Física no carnaval

Hoje é terça-feira de Carnaval. Um ótimo dia para recordar alguns conceitos de Física que remetem à festa popular, outrora conhecida como "Tríduo Momesco".
As questões selecionadas foram propostas na prova da ETEC, São Paulo.
 
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Borges e Nicolau

Divirta-se...

Exercício 1:
Normalmente, o corpo humano começa a "sentir calor" quando a temperatura ambiente ultrapassa a marca de 24 ºC. A partir daí, o organismo passa a eliminar o suor que é um dos mecanismos do corpo para manter seu equilíbrio térmico. Se a temperatura no interior de um salão de baile carnavalesco variar de 30 ºC para 32xºC, o folião ficará com sua roupa completamente encharcada de suor. Essa variação de temperatura nas escalas Fahrenheit (ºF) e Kelvin (K) corresponde, respectivamente, a

(A) 1,8 e 1,8          (B) 1,8 e 2,0          (C) 2,0 e 2,0       
(D) 2,0 e 3,6          (E) 3,6 e 2,0

Dados: ºC/5 = (ºF - 32)/9
           K = ºC + 273

Resolução:

Para as variações de temperatura, temos:

1) Δθ_C/5 = Δθ_F/9 => (32-30)/5 = Δθ_F/9 => Δθ_F = 3,6 ºF

2) ΔT = Δθ_C => ΔT = (32-30) => ΔT = 2,0 K
 
Resposta: E

Exercício 2:
A realização do Carnaval em Juiz de Fora, em 2006, reafirma o compromisso da prefeitura local em apoiar e estimular as manifestações autenticamente populares de nosso país. Juiz de Fora é uma cidade mineira tradicional, onde o samba não fica de fora. Para garantir a festa e para uma melhor apreciação dos desfiles pelo público montou-se, na passarela do samba e arredores, uma infraestrutura com lanchonetes, banheiros químicos e um arrojado sistema de som e iluminação.

A tabela apresenta o investimento da prefeitura no quesito iluminação.

Se o valor do kWh é R$ 0,30, o gasto da prefeitura com a energia consumida durante as cinco horas de desfiles ininterruptos foi, em R$, igual a

(A) 104,00
(B) 128,00
(C) 264,00
(D) 396,00
(E) 492,00

Resolução:

Energia = Potência x Intervalo de tempo

E_el = [(400/1000).300 kW.5 h]+[(2000/1000).60 kW.5 h]+[(2000/1000).12 kW.5 h] 
E_el = 1320 kWh

     1 kWh --> R$ 0,30
1320 kWh --> X

X = R$ 396,00

Resposta: D

Exercício 3:
A bateria é o coração de uma agremiação e sustenta com vigor a cadência indispensável para o desenvolvimento do desfile de Carnaval. O canto e a dança se apoiam no ritmo da bateria que reúne diversos tipos de instrumentos - surdo, caixa de guerra, repique, chocalho, tamborim, cuíca, agogô, reco-reco, pandeiro e prato - de sons graves e agudos, que dão estrutura ao ritmo.
As qualidades fisiológicas do som estão relacionadas com as sensações produzidas em nossos ouvidos. Essas qualidades são:

a) a altura, a velocidade e o meio de propagação
b) a intensidade, a altura e o timbre.
c) a velocidade, o timbre e a amplitude
d) o timbre, a frequência e o eco
e) o eco, a velocidade e a intensidade.

Resolução:

As três qualidades fisiológicas do som são: altura, intensidade e timbre.

Resposta: B

Exercício 4:
Você está na avenida assistindo a um desfile de escola de samba, ao ar livre, e a cabeça de um espectador se interpõe entre você e a bateria. Apesar da interposição você continua ouvindo a bateria porque

a) a cabeça do espectador não é suficientemente grande comparada ao comprimento de onda do som.
b) o comprimento de onda do som é muito menor do que a cabeça do espectador.
c) as ondas sonoras atravessam facilmente a cabeça do espectador.
d) a cabeça do espectador ressoa a onda sonora.
e) o som é refletido pela cabeça do espectador.

Resolução:

Você continua ouvindo a bateria por que o som se difrata na cabeça do espectador uma vez que ela não é suficientemente grande quando comparada ao comprimento de onda do som. A difração ocorre quando a dimensão do obstáculo é menor ou igual ao comprimento de onda. O comprimento de onda do som varia aproximadamente entre 2 cm e 20 m.

Resposta: A

Exercício 5:
Para dar o efeito de uma saia rodada o figurinista da escola de samba coloca sob a saia das baianas uma armação formada por três tubos plásticos paralelos, em forma de bambolês, com raios aproximadamente iguais a 
r₁ = 0,50 m, r₂ = 0,75 m e r₃ = 1,20 m.

(Adaptado da Revista Veja, nº 35, de 01/09/2004, p. 82)

Pode-se afirmar que quando a baiana roda, a relação entre as velocidades angulares (ω) respectivas aos bambolês 1, 2 e 3 é

(A) ω₁ > ω₂ > ω₃
(B) ω₁ < ω₂ < ω₃ 
(C) ω₁ = ω₂ = ω₃
(D) ω₁ = ω₂ > ω₃ 
(E) ω₁ > ω₂ = ω₃
 
Resolução:

Quando a baiana roda os pontos dos bambolês descrevem ângulos iguais no mesmo intervalo de tempo. Portanto, os bambolês giram com velocidades angulares iguais.

Resposta: C

Exercício 6:
Com o auxílio de um guindaste, uma plataforma de massa 5 kg é utilizada para erguer, desde o solo até uma altura de 5 m a atriz que será destaque de um dos carros alegóricos da escola de samba Unidos da Lua Cheia, cuja fantasia tem massa de 25 kg.

Se o trabalho que o peso do conjunto atriz+fantasia+plataforma realiza durante esse deslocamento tiver módulo igual a 4500 J, a massa da atriz será, em kg, igual a

(A) 90
(B) 75
(C) 60
(D) 55
(E) 40

Dado: g = 10 m/s²

Resolução:

τ = -M.g.h => -4500 = -(m+5+25).10.5 => m = 60 kg

Resposta: C