Questões de Física da Centro de Seleção e de Promoção de Eventos UnB (CESPE)

Considerando os danos biológicos causados aos seres vivos pela exposição à radiação, fez-se necessário estabelecer mecanismo de proteção aos indivíduos que trabalham com radiação. Acerca de proteção radiológica e suas implicações, assinale a opção correta.

• A.

  Os raios X ou gama, ao interagirem com os átomos de um meio, produzem nêutrons.

• B.

  Os efeitos químicos que ocorrem em um meio exposto à radiação dependem não somente da energia absorvida pelo meio, mas também da distribuição da energia absorvida neste meio e do tipo de radiação.

• C.

  A exposição interna ocorre quando houver contaminação radioativa de indivíduos, por ultrapassar o tempo máximo permitido de exposição a uma radiação.

• D.

  A exposição (e) de uma fonte radioativa puntiforme é diretamente proporcional ao tempo que um indivíduo fica na presença dessa fonte e é inversamente proporcional à distância do indivíduo à fonte.

• 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.

A lei de decaimento radioativo prevê como o número de núcleos N de uma determinada substância radioativa diminui com o tempo t, ou seja,  em que N⁰ é o número de núcleos em t=0 e  é a constante de decaimento radioativo. Com relação a esse assunto, assinale a opção correta.

• A.

  Atividade radioativa e taxa de decaimento são grandezas equivalentes, para uma mesma substância radioativa.

• B.

  As constantes de decaimento para todos os nuclídeos radioativos têm o mesmo valor.

• C.

  A meia vida e a vida média de um nuclídeo radioativo expressam o mesmo comportamento.

• D.

  A meia vida é o tempo característico para que o número de nuclídeos de uma determinada substância radioativa decaia pela metade.

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.

Os métodos de diagnóstico em medicina que utilizam ondas ultrasônicas se baseiam na reflexão do ultra-som nas interfaces de separação entre dois meios ou no efeito Doppler. A respeito desse assunto, assinale a opção correta.

• A.

  Os transdutores ultra-sônicos basicamente convertem energia elétrica em energia mecânica.

• B.

  A desvantagem da técnica de ultra-som para diagnóstico é o fato de que a maioria das substâncias radiopacas não podem ser detectadas por ultra-som.

• C.

  Uma onda ultra-sônica, ao atravessar um meio homogêneo como um tecido, mantém a intensidade inalterada, ou seja, não sofre atenuação.

• D.

  Como o ultra-som está fora da faixa de freqüência audível, é desaconselhável utilizá-lo com intensidade alta. A técnica se limita ao uso do ultra-som de baixa intensidade.

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.

Considere que uma esfera maciça de raio R seja abandonada do alto de um plano inclinado. A respeito dessa situação, assinale a opção correta.

• A.

  Considerando que haja atrito entre a superfície do plano e a esfera, pode-se afirmar que toda energia devida ao atrito será dissipada na forma de calor.

• B.

  Considerando a existência de atrito, a esfera adquirirá um momento angular numericamente igual ao momento linear em cada instante.

• C.

  Ao atingir a base do plano inclinado, a velocidade linear da esfera dependerá da presença ou não do atrito entre a esfera e o plano.

• D.

  O momento angular adquirido pela esfera é devido ao torque da reação normal do plano em relação ao ponto de apoio.

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 acerca dos princípios de conservação da massa e do momento linear para um escoamento.

• A.

  A leitura na balança não mudará, se forem abertas uma ou as duas válvulas, desde que a vazão de entrada e o nível do reservatório sejam mantidos constantes.

• B.

  Se dois fluidos de mesma massa específica e viscosidades distintas estiverem escoando em condições tais que as velocidades de entrada e saída sejam as mesmas em ambos os casos, a leitura na balança será menor para o fluido de maior viscosidade.

• C.

  Quando o fluido escoa em regime permanente pela entrada C e pelas válvulas de saída A e B, o valor lido na balança é igual ao que seria lido se o fluido estivesse parado, com as válvulas A e B e entrada C fechadas, e o nível da água fosse o mesmo.

• D.

  Se ambas as válvulas estiverem abertas e a velocidade de entrada for v, então a leitura dependerá dos diâmetros dos orifícios de saída do reservatório.

• E.

  Para se determinar a leitura na balança, é necessário conhecer o escoamento no interior do reservatório.

Um microscópio óptico composto é formado esquematicamente por duas lentes convergentes. A lente mais próxima do objeto, a objetiva, forma uma imagem real do objeto. A mais próxima do olho, a ocular, funciona como uma lente de aumento, para observar a imagem formada pela objetiva. Um microscópio eletrônico, por outro lado, funciona com base nas propriedades ondulatórias do elétron. Com relação a esses dispositivos, assinale a opção correta.

• A.

  O microscópio eletrônico é limitado porque, ao utilizá-lo para examinar objetos de tamanhos iguais ou menores que o comprimento de onda da luz visível, obtém-se uma imagem borrada de baixa resolução devido aos efeitos de difração da luz através do objeto.

• B.

  Dependendo da posição do objeto, as lentes convergentes que fazem parte do microscópio óptico permitem a obtenção de imagens invertidas, ampliadas e reais.

• C.

  A capacidade de resolução dos microscópios ópticos é limitada pelos efeitos de difração da luz.

• D.

  No caso de lentes divergentes, a imagem de um objeto real localizado antes do foco será real invertida e maior do que o objeto.

A figura acima ilustra um compressor que admite ar a velocidade, temperatura e pressão V ₁ , T ₁ e P ₁ e o rejeita a velocidade, temperatura e pressão V ₂ , T ₂ e P ₂ , respectivamente. Admitindo que o ar seja um gás ideal, assinale a opção correta com relação aos princípios de conservação da massa, do momento e da energia para um escoamento.

• A.

  Se as áreas das seções de entrada e saída do compressor forem iguais, então as velocidades V ₁ e V ₂ serão iguais.

• B. A magnitude da força horizontal que o suporte deve fazer para manter o compressor parado é dada por P ₁ A ₁ - P ₂ A ₂ , em que A ₁ e A ₂ são as áreas de entrada e saída, respectivamente.
• C.

  A temperatura de saída T ₂ é menor que a temperatura de entrada T ₁

• D. Se a potência fornecida ao compressor for a taxa de transferência de calor fornecida ao ar durante o processo de compressão será  em que  é o fluxo de massa de ar.
• E.

  Se o processo for adiabático, a potência que deve ser fornecida ao compressor será igual a em que  é o fluxo de massa de ar e c p é o calor específico, a pressão constante, do ar.