente, a indutância e a resistência elétrica do circuito, o valor da corrente elétrica, expressa em porcentagem (%) de seu valor máximo, vale

• A.

  37.

• B.

  42.

• C.

  63.

• D.

  75.

Na figura I acima, um pescador de massa M_P está inicialmente parado na popa de um barco, que também está parado no lago, e em seguida se desloca para a proa, como mostra a figura II. Assuma que a massa do barco, M_B, é igual a três vezes a massa do pescador, que o comprimento do barco é igual a L = 4,0 m e que o centro de massa do barco encontra-se na metade do barco, ou seja, a 2,0 m da extremidade.

Em relação ao sistema barco-pescador, considerado como um sistema isolado e desprezando a resistência da água, julgue os itens a seguir.

 I Há conservação da quantidade de movimento.

II À medida em que o pescador se move para a frente, o barco se move no sentido oposto.

III O centro de massa do sistema se move em relação a um ponto fixo no lago.

 Assinale a opção correta

• A.

  Apenas o item I está certo.

• B.

  Apenas o item II está certo.

• C.

  Apenas os itens I e II estão certos.

• D.

  Apenas os itens II e III estão certos.

Considere que as lâmpadas representadas no circuito acima sejam idênticas e ideais. Ao se retirar a lâmpada II, mantendo-se os demais elementos do circuito,

• A.

  a lâmpada I brilhará mais.

• B.

  a potência dissipada na lâmpada V aumentará.

• C.

  o brilho da lâmpada III aumentará.

• D.

  a lâmpada IV ficará submetida a uma maior diferença de potencial.

Considere que, no circuito representado na figura acima, a chave inicialmente está desligada e a bússola, orientada paralelamente ao plano do circuito. Ao ligar a chave, uma corrente elétrica percorrerá o circuito. Com base nessas informações, assinale a opção que melhor representa a orientação da bússola em relação ao plano do circuito elétrico, após a chave ter sido ligada.

• A.

  

• B.

  

• C.

  

• D.

  

A energia solar é uma das fontes de energia limpa cujo uso deve ser incentivado. A figura acima ilustra um sistema de aquecimento solar demonstrativo que pode ser facilmente construído nos laboratórios de escolas do ensino médio e fundamental. Ele é composto de uma placa metálica (P) pintada de preto, em contato com um tubo metálico sinuoso (M); um depósito de água D e tubos (T) que ligam o depósito ao tubo metálico em contato com a placa. Os tubos sinuosos (M) no interior da placa devem ser de feitos de metal. O aquecimento da água contida no depósito D, pela absorção da energia solar, deve-se, basicamente, à ocorrência sucessiva dos fenômenos de

• A.

  condução, irradiação e convecção.

• B.

  irradiação, condução e convecção.

• C.

  convecção, condução e irradiação.

• D.

  condução, convecção e irradiação.

A figura acima mostra uma estação de coleta de energia solar em que enormes espelhos côncavos concentram a luz solar em seus focos, elevando a temperatura, neste ponto, a centenas de graus célsius. O calor gerado é usado para produzir vapor e mover turbinas para gerar energia elétrica. A montagem de um equipamentos desses requer o conhecimento de propriedades de reflexão de espelhos esféricos. Acerca dessas propriedades, assinale a opção incorreta.

• A.

  Todo raio de luz que passa pelo centro de curvatura de um espelho esférico reflete-se sobre si mesmo.

• B.

  Todo raio de luz incidente no vértice de um espelho esférico reflete-se simetricamente em relação ao eixo principal.

• C.

  Todo raio de luz que incide paralelamente ao eixo principal reflete-se em uma direção que passa pelo foco principal.

• D.

  A imagem de um objeto real formada em um espelho côncavo é sempre real.

Em usina eólica, ocorre a conversão da energia cinética devido ao movimento de uma massa de ar em energia elétrica. Sabe-se que a potência máxima ou trabalho máximo realizado por unidade de tempo, nesse processo, pode ser calculada de forma aproximada pela equação  , em que ρ é a densidade do ar, v é a velocidade do vento e A é a área circular varrida pelas hélices do gerador. Nesse caso, se a velocidade do vento aumentar em 10%, a potência elétrica máxima que pode ser gerada aumentará em aproximadamente

• A.

  5%.

• B.

  18%.

• C.

  33%.

• D.

  50%.

Uma alternativa para gerar energia limpa é a conversão de óleos vegetais e gorduras em biodísel e o uso da cana-de-açúcar na produção de álcool combustível. Esse processo de utilização da biomassa, representado esquematicamente nas figuras acima, é também conhecido como ciclo curto do carbono.

 No caso do álcool como combustível automotivo, o produto final é o metanol ou etanol, utilizado principalmente em motores a explosão ou máquinas térmicas, cujos ciclos termodinâmicos mais conhecidos são os ciclos de Otto e de Carnot. A figura abaixo mostra o digrama de Clayperon (p × V) com as transformações termodinâmicas de um ciclo de Carnot.

 Assinale a opção que descreve corretamente as transformações, no ciclo de Carnot, relativas aos processos 1  2, 2  3, 3  4 e 4  1, respectivamente.

• A.

  isotérmica, isotérmica, adiabática e adiabática

• B.

  isotérmica, adiabática, isotérmica e adiabática

• C.

  adiabática, isotérmica, isotérmica e adiabática

• D.

  adiabática, adiabática, isotérmica e isotérmica