sábado, 25 de outubro de 2014

Preparando-se para o ENEM / 2014

Ciências da Natureza e suas Tecnologias / 2010

Exercício 1:
Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras “calor” e “temperatura” de forma diferente de como elas são usadas no meio científico. Na linguagem corrente, calor é identificado como “algo quente” e temperatura mede a “quantidade de calor de um corpo”. Esses significados, no entanto, não conseguem explicar diversas situações que podem ser verificadas na prática.
Do ponto de vista científico, que situação prática mostra a limitação dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura?

a) A temperatura da água pode ficar constante durante o tempo em que estiver fervendo.

b) Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para verificar a temperatura da água.

c) A chama de um fogão pode ser usada para aumentar a temperatura da água em uma panela.

d) A água quente que está em uma caneca é passada para outra caneca a fim de diminuir sua temperatura.

e) Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de água que está em seu interior com menor temperatura do que a dele.

Resposta A

Durante a ebulição a temperatura da água permanece constante, embora receba calor da fonte. Isto mostra a limitação do conceito corriqueiro de temperatura como sendo a medida da quantidade de calor de um corpo.

Exercício 2:
Todo carro possui uma caixa de fusíveis, que são utilizados para proteção dos circuitos elétricos. Os fusíveis são constituídos de um material de baixo ponto de fusão, como o estanho, por exemplo, e se fundem quando percorridos por uma corrente elétrica igual ou maior do que aquela que são capazes de suportar. O quadro a seguir mostra uma série de fusíveis e os valores de corrente por eles suportados.


Um farol usa uma lâmpada de gás halogênio de 55 W de potência que opera com 36 V. Os dois faróis são ligados separadamente, com um fusível para cada um, mas, após um mau funcionamento, o motorista passou a conectá-los em paralelo, usando apenas um fusível. Dessa forma, admitindo-se que a fiação suporte a carga dos dois faróis, o menor valor de fusível adequado para proteção desse novo circuito é o

a) azul. b) preto. c) laranja.

d) amarelo. e) vermelho.

Resposta C

Cálculo da intensidade da corrente que percorre cada farol:

P = U.i => 55 = 36 . i => i 1,53 A

Cálculo da intensidade da corrente total que percorre o fusível:

I = i + i => I 3,06 A

Os fusíveis azul e amarelo suportam correntes menores do que 3,06 A. O fusível que suporta a menor corrente elétrica e que protege o circuito é o laranja.

Exercício 3:
As ondas eletromagnéticas, como a luz visível e as ondas de rádio, viajam em linha reta em um meio homogêneo. Então, as ondas de rádio emitidas na região litorânea do Brasil não alcançariam a região amazônica do Brasil por causa da curvatura da Terra. Entretanto sabemos que é possível transmitir ondas de rádio entre essas localidades devido à ionosfera.
Com ajuda da ionosfera, a transmissão de ondas planas entre o litoral do Brasil e a região amazônica é possível por meio da

a) reflexão. b) refração.

c) difração. d) polarização.

e) interferência.

Resposta A

Devido à reflexão na ionosfera as ondas de rádio podem ser transmitidas a grandes distâncias.

Exercício 4:
Com o objetivo de se testar a eficiência de fornos de micro-ondas, planejou-se o aquecimento em 10 °C de amostras de diferentes substâncias, cada uma com determinada massa, em cinco fornos de marcas distintas. Nesse teste, cada forno operou à potência máxima.

O forno mais eficiente foi aquele que

a) forneceu a maior quantidade de energia às amostras.

b) cedeu energia à amostra de maior massa em mais tempo.

c) forneceu a maior quantidade de energia em menos tempo.

d) cedeu energia à amostra de menor calor específico mais lentamente.

e) forneceu a menor quantidade de energia às amostras em menos tempo.

Resposta C

O forno mais eficiente fornece maior quantidade de calor no menor intervalo de tempo.

Exercício 5:
Júpiter, conhecido como o gigante gasoso, perdeu uma das suas listras mais proeminentes, deixando o seu hemisfério sul estranhamente vazio. Observe a região em que a faixa sumiu, destacada pela seta.


A aparência de Júpiter é tipicamente marcada por duas faixas escuras em sua atmosfera – uma no hemisfério norte e outra no hemisfério sul. Como o gás está constantemente em movimento, o desaparecimento da faixa no planeta relaciona-se ao movimento das diversas camadas de nuvens em sua atmosfera. A luz do Sol, refletida nessas nuvens, gera a imagem que é captada pelos telescópios, no espaço ou na Terra.

O desaparecimento da faixa sul pode ter sido determinado por uma alteração

a) na temperatura da superfície do planeta.

b) no formato da camada gasosa do planeta.

c) no campo gravitacional gerado pelo planeta.

d) na composição química das nuvens do planeta.

e) na densidade das nuvens que compõem o planeta.

Resposta E

A luz refletida nas nuvens gera a imagem captada. O movimento das diversas camadas da atmosfera do planeta pode ter alterado a densidade das nuvens no hemisfério sul, tendo como consequência o desaparecimento da citada faixa.

Exercício 6:
As cidades industrializadas produzem grandes proporções de gases como o CO2, o principal gás causador do efeito estufa. Isso ocorre por causa da quantidade de combustíveis fósseis queimados, principalmente no transporte, mas também em caldeiras industriais. Além disso, nessas cidades concentram-se as maiores áreas com solos asfaltados e concretados, o que aumenta a retenção de calor, formando o que se conhece por “ilhas de calor”. Tal fenômeno ocorre porque esses materiais absorvem o calor e o devolvem para o ar sob a forma de radiação térmica.

Em áreas urbanas, devido à atuação conjunta do efeito estufa e das “ilhas de calor”, espera-se que consumo de energia elétrica

a) diminua devido à utilização de caldeiras por indústrias metalúrgicas.

b) aumente devido ao bloqueio da luz do sol pelos gases do efeito estufa.

c) diminua devido à não necessidade de aquecer a água utilizada em indústrias.

d) aumente devido à necessidade de maior refrigeração de indústrias e residências.

e) diminua devido à grande quantidade de radiação térmica reutilizada.

Resposta D

Devido ao efeito estufa e às ilhas de calor ocorre um aumento da temperatura de determinadas áreas urbanas, acarretando o uso de aparelhos de ar condicionado e sistemas de refrigeração. Isto implica no aumento do consumo de energia elétrica.

Exercício 7:
Sob pressão normal (ao nível do mar), a água entra em ebulição à temperatura de 100 °C. Tendo por base essa informação, um garoto residente em uma cidade litorânea fez a seguinte experiência:

• Colocou uma caneca metálica contendo água no fogareiro do fogão de sua casa.

• Quando a água começou a ferver, encostou cuidadosamente a extremidade mais estreita de uma seringa de injeção, desprovida de agulha, na superfície do líquido e, erguendo o êmbolo da seringa, aspirou certa quantidade de água para seu interior, tapando-a em seguida.

• Verificando após alguns instantes que a água da seringa havia parado de ferver, ele ergueu o êmbolo da seringa, constatando, intrigado, que a água voltou a ferver após um pequeno deslocamento do êmbolo.

Considerando o procedimento anterior, a água volta a ferver porque esse deslocamento

a) permite a entrada de calor do ambiente externo para o interior da seringa.

b) provoca, por atrito, um aquecimento da água contida na seringa.

c) produz um aumento de volume que aumenta o ponto de ebulição da água.

d) proporciona uma queda de pressão no interior da seringa que diminui o ponto de ebulição da água.

e) possibilita uma diminuição da densidade da água que facilita sua ebulição.

Resposta D

Ao erguer o êmbolo diminui a pressão que o vapor exerce sobre a água e conseqüentemente diminui a temperatura de ebulição. Por isso, a água passa a ferver a uma temperatura inferior a 100 ºC.

Exercício 8:

A fonte de energia representada na figura, considerada uma das mais limpas e sustentáveis do mundo, é extraída do calor gerado 

a) pela circulação do magma no subsolo.

b) pelas erupções constantes dos vulcões.

c) pelo sol que aquece as águas com radiação ultravioleta.

d) pela queima do carvão e combustíveis fósseis.

e) pelos detritos e cinzas vulcânicas.

Resposta A

Pela circulação do magma no subsolo a água subterrânea é aquecida. Os vapores formados movimentam as turbinas gerando energia elétrica.

Exercício 9:
Observe a tabela seguinte. Ela traz especificações técnicas constantes no manual de instruções fornecido pelo fabricante de uma torneira elétrica.


Considerando que o modelo de maior potência da versão 220 V da torneira suprema foi inadvertidamente conectada a uma rede com tensão nominal de 127 V, e que o aparelho está configurado para trabalhar em sua máxima potência. Qual o valor aproximado da potência ao ligar a torneira?

a) 1.830 W b) 2.800 W c) 3.200 W

d) 4.030 W e) 5.500 W

Resposta A

Vamos inicialmente admitir que a resistência elétrica da torneira seja constante.

De P = U2/R, vem: P = (127)2/R (1) e 5500 = (220)2/R (2)

Dividindo membro a membro (1) por (2), resulta:

P/5500 = (127)2/(220)2 => P = 1833 W

Exercício 10:
A energia elétrica consumida nas residências é medida, em quilowatt-hora, por meio de um relógio medidor de consumo. Nesse relógio, da direita para esquerda, tem-se o ponteiro da unidade, da dezena, da centena e do milhar. Se um ponteiro estiver entre dois números, considera-se o último número ultrapassado pelo ponteiro. Suponha que as medidas indicadas nos esquemas seguintes tenham sido feitas em uma cidade em que o preço do quilowatt-hora fosse de R$ 0,20.


O valor a ser pago pelo consumo de energia elétrica registrado seria de

a) R$ 41,80. b) R$ 42.00. c) R$ 43.00. d) R$ 43,80. e) R$ 44,00.

Resposta: E

Leitura atual: 2783 kWh

Leitura do mês passado: 2563 kWh

Energia elétrica consumida: 2783 kWh - 2563 kWh = 220 kWh

Se 1 kWh custa R$ 0,20, então 220 kWh custarão R$ 44,00

Exercício 11:
Duas irmãs que dividem o mesmo quarto de estudos combinaram de comprar duas caixas com tampas para guardarem seus pertences dentro de suas caixas, evitando, assim, a bagunça sobre a mesa de estudos. Uma delas comprou uma metálica, e a outra, uma caixa de madeira de área e espessura lateral diferentes, para facilitar a identificação. Um dia as meninas foram estudar para a prova de Física e, ao se acomodarem na mesa de estudos, guardaram seus celulares ligados dentro de suas caixas.
Ao longo desse dia, uma delas recebeu ligações telefônicas, enquanto os amigos da outra tentavam ligar e recebiam a mensagem de que o celular estava fora da área de cobertura ou desligado.
Para explicar essa situação, um físico deveria afirmar que o material da caixa, cujo telefone celular não recebeu as ligações é de

a) madeira, e o telefone não funcionava porque a madeira não é um bom condutor de eletricidade.

b) metal, e o telefone não funcionava devido à blindagem eletrostática que o metal proporcionava.

c) metal, e o telefone não funcionava porque o metal refletia todo tipo de radiação que nele incidia.

d) metal, e o telefone não funcionava porque a área lateral da caixa de metal era maior.

e) madeira, e o telefone não funcionava porque a espessura desta caixa era maior que a espessura da caixa de metal.

Resposta B

O material da caixa, cujo telefone celular não recebeu as ligações deve ser de metal.

A caixa metálica produz o fenômeno da blindagem eletrostática. No interior da caixa o campo elétrico é nulo.

Exercício 12:
Um grupo de cientistas liderado por pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos Estados Unidos, construiu o primeiro metamaterial que apresenta valor negativo do índice de refração relativo para a luz visível. Denomina-se metamaterial um material óptico artificial, tridimensional, formado por pequenas estruturas menores do que o comprimento de onda da luz, o que lhe dá propriedades  e comportamentos que não são encontrados em materiais naturais. Esse material tem sido chamado de “canhoto”.
Disponível em: http://inovacaotecnologica.com.br.Acesso em: 28 abr.
2010 (adaptado).


Considerando o comportamento atípico desse metamaterial, qual é a figura que representa a refração da luz ao passar do ar para esse meio?


Resposta D

Seja S a superfície que separa os dois meios, R o raio incidente, R’ o raio refratado R’ e a normal N no ponto de incidência I. Para a passagem da luz do ar para um meio natural os raios R e R’ estão em quadrantes opostos.

Para a passagem da luz do ar para um metamaterial os raios R e R’ estão em quadrantes adjacentes:


Exercício 13:
Durante uma obra em um clube, um grupo de trabalhadores teve de remover uma escultura de ferro maciço colocada no fundo de uma piscina vazia. Cinco trabalhadores amarraram cordas à escultura e tentaram puxá-la para cima, sem sucesso.

Se a piscina for preenchida com água, ficará mais fácil para os trabalhadores removerem a escultura, pois a

a) escultura flutuará. Dessa forma. os homens não precisarão fazer força para remover a escultura do fundo.

b) escultura ficará com peso menor, Dessa forma, a intensidade da força necessária para elevar a escultura será menor.

c) água exercerá uma força na escultura proporcional a sua massa, e para cima. Esta força se somará á força que os trabalhadores fazem para anular a ação da força peso da escultura.

d) água exercerá uma força na escultura para baixo, e esta passará a receber uma força ascendente do piso da piscina. Esta força ajudará a anular a ação da força peso na escultura.

e) água exercerá uma força na escultura proporcional ao seu volume, e para cima. Esta força se somará à força que os trabalhadores fazem, podendo resultar em uma força ascendente maior que o peso da escultura.

Resposta E

A água exerce na escultura uma força vertical, de baixo para cima e de intensidade igual ao peso do líquido deslocado. Tal força é denominada empuxo. A intensidade do empuxo é proporcional ao volume de líquido deslocado que é o volume imerso da escultura. O empuxo, deste modo, tornará mais fácil a tarefa dos trabalhadores em erguer a escultura.

Exercício 14:
Deseja-se instalar uma estação de geração de energia elétrica em um município localizado no interior de um pequeno vale cercado de altas montanhas de difícil acesso. A cidade é cruzada por um rio, que é fonte de água para consumo, irrigação das lavouras de subsistência e pesca. Na região, que possui pequena extensão territorial, a incidência solar é alta o ano todo. A estação em questão irá abastecer apenas o município apresentado.

Qual forma de obtenção de energia, entre as apresentadas, é a mais indicada para ser implantada nesse município de modo a causar o menor impacto ambiental?

a) Termelétrica, país é possível utilizar a água do rio no sistema de refrigeração.

b) Eólica, pois a geografia do local é própria para a captação desse tipo de energia.

c) Nuclear, pois o modo de resfriamento de seus sistemas não afetaria a população.

d) Fotovoltaica, pois é possível aproveitar a energia solar que chega à superfície do local.

e) hidrelétrica, pois o rio que corta o município é suficiente para abastecer a usina construída.

Resposta D

A geração de energia elétrica mais indicada é por meio de células fotovoltáicas, pois na região citada é alta a incidência solar durante o ano todo.

sexta-feira, 24 de outubro de 2014

quinta-feira, 23 de outubro de 2014

Preparando-se para o ENEM / 2014

Ciências da Natureza e suas Tecnologias / 2009

Questão 1:
A eficiência de um processo de conversão de energia é definida como a razão entre a produção de energia ou trabalho útil e o total de entrada de energia no processo.
A figura mostra um processo com diversas etapas. Nesse caso, a eficiência geral será igual ao produto das eficiências das etapas individuais. A entrada de energia que não se transforma em trabalho útil é perdida sob formas não utilizáveis (como resíduos de calor).



Aumentar a eficiência dos processos de conversão de energia implica economizar recursos e combustíveis. Das propostas seguintes, qual resultará em maior aumento da eficiência geral do processo?


a) Aumentar a quantidade de combustível para queima na usina de força.
b) Utilizar lâmpadas incandescentes, que geram pouco calor e muita luminosidade.
c) Manter o menor número possível de aparelhos elétricos em funcionamento nas moradias.
d) Utilizar cabos com menor diâmetro nas linhas de transmissão a fim de economizar o material condutor.
e) Utilizar materiais com melhores propriedades condutoras nas linhas de transmissão e lâmpadas fluorescentes nas moradias.


Resolução:

Se o material for melhor condutor de eletricidade, reduzimos as perdas de energia elétrica por Efeito Joule nas linhas de transmissão. Para uma dada potência as lâmpadas fluorescentes são mais eficazes que as incandescentes.

Resposta: E

Questão 2:
O manual de instruções de um aparelho de ar-condicionado apresenta a seguinte tabela, com dados técnicos para diversos modelos:


Considere-se que um auditório possua capacidade para 40 pessoas, cada uma produzindo uma quantidade média de calor, e que praticamente todo o calor que flui para fora do auditório o faz por meio dos aparelhos de ar-condicionado. Nessa situação, entre as informações listadas, aquelas essenciais para se determinar quantos e/ou quais aparelhos de ar-condicionado são precisos para manter, com lotação máxima, a temperatura interna do auditório agradável e constante, bem como determinar a espessura da fiação do circuito elétrico para a ligação desses aparelhos, são

a) vazão de ar e potência.
b) vazão de ar e corrente elétrica - ciclo frio.
c) eficiência energética e potência.
d) capacidade de refrigeração e frequência.
e) capacidade de refrigeração e corrente elétrica – ciclo frio.

Resolução:

A manutenção da temperatura constante da sala depende da capacidade de refrigeração dos aparelhos que, por sua vez, se relaciona com a quantidade de calor liberada pelas 40 pessoas na sala.
Para uma dada fiação, a corrente máxima suportada, sem ocorrer a fusão do material condutor elétrico, depende da espessura do fio (área da seção transversal).
A demonstração desse fato, para um fio de comprimento L, resistividade
ρ, submetido a uma tensão elétrica U e atravessado por uma corrente elétrica de intensidade i, é feita a seguir:

1ª Lei de Ohm: R = U/i (I)
2ª Lei de Ohm: R = ρ.L/A (II)

Comparando-se (I) e (II), vem:

U/i = ρ.L/A => i = U.A/ρ.L

Observamos que a intensidade da corrente i é diretamente proporcional à área de seção transversal A.

Resposta: E 

Questão 3: 

O Brasil pode se transformar no primeiro país das Américas a entrar no seleto grupo das nações que dispõem de trens-bala. O Ministério dos Transportes prevê o lançamento do edital de licitação internacional para a construção da ferrovia de alta velocidade Rio-São Paulo.
A viagem ligará os 403 quilômetros entre a Central do Brasil, no Rio, e a Estação da Luz, no centro da capital paulista, em uma hora e 25 minutos.
 
Disponível em http://oglobo.globo.com.
Acesso em: 14jul 2009.


Devido à alta velocidade, um dos problemas a ser enfrentado na escolha do trajeto que será percorrido pelo trem é o dimensionamento das curvas. Considerando-se que uma aceleração lateral confortável para os passageiros e segura para o trem seja de 0,1 g, em que g é a aceleração da gravidade (considerada igual a 10 m/s2), e que a velocidade do trem se mantenha constante em todo o percurso, seria correto prever que as curvas existentes no trajeto deveriam ter raio de curvatura mínimo de, aproximadamente,

a) 80 m.
b) 430 m.
c) 800 m.
d) 1.600 m.
e) 6.400 m.


Resolução:

Com os dados fornecidos temos:
Δs = 403 km
Δt = 1h + 25min = 1h + 25/60 min ≅ 1,42 h

Assim:
v = Δs/Δt
v = 403km/1,42h => v 283,8 km/h => v 283,8/3,6 m/s 78,8 m/s

Na curva o trem terá uma aceleração centrípeta de:

acp = v2/R = 0,1g = v2/R
0,1.10 = (78,8)2/R
R 6209 m

Nas alternativas o valor mais próximo é o da alternativa e.

Resposta: E

Questão 4:

A instalação elétrica de uma casa envolve várias etapas, desde a alocação dos dispositivos, instrumentos e aparelhos elétricos, até a escolha dos materiais que a compõem, passando pelo dimensionamento da potência requerida, da fiação necessária, dos eletrodutos*, entre outras.
Para cada aparelho elétrico existe um valor de potência associado. Valores típicos de potências para alguns aparelhos elétricos são apresentados no quadro seguinte:



*Eletrodutos são condutos por onde passa a fiação de uma instalação elétrica, com a finalidade de protegê-la.
 

A escolha das lâmpadas é essencial para obtenção de uma boa iluminação. A potência da lâmpada deverá estar de acordo com o tamanho do cômodo a ser iluminado. O quadro a seguir mostra a relação entre as áreas dos cômodos (em m2) e as potências das lâmpadas (em W), e foi utilizado como referência para o primeiro pavimento de uma residência.


Obs.: Para efeitos dos cálculos das áreas, as paredes são desconsideradas.
Considerando a planta baixa fornecida, com todos os aparelhos em funcionamento, a potência total, em watts, será de

a) 4.070.
b) 4.270.
c) 4.320.
d) 4.390.

e) 4.470.

Resolução: 

(I) Observando-se a planta baixa fornecida, notamos que há em cada um dos cômodos da casa um dos respectivos aparelhos elétricos citados na primeira tabela. Por isso, a potência total requerida pelos
aparelhos é dada pela soma: 

(120 + 3000 + 500 + 200 + 200 + 50)W = 4070 W

(II) Lâmpada exigida na sala:
Área = 3 x 3 (
m2) = 9 m2 => 100 W

Lâmpada exigida no banheiro:
Área = 1,5 x 2,1 (
m2) 3,1 m2 => 60 W

Lâmpada exigida no corredor:
Área = 0,9 x 1,5 (
m2) 1,3 m2 => 60 W

Lâmpada exigida no quarto:
Área = 2,8 x 3 (
m2) = 8,4 m2 => 100 W

A potência total referente às lâmpadas é dada por:
(100 + 60 + 60 + 100)W = 320 W


(III) A potência total instalada na casa é obtida fazendo-se:
(4070 + 320) W = 4390 W


Resposta: D 

Questão 5:

O esquema mostra um diagrama de bloco de uma estação geradora de eletricidade abastecida por combustível fóssil.


Se fosse necessário melhorar o rendimento dessa usina, que forneceria eletricidade para abastecer uma cidade, qual das seguintes ações poderia resultar em alguma economia de energia, sem afetar a capacidade de geração da usina?

a) Reduzir a quantidade de combustível fornecido à usina para ser queimado.
b) Reduzir o volume de água do lago que circula no condensador de vapor.
c) Reduzir o tamanho da bomba usada para devolver a água líquida à caldeira.
d) Melhorar a capacidade dos dutos com vapor conduzirem calor para o ambiente.
e) Usar o calor liberado com os gases pela chaminé para mover um outro gerador.


Resolução:

A utilização de parte do calor liberado com os gases pela chaminé poderia produzir mais energia elétrica em um segundo gerador. Tal ação aumentaria o rendimento total do sistema, sem alterar a capacidade de
geração do gerador principal.


Resposta: E

Questão 6: 
Umidade relativa do ar é o termo usado para descrever a quantidade de vapor de água contido na atmosfera. Ela é definida pela razão entre o conteúdo real de umidade de uma parcela de ar e a quantidade de umidade que a mesma parcela de ar pode armazenar na mesma temperatura e pressão quando está saturada de vapor, isto é, com 100% de umidade relativa.
O gráfico representa a relação entre a umidade relativa do ar e sua temperatura ao longo de um período de 24 horas em um determinado local.


Considerando-se as informações do texto e do gráfico, conclui-se que

a) a insolação é um fator que provoca variação da umidade relativa do ar.
b) o ar vai adquirindo maior quantidade de vapor de água à medida que se aquece.
c) a presença de umidade relativa do ar é diretamente proporcional à temperatura do ar.
d) a umidade relativa do ar indica, em termos absolutos, a quantidade de vapor de água existente na atmosfera.
e) a variação da umidade do ar se verifica no verão, e não no inverno, quando as temperaturas permanecem baixas.


Resolução:

Do gráfico fornecido verifica-se que a umidade relativa do ar diminuiu com o aumento da temperatura. A insolação ao longo de um dia provoca uma variação da temperatura ambiente e uma consequente variação na umidade relativa do ar.

Resposta: A 

Questão 7:
O ônibus espacial Atlantis foi lançado ao espaço com cinco astronautas a bordo e uma câmera nova, que iria substituir uma outra danificada por um curto-circuito no telescópio Hubble. Depois de entrarem em órbita a 560 km de altura, os astronautas se aproximaram do Hubble. Dois astronautas saíram da Atlantis e se dirigiram ao telescópio.
Ao abrir a porta de acesso, um deles exclamou: “Esse telescópio tem a massa grande, mas o peso é pequeno.”



Considerando o texto e as leis de Kepler, pode-se afirmar que a frase dita pelo astronauta


a) se justifica porque o tamanho do telescópio determina a sua massa, enquanto seu pequeno peso decorre da falta de ação da aceleração da gravidade.
b) se justifica ao verificar que a inércia do telescópio é grande comparada à dele próprio, e que o peso do telescópio é pequeno porque a atração gravitacional criada por sua massa era pequena.
c) não se justifica, porque a avaliação da massa e do peso de objetos em órbita tem por base as leis de Kepler, que não se aplicam a satélites artificiais.
d) não se justifica, porque a força-peso é a força exercida pela gravidade terrestre, neste caso, sobre o telescópio e é a responsável por manter o próprio telescópio em órbita.
e) não se justifica, pois a ação da força-peso implica a ação de uma força de reação contrária, que não existe naquele ambiente. A massa do telescópio poderia ser avaliada simplesmente pelo seu volume.


Resolução:

A força que mantém o satélite em órbita é a força gravitacional que a Terra exerce sobre o telescópio. Um corpo em órbita, está em uma constante “queda livre” (a = g). Nessa situação seu peso aparente é nulo. Por isso os astronautas, no interior de uma nave, flutuam.

Resposta: D 

Questão 8:
É possível, com 1 litro de gasolina, usando todo o calor produzido por sua combustão direta, aquecer 200 litros de água de 20°C a 55°C. Pode-se efetuar esse mesmo aquecimento por um gerador de eletricidade, que consome 1 litro de gasolina por hora e fornece 110 V a um resistor de 11 Ω, imerso na água, durante um certo intervalo de tempo. Todo o calor liberado pelo resistor é transferido à água.
Considerando que o calor específico da água é igual a 4,19 J.g
-1.°C-1, aproximadamente qual a quantidade de gasolina consumida para o aquecimento de água obtido pelo gerador, quando comparado ao obtido a partir da combustão?
a) A quantidade de gasolina consumida é igual para os dois casos.
b) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes maior que a consumida na combustão.
c) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes menor que a consumida na combustão.
d) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes maior que a consumida na combustão.
e) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes menor que a consumida na combustão.

Resolução:

Quantidade de calor necessária para aquecer a água:
Q = m.c.Δθ

Q = 200.(4,19.103). 35 (J)
Q = 29330.103 J


Potência elétrica do gerador:

P = U2/R => P = (110)2/11 (W)
P = 1100 W

Sendo:

P = Q/Δt => Δt = Q/P
Δt = 29330.10/1100 (s)
Δt = 26663 s 7,4 h

O consumo de gasolina no gerador será da ordem de 7 litros.


Resposta: D 

Questão 9:
O progresso da tecnologia introduziu diversos artefatos geradores de campos eletromagnéticos. Uma das mais empregadas invenções nessa área são os telefones celulares e smartphones. As tecnologias de transmissão de celular atualmente em uso no Brasil contemplam dois sistemas. O primeiro deles é operado entre as frequências de 800 MHz e 900 MHz e constitui os chamados sistemas TDMA/CDMA. Já a tecnologia GSM, ocupa a frequência de 1.800 MHz.
Considerando que a intensidade de transmissão e o nível de recepção “celular” sejam os mesmos para as tecnologias de transmissão TDMA/CDMA ou GSM, se um engenheiro tiver de escolher entre as duas tecnologias para obter a mesma cobertura, levando em consideração apenas o número de antenas em uma região, ele deverá escolher:

a) a tecnologia GSM, pois é a que opera com ondas de maior comprimento de onda.
b) a tecnologia TDMA/CDMA, pois é a que apresenta Efeito Doppler mais pronunciado.
c) a tecnologia GSM, pois é a que utiliza ondas que se propagam com maior velocidade.
d) qualquer uma das duas, pois as diferenças nas frequências são compensadas pelas diferenças nos comprimentos de onda.
e) qualquer uma das duas, pois nesse caso as intensidades decaem igualmente da mesma forma independentemente da frequência.


Resolução:

A intensidade de onda I é inversamente proporcional ao quadrado da distância x do telefone celular à antena, conforme a expressão:

I = P/4πx2
P => potência da fonte
x => distância relativa à fonte


Assim, considerando-se a mesma intensidade de transmissão, as frequências correspondentes às tecnologias TDMA/CDMA e GSM diminuem igualmente à medida que aumenta a distância à antena transmissora.


Resposta: E 

Questão 10:
O Sol representa uma fonte limpa e inesgotável de energia para o nosso planeta. Essa energia pode ser captada por aquecedores solares, armazenada e convertida posteriormente em trabalho útil. Considere determinada região cuja insolação – potência solar incidente na superfície da Terra – seja de 800 watts/m2. Uma usina termossolar utiliza concentradores solares parabólicos que chegam a dezenas de quilômetros de extensão. Nesses coletores solares parabólicos, a luz refletida pela superfície parabólica espelhada é focalizada em um receptor em forma de cano e aquece o óleo contido em seu interior a 400°C. O calor desse óleo é transferido para a água, vaporizando-a em uma caldeira. O vapor em alta pressão movimenta uma turbina acoplada a um gerador de energia elétrica.
Considerando que a distância entre a borda inferior e a borda superior da superfície refletora tenha 6 m de largura e que focaliza no receptor os 800 watts/m2 de radiação provenientes do Sol, e que o calor específico da água é 1 cal.g-1.°C-1 = 4.200 J.kg-1.°C-1, então o comprimento linear do refletor parabólico necessário para elevar a temperatura de 1 m
3 (equivalente a 1 t) de água de 20 °C para 100 °C, em uma hora, estará entre

a) 15 m e 21 m.
b) 22 m e 30 m.
c) 105 m e 125 m.
d) 680 m e 710 m.
e) 6.700 m e 7.150 m.

Resolução:

Da equação fundamental da calorimetria:
Q = m.c.
Δθ
Q = 1000.4200.80 (J)
Q = 336.10
6 J

A potência P será dada por:
P = Q/Dt = 336.106J/3600s

P = 9,3.104 W

Para uma largura de 6m e comprimento linear x, temos uma área A = 6x:

1 m2 ........................... 800W
6x m2 ......................... 9,3.104

6x = 9,3.104/800

x 19 m

Resposta: A