Questões de Física do ano 2007

Uma astronauta de 60 kg pode se mover fora de sua nave, fazendo uso de um mini-foguete de 3 kg, preso à sua cintura. Devido a um defeito nesse equipamento, ela permanece parada a 120 metros da nave. Ocorre-lhe, então, lançar o foguete em direção oposta à nave para conseguir alcançá-la a tempo, pois deve partir em 2 minutos. Para que tenha sucesso, a menor velocidade (relativa à nave) que deveria ser dada ao mini-foguete seria de

• A.

  0,05 m/s.

• B.

  1,0 m/s.

• C.

  10 m/s

• D.

  20 m/s.

• E.

  120 m/s.

Um guindaste ergue vigas em uma construção, mas o trabalho que realiza contra o campo gravitacional é bem menor que a energia do óleo diesel que utiliza. Pode-se dizer que a principal parcela dessa diferença se deve

• A.

  ao atrito inevitável nas roldanas, engrenagens e demais mecanismos.

• B.

  ao aquecimento dos cabos de aço distendidos pela força- peso.

• C.

  à limitação do rendimento do motor, essencial na conversão de calor em trabalho.

• D.

  à energia potencial das vigas, quando erguidas ao seu destino.

• E.

  à energia cinética das vigas no transporte do próprio guindaste.

Muitos fenômenos astronômicos estão diretamente ligados às posições relativas entre o Sol, a Terra e a Lua. No entanto, há alguns que dependem exclusivamente da posição relativa entre a Terra e a Lua, e outros que somente dependem da posição relativa entre a Terra e o Sol. São exemplos de fenômenos ou observações que dependem exclusivamente da relação Terra-Lua e exclusivamente da relação Sol-Terra, respectivamente,

• A.

  face oculta da Lua e alternância dia-noite.

• B.

  fases da Lua e alternância dia-noite.

• C.

  eclipses lunares e estações do ano.

• D.

  face oculta da Lua e eclipses solares.

• E.

  eclipses lunares e eclipses solares.

Os satélites artificiais de comunicação geoestacionários concentram- se no plano equatorial em uma altura de aproximadamente 36 000 km da superfície da Terra. Isso se justifica porque

• A.

  essa altitude garante a qualquer satélite sobre o equador a mesma velocidade angular da Terra.

• B.

  é nessa altura, no plano do equador, que se situa a ionosfera, que amplifica o sinal dos satélites.

• C.

  essa é a primeira órbita geoestacionária para qualquer satélite, sendo a segunda a da Lua, que fica mais distante.

• D.

  nessa altura não há atração gravitacional e os satélites podem ficar flutuando no espaço.

• E.

  é mais econômico lançar satélites no equador, onde é maior a sua velocidade tangencial inicial.

É comum alunos do ensino médio afirmarem que aprenderam a diferença entre massa e peso, alegando que ao irem até a farmácia para se pesar, na verdade estão medindo sua massa e não seu peso, pois peso é força, e massa não é. No entanto, às vezes pode-se perceber que tais balanças de farmácia indicam variações na medida, por exemplo ao efetuarmos movimentos de agachar ou de levantar. Isso se explica porque essas balanças

• A.

  podem não estar funcionando adequadamente, já que deveriam indicar sempre a mesma massa, que é constante.

• B.

  medem a força, que é sensível aos movimentos, mas indicam a massa correspondente, em condições estáticas.

• C.

  indicam a variação da massa causada pela variação da velocidade, que foi prevista por Einstein (E = mc²).

• D.

  medem a força gravitacional, que varia com a distância ao centro da Terra e, portanto, com o movimento indicado.

• E.

  medem a massa inercial quando o corpo está em repouso e a massa gravitacional quando este se movimenta.

Andrômeda está no mesmo grupo local de galáxias da nossa Via Láctea. Quando ela é observada por nós, um de seus lados apresenta um deslocamento para freqüências menores no espectro do hidrogênio (desvio para o vermelho) e o outro lado, para freqüências maiores (desvio para o azul). Isso permite concluir que aquela galáxia espiral

• A.

  está em plano oblíquo relativamente a nós, com um lado mais distante e outro mais próximo da Via Láctea.

• B.

  está girando, de forma que um de seus lados se afasta e o outro se aproxima da Via Láctea.

• C.

  sintetizou o gás hidrogênio, em sua evolução, antes em um de seus lados e depois no outro.

• D.

  é heterogênea em sua contribuição, com maior concentração de hidrogênio em um de seus lados.

• E.

  tem densidade variável, sendo mais densa de um dos lados e menos densa do outro.

A primeira metade do século XIX foi um período de grande debate sobre o conceito de calor. Entre as contribuições para esse debate, destaca-se a do engenheiro americano Rumford. Quando era responsável pela perfuração de canos de canhão, percebeu que o aquecimento, tanto da broca quanto da água que envolvia o cilindro do canhão, parecia ser proporcional ao trabalho empregado na tarefa. Tal observação levou-o a

• A.

  introduzir o modelo de calor como energia, o que aperfeiçoou a idéia do calórico, segundo a qual, o calor seria um fluido desprovido de massa.

• B.

  introduzir o modelo cinético de calor que, em oposição à idéia de calor como substância, contribuiu para a sua compreensão como energia.

• C.

  formalizar uma nova teoria do calor, em oposição à idéia predominante na época, comprovando a conservação da energia nos processos mecânicos e térmicos.

• D.

  a descobrir uma importante relação entre energia mecânica e térmica, o que explicava o movimento a partir do aquecimento das partículas subatômicas.

• E.

  uma nova compreensão da relação entre massa e energia, em que uma pode ser convertida em outra, garantindo a conservação de ambas.

Muitos são os fatores que influenciam o clima de uma região. No Brasil, país de dimensões continentais, as diferentes variáveis climáticas como temperatura, precipitação, umidade e insolação podem ser muito diferentes de uma região para outra. O gráfico apresenta valores da temperatura média, ao longo do ano, em duas cidades brasileiras.

Tendo em vista apenas efeitos associados a propriedades térmicas dos materiais, as duas cidades representadas nesses gráficos por X e por Y poderiam ser, respectivamente,

• A.

  Cuiabá e Fortaleza, tendo em conta a alta capacidade térmica das massas de água do mar.

• B.

  Cuiabá e Fortaleza, tendo em conta a alta capacidade térmica da areia na costa litorânea.

• C.

  Cuiabá e Fortaleza, tendo em conta a alta condutividade térmica da terra e da areia.

• D.

  Fortaleza e Cuiabá, tendo em conta o elevado calor específico da água do mar.

• E.

  Fortaleza e Cuiabá, tendo em conta a alta condutividade térmica da água do mar.

Muitas vezes, ao anunciar a possibilidade de chuvas em certo local, as previsões meteorológicas as associam à chegada de frentes frias, ou seja, de deslocamentos de ar a baixas temperaturas. A associação das precipitações de chuvas a essas frentes deve-se ao fato de que

• A.

  a umidade trazida pelo ar frio, na presença do ar quente e seco local, provoca sua condensação, causando as precipitações.

• B.

  com a entrada de ar frio, o ar da região, já a baixa temperatura, torna-se supersaturado, gerando chuvas.

• C.

  a massa de ar frio, ao chegar à região, encontra vapor d´água na atmosfera local, usualmente mais quente, contribuindo para sua condensação e precipitação.

• D.

  a massa de ar frio trazida pela frente tende a subir em direção a camadas mais altas da atmosfera, provocando sua condensação e gerando chuvas.

• E.

  o deslocamento de ar a baixas temperaturas cria uma zona de baixa pressão logo acima da superfície do solo, provocando correntes de convecção que geram as chuvas.

É comum não conseguirmos abrir a porta de um freezer ou refrigerador logo após ter sido fechada. Para tornar a abri-la é necessário aguardar um pouco.

São dadas as seguintes explicações para esse fato:

I. Ao abrirmos a porta, a temperatura no interior do freezer aumenta, diminuindo o volume de ar em seu interior, de modo que devemos exercer uma pressão maior ao abrila, até que o volume aumente com a entrada de ar por sucção através da borracha de vedação.
II. Ao fecharmos a porta do freezer, o ar externo que havia entrado é resfriado, resultando em uma pressão do lado de fora maior que dentro, diferença que vai se reduzindo aos poucos pela sucção do ar externo através da borracha de vedação.
III. Com a porta aberta, a temperatura no interior do freezer aumenta, ocasionando maior troca de calor com o ambiente e reduzindo as correntes de convecção em seu interior, o que reduz sua pressão interna até que o equilíbrio térmico novamente se restabeleça.

Dentre essas justificativas, está(ão) correta(s)

• A.

  I, apenas.

• B.

  II, apenas.

• C.

  III, apenas.

• D.

  I e II, apenas.

• E.

  I, II e III.