Questões de Física do ano 2008

Além de sua utilização como forma de comunicação, as ondas sonoras têm uma vasta aplicação. Por exemplo, atualmente, as técnicas de ultra-sonografia permitem a visualização de vários tecidos moles do corpo humano. Acerca das ondas sonoras, assinale a opção correta.

• A.

  Uma onda sonora pode ser considerada como onda de deslocamento ou como onda de pressão e, em um dado instante, as posições nas quais ocorrem os deslocamentos máximos são as mesmas onde ocorrem as pressões máximas.

• B.

  Quando uma ambulância está se aproximando de um observador e sua sirene toca, a freqüência percebida pelo observador é menor do que aquela percebida quando a ambulância está parada.

• C.

  Diferentemente das ondas sonoras no ar, ondas sonoras em sólidos não podem ser estacionárias.

• D.

  Uma onda sonora com 30 dB é 100 vezes mais intensa que uma onda sonora com 10 dB.

• E.

  Em um sólido, todas as ondas sonoras são transversais.

A corrente que passa no resistor de do circuito ilustrado acima é igual a

• A.

  0,5 A.

• B.

  1,0 A.

• C.

  2,0 A.

• D.

  3,0 A.

• E.

  12 A.

Considerando o circuito apresentado e, ainda, que a força eletromotriz (fem), em função do tempo — t —, é dada por V(t) = V ₀ , assinale a opção correta.

• A.

  A amplitude da corrente no circuito será maior no indutor que no resistor porque o primeiro tem impedância menor que o segundo.

• B.

  A freqüência angular da corrente no capacitor equivale à metade da freqüência angular da fem.

• C.

  Em qualquer instante, a soma da diferença de potencial elétrico no resistor, no capacitor e no indutor é igual à fem nesse mesmo instante.

• D.

  A amplitude de corrente no circuito será máxima quando

• E.

  Em qualquer instante, a diferença de potencial no resistor está defasada em 90° em relação à corrente no próprio resistor.

As equações de Maxwell são um conjunto de relações tão fundamentais para os fenômenos eletromagnéticos quanto as leis de Newton são para os fenômenos mecânicos. Com respeito a essas equações, assinale a opção correta.

• A.

  As equações de Maxwell prevêem a existência de monopólos magnéticos, mas eles nunca foram encontrados na natureza.

• B.

  De acordo com as equações de Maxwell, uma corrente constante gera campo elétrico.

• C.

  Segundo as equações de Maxwell, a taxa de variação temporal do fluxo de campo elétrico através de uma superfície fechada é igual à carga elétrica no interior do volume delimitado pela superfície.

• D.

  De acordo com as equações de Maxwell, um campo magnético pode ser criado por um campo elétrico variável no tempo.

• E.

  As equações de Maxwell não prevêem a existência de ondas eletromagnéticas, mas elas podem ser previstas pela força de Lorentz.

A óptica tem áreas de aplicação tradicionais como lentes corretivas para a visão e áreas mais modernas, que só se desenvolveram no século XX, como leitores de códigos de barra e discos compactos de áudio. Acerca da óptica, assinale a opção correta.

• A.

  Os fenômenos de interferência e difração são mais facilmente explicados pela óptica geométrica que pela óptica ondulatória.

• B.

  

• C.

  A fração da luz incidente que é refletida na interface de dois meios depende do índice de refração dos dois meios, mas não depende do ângulo de incidência da luz.

• D.

  Interferência e difração são fenômenos que ocorrem com a luz, mas não ocorrem com ondas mecânicas.

• E.

  A reflexão da luz em uma superfície plana é o mecanismo mais utilizado para separar os diferentes comprimentos de onda de uma luz policromática.

Considere que um gás ideal tenha sofrido uma expansão isotérmica reversível, na qual o seu volume dobrou. Considerando esse processo, assinale a opção correta.

• A.

  Durante o processo, o gás absorveu calor de sua vizinhança.

• B.

  A energia interna do gás no estado final é menor que aquela no estado inicial.

• C.

  Durante o processo, a vizinhança realizou trabalho sobre o gás, aumentando sua energia interna.

• D.

  O gás realizou trabalho sobre sua vizinhança, sendo que o valor do trabalho realizado independe da temperatura na qual ocorreu o processo.

• E.

  Durante o processo não houve troca de calor do gás com sua vizinhança.

O rendimento de uma máquina térmica é a razão entre o trabalho total realizado pela máquina em um ciclo e o calor recebido da fonte de alta temperatura, no mesmo ciclo. Para uma máquina que trabalha com dois reservatórios de calor, um a 527 °C e outro a 127 °C, o rendimento máximo possível é de

• A.

  0,24.

• B.

  0,50.

• C.

  0,62.

• D.

  0,67.

• E.

  0,76.

• A.

  Dadas as dimensões primárias M, L e T — massa, comprimento e tempo, respectivamente — e dado o número de parâmetros envolvidos, é correto afirmar que há três grupos adimensionais distintos que determinam o problema.

• B.

  Para que o estudo em um modelo reduzido seja equivalente ao estudo em um protótipo de tamanho real, é suficiente apenas garantir que a geometria do modelo e a do protótipo mantenham exatamente as mesmas proporções e que as razões das forças atuantes sejam iguais para o caso do modelo e do protótipo.

• C.

  Os grupos adimensionais  podem ser identificados em uma análise dimensional do fenômeno. O grupo conhecido como número de Reynolds, é um dos grupos adimensionais importantes na mecânica dos fluidos.

• D.

  Os mesmos parâmetros adimensionais encontrados para o caso da queda de pressão no escoamento de fluido viscoso através de uma tubulação podem ser usados, e são suficientes, para a análise de escoamentos plenamente desenvolvidos laminares ou turbulentos.

• E.

  No fenômeno descrito, deve-se garantir que, pelo menos, quatro grupos adimensionais sejam totalmente idênticos entre um modelo e um protótipo, para que os estudos no modelo e no protótipo sejam considerados semelhantes.

Considere uma tubulação de seção uniforme através da qual a água escoe em regime permanente. Ligado a essa tubulação, encontra-se um manômetro, conforme ilustra a figura a seguir, que tem como fluido o mercúrio, cuja massa específica é aproximadamente 76 vezes maior que a da água.

Considerando as informações acima e conceitos relativos à hidrostática, assinale a opção correta.

• A.

  Na situação da figura mostrada, o escoamento através da tubulação ocorre do ponto A para o ponto B.

• B. As pressões nos pontos C e D da figura são diferentes.
• C.

  O fenômeno que apresenta certa porção de fluido movendo-se como um corpo rígido pode ser tratado pela estática dos fluidos.

• D.

  Se o fluido do manômetro tivesse massa específica menor que a da água, então seu nível mais baixo estaria na coluna dos pontos D e F.

• E.

  A força exercida por determinado fluido em repouso sobre uma superfície submersa depende da viscosidade do fluido.

Texto para as questões 103 e 104

             Um recipiente equipado com duas válvulas — A e B — e uma abertura de entrada — C — é montado sobre uma balança conforme ilustrado pela figura. A massa do recipiente quando vazio é m e seu volume interno é V . Os diâmetros das saídas A e B são iguais a d e o diâmetro da entrada C é igual a D . O fluido que preenche o recipiente é a água. Considere, quando necessário, que o escoamento na entrada C é uniforme e vertical e nas saídas A e B, uniforme e horizontal.

Com base na situação descrita no texto e na figura apresentada, assinale a opção correta com relação ao princípio de conservação da massa para um escoamento.

• A.

  Com as válvulas A e B abertas, se a água entrar pela abertura C com velocidade V, tal que o nível do reservatório permaneça constante, em regime permanente, então a velocidade de saída será

• B.

  A equação é o vetor velocidade, expressa o princípio da conservação da massa para qualquer tipo de escoamento de um único fluido (escoamento monofásico).

• C.

  Se a velocidade de entrada por C for V e se as velocidades de saída pelas válvulas A e B forem iguais a  então o nível do reservatório estará abaixando.

• D.

  Se a válvula A estiver aberta e a válvula B estiver fechada e se, além disso, a velocidade de entrada por C for conhecida e o regime de escoamento for permanente, ainda assim será preciso conhecer a massa específica e a viscosidade do fluido para se determinar exatamente a vazão de saída.

• E.

  Se a velocidade de entrada por C for V e se as velocidades de saída pelas válvulas A e B forem iguais a  então o reservatório estará enchendo.