sábado, 30 de novembro de 2013

Especial de Sábado

Um pouco da História da Física

Borges e Nicolau

Olá pessoal. Já apresentamos breves biografias de Isaac Newton, Nicolau Copérnico, Galileu Galilei e Robert Hooke. Hoje vamos falar um pouco de Johannes Kepler. Aproveitamos para ressaltar a professores e alunos que é da maior importância ampliar as biografias e destacar fatos que apresentem dados interessantes da vida dessas pessoas notáveis que estamos mostrando. Aceitamos colaborações.



Para saber mais clique aqui.

No próximo sábado: Arquimedes

sexta-feira, 29 de novembro de 2013

Física Animada

quinta-feira, 28 de novembro de 2013

Caiu no vestibular

Potência e rendimento

(FGV-SP)
A montadora de determinado veículo produzido no Brasil apregoa que a potência do motor que equipa o carro é de 100 HP (1 HP = 750 W). Em uma pista horizontal e retilínea de provas, esse veículo, partindo do repouso, atingiu a velocidade de 144 km/h em 20 s. Sabendo que a massa do carro é de 1 000 kg, o rendimento desse motor, nessas condições expostas, é próximo de:

a) 30%.    b) 38%.    c) 45%.    d) 48%.    e) 53%.

Resolução:

A potência total do motor é Pot(total) = 100 HP = 75000 W

Vamos calcular a potência útil:

Pot(util)τ/Δt => Pot(util = (m.v2/2)/Δt => 
Pot(util) = 1000.(40)2/2)/20 =>   
Pot(util) = 40000 W

O rendimento do motor é a razão entre as potências útil e total:

η = Pot(util)/Pot(total) => η = 40000/75000 => η  0,53 = 53% 

Resposta: e

quarta-feira, 27 de novembro de 2013

Cursos do Blog - Eletricidade

17ª aula - 2º semestre
Efeito Fotoelétrico (II)

Borges e Nicolau

Resumo:

Um quantum de energia E de uma radiação eletromagnética de frequência f é dada pela equação de Planck:

E = h.f

A constante h é denominada constante de Planck, sendo no Sistema Internacional igual a 6,63.10-34 J.s.

A constante de Planck pode ser expressa por 4,14.10-15 eV.s.

Radiação eletromagnética, como a luz, por exemplo, incidindo na superfície de um metal pode extrair elétrons dessa superfície. Este fenômeno é denominado efeito fotoelétrico.

A quantidade mínima de energia Φ que um elétron necessita receber para ser extraído do metal é denominada função trabalho, que é uma característica do metal.


Equação fotoelétrica de Einstein:

Ec = hf - Φ

Frequência de corte  f0 :

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx f0 = Φ/h

Exercícios básicos

Exercício 1:
Qual a frequência mínima (frequência de corte) de emissão de fotoelétrons do sódio?

Dados: função trabalho do sódio Φ = 2,28 eV
xxxxxxxconstante de Planck h = 4,14.10-15 eV.s.

Resolução: clique aqui

Exercício 2:
A função trabalho do zinco é 4,31 eV. Verifique se há emissão de fótons elétrons quando sobre uma placa de zinco incide luz de comprimento de onda 4,5.10-7 m. 

Dados: constante de Planck h = 4,14.10-15 eV.s.
xxxxxxxvelocidade de propagação da luz no vácuo c = 3.108 m/s

Resolução: clique aqui

Exercício 3:
A função trabalho do potássio é igual a 2,24 eV. A energia cinética máxima de um fóton emitido é de 1,90 eV. Determine a frequência e o comprimento de onda da radiação eletromagnética que produziu essa emissão.

Dados: constante de Planck h = 4,14.10-15 eV.s.
xxxxxxxvelocidade de propagação da radiação eletromagnética no vácuo 0-15
xxxxxxxc = 3.108 m/s

Resolução: clique aqui

Exercício 4:
(UFG-GO)
Um laser emite um pulso de luz monocromático com duração de 6,0 ns, com frequência de 4,0 x 1014 Hz e potência de 110 mW. O número de fótons contidos nesse pulso é 0-15

a) 2,5 x 109
b) 2,5 x 1012
c) 6,9 x 1013
d) 2,5 x 1014
e) 4,2 x 1017

Dados: constante de Planck: h = 6,6 x 10-34 J.s
xxxxxxx1,0 ns = 1,0 x 10-9 s 

Resolução: clique aqui

Exercício 5:
(UEPB)
“Quanta do latim”

Plural de quantum
Quando quase não há
Quantidade que se medir
Qualidade que se expressar
Fragmento infinitésimo
Quase que apenas mental...”
(Gilberto Gil)

O trecho acima é da música Quanta, que faz referência ao quanta, denominação atribuída aos pequenos pacotes de energia emitidos pela radiação eletromagnética, segundo o modelo desenvolvido por Max Planck, em 1900. Mais tarde Einstein admite que a luz e as demais radiações eletromagnéticas deveriam ser consideradas como um feixe desses pacotes de energia, aos quais chamou de fótons, que significa “partículas de luz”, cada um transportando uma quantidade de energia.
Adote, h = 6,63 . 10-34 J.s e 1 eV = 1,6 . 10-19 J.
Com base nas informações do texto acima, pode-se afirmar que:

a) quando a frequência da luz incidente numa superfície metálica excede um certo valor mínimo de frequência, que depende do metal de que foi feita a superfície, esta libera elétrons;

b) as quantidades de energia emitidas por partículas oscilantes, independem da frequência da radiação emitida;

c) saltando de um nível de energia para outro, as partículas não emitem nem absorvem energia, uma vez que mudaram de estado quântico;

d) a energia de um fóton de frequência 100 MHz é de 663.10-28 eV;

e) o efeito fotoelétrico consiste na emissão de fótons por uma superfície metálica, quando atingida por um feixe de elétrons.

Resolução: clique aqui

Exercício 6:
(UFPE)
Para liberar elétrons da superfície de um metal é necessário iluminá-lo com luz de comprimento de onda igual ou menor que 6,0.10-7 m.

Qual o inteiro que mais se aproxima da frequência óptica, em unidades de
1014 Hz necessária para liberar elétrons com energia cinética igual
a 3,0 eV? 0-15

Dados: constante de Planck h = 4,14.10-15 eV.s.
xxxxxxxvelocidade de propagação da luz no vácuo c = 3.108 m/s

Resolução: clique aqui

Exercícios de Revisão

Revisão/Ex 1:
(ITA)
Incide-se luz num material fotoelétrico e não se observa a emissão de elétrons. Para que ocorra a emissão de elétrons do mesmo material basta que se aumente(m):

a) a intensidade da luz. 
b) a frequência da luz
c) o comprimento de onda da luz.
d) a intensidade e a frequência da luz.
e) a intensidade e o comprimento de onda da luz. 

Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 2:
(MEC)
O efeito fotoelétrico contrariou as previsões teóricas da física clássica porque mostrou que a energia cinética máxima dos elétrons, emitidos por uma placa metálica iluminada, depende:

a) exclusivamente da amplitude da radiação incidente.
b) da frequência e não do comprimento de onda da radiação incidente.
c) da amplitude e não do comprimento de onda da radiação incidente.
d) do comprimento de onda e não da frequência da radiação incidente.
e) da frequência e não da amplitude da radiação incidente.

Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 3:
(CEFET-MG)
No efeito fotoelétrico, elétrons são retirados de uma superfície metálica por meio de colisões com fótons incidentes. A energia __________ com que saem os fotoelétrons é _______ à energia dos fótons menos a energia que os prende na superfície do metal, denominada função ____________.

A opção que preenche corretamente a sequencia de lacunas é

a) cinética, igual, trabalho.
b) elétrica, menor que, elétrica.
c) cinética, menor que, trabalho.
d) luminosa, maior que, potência.
e) potencial, equivalente, potência.

Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 4:
(Fuvest-SP)
Em um laboratório de física, estudantes fazem um experimento em que radiação eletromagnética de comprimento de onda λ = 300 nm incide em uma placa de sódio, provocando a emissão de elétrons. Os elétrons escapam da placa com energia cinética máxima EC = E - W, sendo E a energia de um fóton da radiação e W a energia mínima necessária para extrair um elétron da placa. A energia de cada fóton é E = h.f, sendo h a constante de Planck e f a frequência da radiação. 

Determine:

a) a frequência f da radiação incidente na placa de sódio;
b) a energia E de um fóton dessa radiação;
c) a energia cinética máxima EC de um elétron que escapa da placa de sódio;
d) a frequência f0 da radiação eletromagnética, abaixo da qual é impossível
haver emissão de elétrons da placa de sódio.

Note e adote:
Velocidade da radiação eletromagnética: c = 3,0.108 m/s
1 nm = 10-9 m
h = 4.10-15 eV.s
W (sódio) = 2,3 eV
1 eV = 1,6.10-19 J

Resolução: clique aqui

terça-feira, 26 de novembro de 2013

Cursos do Blog - Termologia, Óptica e Ondas

17ª aula - 2º semestre
Reflexão e Refração de Ondas

Borges e Nicolau

Reflexão de ondas

Quando uma onda sofre  reflexão, a frequência, a velocidade de propagação e o comprimento de onda não variam.

Justificando:
Como a frequência depende somente da fonte, concluímos que a frequência da onda incidente é a mesma da onda refletida. A velocidade de propagação da onda depende do meio no qual ela se propaga. Na reflexão não há mudança de meio, logo a velocidade de propagação da onda incidente é a mesma da onda refletida. Não havendo mudança na frequência e na velocidade de propagação, resulta que o comprimento de onda também não varia.

Reflexão de um pulso que se propaga numa corda tensa

Vamos analisar dois casos:

1º Caso: reflexão em uma extremidade fixa

Considere uma corda AB com a extremidade B fixa em um ponto de uma parede rígida. Um pulso produzido na extremidade A, ao atingir o ponto B sofre reflexão e volta “invertido” em relação ao pulso incidente.
Neste caso, dizemos que a reflexão ocorreu com inversão de fase.


2º Caso: reflexão em uma extremidade livre

Podemos imaginar este caso considerando a extremidade B da corda presa a um anel que pode deslizar, sem atrito, ao longo de um eixo vertical. O pulso incidente atinge o ponto B e o anel sobe. Ao descer produz um pulso refletido "não invertido" em relação ao pulso incidente.
Nesta situação, dizemos que a reflexão ocorreu sem inversão de fase.


Refração de ondas

Quando uma onda sofre refração, a frequência não varia. A velocidade de propagação e o comprimento de onda variam no mesmo sentido, isto é, no meio onde a velocidade de propagação é maior o comprimento de onda também é maior.

Justificando:
Como a frequência depende somente da fonte, concluímos que a frequência da onda incidente é a mesma da onda refratada. A velocidade de propagação da onda depende do meio no qual ela se propaga. Na refração há mudança de meio, logo a velocidade de propagação da onda incidente é diferente da velocidade da onda refratada. De v = λ.f concluímos que o comprimento de onda da onda incidente é diferente do comprimento de onda da onda refratada.

Velocidade de propagação de uma onda transversal numa corda tensa

Considere uma corda de massa m e comprimento L e sob ação de uma força de tração de intensidade F.
Densidade linear da corda é a grandeza μ definida pela relação entre a massa m da corda e o seu comprimento L:

μ = m/L 

A velocidade de propagação da onda na corda é dada pela raiz quadrada de F sobre μ:

v = (F/μ)

Refração de um pulso que se propaga numa corda tensa

Considere o sistema constituído de duas cordas (1) e (2), de densidades lineares diferentes μ1 e μ2 com μ1 < μ2. Seja O o ponto de junção das cordas e F a intensidade da força de tração ao longo das cordas.
A extremidade B está fixa. O pulso produzido na extremidade A propaga-se na corda (1) com velocidade v1 = (F/μ1).
Ao atingir a junção O, parte do pulso passa a se propagar na corda (2), isto é, ocorre refração do pulso. Na corda (2) a velocidade de propagação é
v2 = (F/μ2) e sendo μ1 < μ2 resulta  v1 > v2


Na junção O, além da parte do pulso que se refrata, parte do pulso é refletido. O pulso refletido propaga-se com a mesma velocidade do pulso incidente. Observe que a reflexão ocorre com inversão de fase, pois o pulso incidente se propaga no sentido do meio (1) que é menos rígido para o meio (2), mais rígido.


Animação:
Clique aqui

Exercícios básicos
 

Exercício 1:
Assinale a proposição correta:

I) Na reflexão a frequência, a velocidade de propagação e o comprimento de onda não variam.
II) Na refração a frequência não varia. A velocidade de propagação e o comprimento de onda variam na mesma proporção.
III) A reflexão de um pulso pode ocorre com ou sem inversão de fase.
IV) A refração de um pulso ocorre sem inversão de fase.

Resolução: clique aqui

Exercício 2:
Um pulso é produzido na extremidade A de uma corda tensa, em duas situações mostradas nas figuras. Na primeira a extremidade B é fixa e na segunda livre.
Faça duas figuras representando o pulso refletido em cada situação.


Resolução: clique aqui

Exercício 3:
Considere o sistema constituído de duas cordas (1) e (2), de densidades lineares diferentes μ1 e μ2 com μ1 = μ2/4. Um pulso é produzido na extremidade A da corda tensa e na junção O sofre refração.
Determine a relação entre as velocidades de propagação v1/v2.


Resolução: clique aqui

Exercício 4:
Considere o sistema constituído de duas cordas (1) e (2), de densidades lineares diferentes, μ1 e μ2 com μ1 > μ2. O pulso produzido na extremidade A propaga-se na corda (1), atinge a junção O, e sofre refração e reflexão.


Faça uma figura representando os pulsos refratado e refletido.

Resolução: clique aqui

Exercício 5:
Um pulso com a forma indicada na figura abaixo é produzido na extremidade A de uma corda tensa, com a extremidade B fixa numa parede.


Das duas situações indicadas abaixo qual corresponde ao pulso refletido?


Resolução: clique aqui

Exercícios de Revisão

Revisão/Ex 1:
(FEI-SP)
As figuras representam dois pulsos que se propagam em duas cordas (I) e (II). Uma das extremidades da corda (I) é fixa e uma das extremidades da corda (II) é livre.



As formas dos pulsos reletidos em ambas as cordas, são respectivamente:







                            (e) Não há reflexão na corda (II)

Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 2:
(UCBA)
O esquema representa um pulso que se propaga numa mola de extremidades fixas. A seta indica o sentido de propagação.



Dentre os esquemas a seguir o que representa o pulso refletido é:







Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 3:
(UNB-DF)
O pulso assimétrico incidente de B para A (figura abaixo) deverá sofrer reflexão em A.



A configuração da corda após a reflexão será a figura:



a) I se a extremidade A for livre.
b) II se a extremidade A for livre.
c) III se a extremidade A for fixa.
d) IV se a extremidade A for fixa.

Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 4:
(UC-GO)
A figura mostra o esquema composto por uma fonte de vibração ligada a duas cordas conectadas e tracionadas, uma corda PQ com densidade linear μ1 e a uma corda QR com densidade linear μ2 > μ1. Uma onda senoidal se propaga a partir da fonte com velocidade v1 = 15 m/s e comprimento de onda λ1 = 1,5 m na corda PQ. A onda continua a se propagar com uma velocidade v2 = 6 m/s na corda QR. Determine a frequência de vibração da fonte e o comprimento de onda na corda QR.



Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 5:
(Mackenzie-SP)
A figura mostra uma onda transversal periódica, que se propaga com velocidade v1 = 8 m/s em uma corda AB, cuja densidade linear é μ1. Esta corda está ligada a uma outra BC, cuja densidade é μ2, sendo que a velocidade de propagação da onda nesta segunda corda é v2 = 10 m/s.



O comprimento de onda quando a onda se propaga na corda BC é igual a:

a) 7 m.
b) 6 m.
c) 5 m. 
d) 4 m.
e) 3 m. 

Resolução: clique aqui

segunda-feira, 25 de novembro de 2013

A Física nos vestibulares

Fuvest - Primeira fase

Questão 1:
Em uma competição de salto em distância, um atleta de 70 kg tem, imediatamente antes do salto, uma velocidade na direção horizontal de módulo 10 m/s. Ao saltar, o atleta usa seus músculos para empurrar o chão na direção vertical, produzindo uma energia de 500 J, sendo 70% desse valor na forma de energia cinética. Imediatamente após se separar do chão o módulo da velocidade do atleta é mais próximo de

a) 10,0 m/s b) 10,5 m/s c) 12,2 m/s d) 13,2 m/s e) 13,8 m/s

Resolução:

Energia cinética do atleta antes do salto:

ECantes = m.(vh)2/2 => ECantes = 70.102/2 => ECantes = 3500 J

Energia cinética do atleta ao empurrar o chão:

ECchão = 70%.500J = 350 J

Energia cinética total do atleta:

ECtotal = 3500J+350J = 3850 J

Velocidade do atleta imediatamente após separar-se do chão:

ECtotal = m.v2/2 => 3850 = 70.v2/2 => v2 = 110(m/s)2 => v  10,5 m/s

Resposta: b

Questão 2:
Um núcleo de polônio-204 (204Po), em repouso, transmuta-se em um núcleo de chumbo-200 (200Pb), emitindo uma partícula alfa (α) com energia cinética Eα.

Nesta reação, a energia cinética do núcleo de chumbo é igual a

a) Eα     b) Eα /4     c) Eα/50     d) Eα/200     e) Eα/204



Resolução:

Conservação da quantidade de movimento:

QPo = QPb + Qα => 0 = mPb.vPb + mα.vα

Em módulo, temos:

mPb.vPb = mα.vα => 200.vPb = 4.vα => vPb = vα/50
Eα = mα.(vα)2/2 = 4.(vα)2/2 => Eα = 2.(vα)2 (1)
EPb = mPb.(vPb)2/2 = 200.(vα/50)2/2 => EPb = (vα)2/25 (2)

De (1) e (2), resulta:

EPb = Eα/50

Resposta: c

Questão 3:
Um bloco de madeira impermeável, de massa M e dimensão 2 x 3 x 3 cm3, é inserido muito lentamente na água de um balde, até a condição de equilíbrio, com metade de seu volume submersa.



A água que vaza do balde é coletada em um copo e tem massa m. A figura ilustra as situações inicial e final; em ambos os casos, o balde encontra-se cheio de água até sua capacidade máxima. A relação entre as massas m e M é tal que

a) m = M/3
b) m = M/2
c) m = M
d) m = 2M
e) m = 3M

Resolução:

No equilíbrio do bloco, temos para as intensidades das forças:

Peso do bloco = empuxo

Peso do bloco = peso da água deslocada

M.g = m.g => M = m

Resposta: c

Questão 4:
Para passar de uma margem a outra de um rio, uma pessoa se pendura na extremidade de um cipó esticado, formando um ângulo de 30º com a vertical, e inicia, com velocidade nula, um movimento pendular. Do outro lado do rio, a pessoa se solta do cipó no instante em que sua velocidade fica novamente igual a zero. Imediatamente antes de se soltar, sua aceleração tem

a) valor nulo.
b) direção que forma um ângulo de 3 com a vertical e módulo 9m/s2.
c) direção que forma um ângulo de 3 com a vertical e módulo 5m/s2.
d) direção que forma um ângulo de 6 com a vertical e módulo 9m/s2.
e) direção que forma um ângulo de 60º com a vertical e módulo 5m/s2.

Resolução:



Na posição em que v = 0, a aceleração centrípeta é nula e portanto T = Pn.

A resultante tem módulo Pt. Portanto, neste instante a aceleração da pessoa é a aceleração tangencial, cujo módulo é dado por:

Pt = m.at => m.g.sen 30º = m.at => at = 10.(1/2) => at = 5 m/s2

A direção de at forma um ângulo de 60° com a vertical.

Resposta: e

Questão 5:
Uma estação espacial foi projetada com formato cilíndrico, de raio R igual a 100 m, como ilustra a figura abaixo.



Para simular o efeito gravitacional e permitir que as pessoas caminhem na parte interna da casca cilíndrica, a estação gira em torno de seu eixo, com velocidade angular constante ω. As pessoas terão sensação de peso, como se estivessem na Terra, se a velocidade ω for, aproximadamente,

a) 0,1 rad/s     b) 0,3 rad/s     c) 1 rad/s     d) 3 rad/s     e) 10 rad/s


Note e adote:
A aceleração gravitacional na superfície da Terra é g = 10 m/s2.

Resolução:

Para que as pessoas tenham sensação de peso, como se estivessem na Terra, devemos impor que a aceleração de qualquer ponto da casca cilíndrica (
ω2.R) seja igual à aceleração da gravidade g:

ω2.R = g => ω2.100 = 10 => ω= 0,1 => ω  0,3 rad/s

Resposta: b

Questão 6:
Uma lâmina bimetálica de bronze e ferro, na temperatura ambiente, é fixada por uma de suas extremidades, como visto na figura abaixo.



Nessa situação, a lâmina está plana e horizontal. A seguir, ela é aquecida por uma chama de gás. Após algum tempo de aquecimento, a forma assumida pela lâmina será mais adequadamente representada pela figura:



Note e adote:
O coeficiente de dilatação linear do ferro é: 1,2.10-5 ºC-1.
O coeficiente de dilatação linear do bronze é: 1,8.10-5 ºC-1.
Após o aquecimento a temperatura da lâmina é uniforme.

Resolução:

As barras de bronze e ferro têm o mesmo comprimento inicial e sofrem a mesma variação de temperatura. Como o bronze tem maior coeficiente de dilatação, concluímos que a barra de bronze dilata mais. Portanto a lâmina vai curvar e a barra de bronze deve ser o arco externo.


Resposta: d

Questão 7:
Um prisma triangular desvia um feixe de luz verde de um ângulo θA, em relação à direção de incidência, como ilustra a figura abaixo.



Se uma placa plana, do mesmo material do prisma, for colocada entre a fonte de luz e o prisma, nas posições mostradas nas figuras B e C, a luz, ao sair do prisma, será desviada, respectivamente, de ângulos θB e θC, em relação à direção de incidência indicada pela seta. Os desvios angulares serão tais que

a) θA = θB = θC  
b) θA > θB > θC
c) θA < θB < θC
d) θA = θB > θC
e) θA = θB < θC

Resolução:

Na figura B a luz atravessa a lâmina de faces paralelas sem desviar e incide no prisma. Sua trajetória ao atravessar o prisma é a mesma da figura A. Logo, θB = θA.
Na figura C a luz atravessa a lâmina de faces paralelas, sem sofrer desvio angular e somente desvio lateral. Assim, o feixe de luz que incide no prisma no caso da figura C tem a mesma direção do feixe de luz que incide no prisma na figura A. Isto significa que os desvios são iguais: θC = θA.

Portanto: θA = θB = θC. 

Resposta: a

Questão 8:
Dois fios metálicos, F1 e F2, cilíndricos, do mesmo material de resistividade ρ, de seções transversais de áreas, respectivamente, A1 e A2 = 2A1, têm comprimento L e são emendados, como ilustra a figura abaixo. O sistema formado pelos fios é conectado a uma bateria de tensão V.



Nessas condições, a diferença de potencial V1, entre as extremidades de F1, e V2, entre as de F2, são tais que

a) V1 = V2/4  b) V1 = V2/2 c) V1 = V2 d) V1 = 2V2 e) V1 = 4V2

Resolução:

Relação entre as resistências elétricas dos fios F1 e F2:

De R1 = ρ.L/A1 e R2 = ρ.L/2.A1, vem: R1 = 2.R2

Os fios F1 e F2 estão associados em série e são, portanto, percorridos por corrente elétrica de mesma intensidade i. As tensões nestes fios são respectivamente:

V1 = R1.i e V2 = R2.i
                   
Sendo R1 = 2.R2, resulta: V1 = 2.R2.i => V1 = 2.V2

Resposta: d

Questão 9:
O Sr. Rubinato, um músico aposentado, gosta de ouvir seus velhos discos sentado em uma poltrona. Está ouvindo um conhecido solo de violino quando sua esposa Matilde afasta a caixa acústica da direita (Cd) de uma distância  como visto na figura abaixo.



Em seguida, Sr. Rubinato reclama: – Não consigo mais ouvir o Lá do violino, que antes soava bastante forte!
Dentre as alternativas abaixo para a distância  a única compatível com a reclamação do Sr. Rubinato é

a) 38 cm  b) 44 cm  c) 60 cm d) 75 cm   e) 150 cm

Note e adote:
O mesmo sinal elétrico do amplificador é ligado aos dois alto-falantes, cujos cones se movimentam em fase.
A frequência da nota Lá é 440 Hz.
A velocidade do som no ar é 330 m/s.
A fdistância entre as orelhas do Sr. Rubinato deve ser ignorada.

Resolução:

Com o afastamento da caixa acústica ocorreu uma interferência destrutiva entre as ondas correspondentes à nota Lá do violino (f = 440 Hz).
Nestas condições, a diferença de percurso, das caixas acústicas até as orelhas do Sr. Rubinato, deve ser um número ímpar de meio comprimento de onda. Esta diferença de percurso é justamente o valor de .

 = i.(λ/2), com i = 1,3,5,...

Cálculo de λ:

v = λ.f => 330 = λ.440 => λ = 0,75 m = 75 cm 
 = i.(75cm/2) =>  = i.37,5 cm

Para i = 1, vem:  = 37,5 cm  38 cm

Resposta: a

Questão 10:
Partículas com carga elétrica positiva penetram em uma câmara em vácuo, onde há, em todo seu interior, um campo elétrico de módulo E e um campo magnético de módulo B, ambos uniformes e constantes, perpendiculares entre si, nas direções e sentidos indicados na figura. As partículas entram na câmara com velocidades perpendiculares aos campos e de módulos V1 (grupo 1), V2 (grupo 2) e V3 (grupo 3). As partículas do grupo 1 têm sua trajetória encurvada em um sentido, as do grupo 2, em sentido oposto, e as do grupo 3 não têm sua trajetória desviada. A situação está ilustrada na figura abaixo.



Considere as seguintes afirmações sobre as velocidades das partículas de cada grupo:

I. V1 > V2 e V1 > E/B
II. V1 < V2 e V1 < E/B
III. V3 = E/B

Está correto apenas o que se afirma em

a) I.     b) II.     c) III.     d) I e III.     e) II e III.

Note e adote:
Os módulos da forças elétrica (FE) e magnética (Fm) são:
FE = q.E e Fm = qVB

Resolução:

Vamos representar as força que agem nela: a força elétrica e a força magnética. O sentido da forças que agem nas partículas de cada grupo elétrica e o mesmo do vetor campo elétrico e o sentido da força magnética é dado pela regra da mão esquerda.


Grupo 1, desvia para cima. Logo, FE > Fm => qE > qV1B => V< E/B

Grupo 3, não desvia. Logo, FE = Fm => qE = qV3B => V3 = E/B

Grupo 2, desvia para baixo. Logo, FE < Fm => qE < qV2B => V2 > E/B

Da análise feita concluímos que: V1 < V2V1 < E/B e V3 = E/B

Resposta: e

Questão 11:
No sistema cardiovascular de um ser humano, o coração funciona como uma bomba, com potência média de 10 W, responsável pela circulação sanguínea. Se uma pessoa fizer uma dieta alimentar de 2500 kcal diárias, a porcentagem dessa energia utilizada para manter sua circulação sanguínea será, aproximadamente, igual a

a) 1%     b) 4%     c) 9%     d) 20%     e) 25%

Note e adote: 1 cal = 4 J

Resolução:

Energia diária necessária para manter a circulação sanguínea:

E = Pot.Δt = 10W.24.3600s = 8,64.105 J = 8,64.105/4 cal = 216 kcal

Se a pessoa faz uma dieta alimentar de 2500 kcal diárias, a porcentagem dessa energia utilizada para manter sua circulação sanguínea será:

100.(216/2500) = 8,64%  9%

Resposta: c

Questão 12:
O resultado do exame de audiometria de uma pessoa mostrado nas figuras abaixo. Os gráficos representam o nível de intensidade sonora mínima I, em decibéis (dB), audível por suas orelhas direita e esquerda, em função da frequência f do som, em kHz. A comparação desse resultado com o de exames anteriores mostrou que, com o passar dos anos, ela teve perda auditiva. Com base nessas informações, foram feitas as seguintes afirmações sobre a audição dessa pessoa:

I. Ela ouve sons de frequência de 6 kHz e intensidade de 20 dB com a orelha direita, mas não com a esquerda.
II. Um sussurro de 15 dB e frequência de 0,25 kHz é ouvido por ambas as orelhas.
III. A diminuição de sua sensibilidade auditiva, com o passar do tempo, pode ser atribuída a degenerações dos ossos martelo, bigorna e estribo, da orelha externa, onde ocorre a conversão do som em impulsos elétricos.




É correto apenas o que se afirma em:

a) I. b) II. c) III. d) I e III e) II e III

Resolução:

I. Incorreta. Dos gráficos concluímos que a pessoa  ouve sons de frequência de 6 kHz e intensidade mínima de 25 dB com a orelha direita. Com a orelha esquerda ela  ouve sons de frequência de 6 kHz e intensidade mínima de 10 dB.

II. Correta. Dos gráficos concluímos que a pessoa ouve sons de frequência de 0,25 kHz e intensidade mínima de 10 dB tanto com a orelha direita como a esquerda. Portanto, um sussurro de 15 dB e frequência 0,25 kHz será ouvido por ambas orelhas.

III. Incorreta. Os ossos martelo, bigorna e estribo, pertencem à orelha média e não à orelha externa.

Resposta: b