Caiu no vestibular

Prova de Física da UEMG (continuação)

Exercício 4:

O desenvolvimento tecnológico das últimas décadas tem exigido a produção cada vez maior de energia, principalmente de energia elétrica. Além das hidrelétricas, outras fontes como painéis fotovoltaicos, usinas eólicas, termoelétricas e baterias têm sido usadas para produzir energia elétrica.
São fontes de energia que não se baseiam na indução eletromagnética para produção de energia elétrica:

a) pilhas e painéis fotovoltaicos.
b) termoelétricas e usinas eólicas.
c) pilhas, termoelétricas e painéis fotovoltaicos.
d) termoelétricas, painéis fotovoltaicos e usinas eólicas.

Resolução:

O fenômeno da indução eletromagnética consiste na produção de energia elétrica pela variação do fluxo magnético na superfície de uma espira. É o que ocorre nas usinas hidrelétricas, termoelétricas e eólicas. Os painéis fotovoltaicos transformam a energia solar, predominantemente luminosa, em energia elétrica. Na pilhas, energia química se transforma em energia elétrica. 

Portanto, são fontes de energia que não se baseiam na indução eletromagnética para produção de energia elétrica as pilhas e os painéis fotovoltaicos.

Resposta: a

Exercício 5:

Um estudante dispunha de um espelho côncavo e de uma lente biconvexa de vidro para montar um dispositivo que amplia a imagem de um objeto. Ele então montou o dispositivo, conforme mostrado no diagrama. O foco do espelho é F e os das lentes são f e f’. O objeto O é representado pela seta.

Após a montagem, o estudante observou que era possível visualizar duas imagens. As características dessas imagens são:

a) Imagem 1: real, invertida e maior.
Imagem 2: real, invertida e menor.

b) Imagem 1: real, direta e maior.
Imagem 2: real, invertida e menor.

c) Imagem 1: virtual, direta e maior.
Imagem 2: real, invertida e menor.

d) Imagem 1: virtual, direta e menor.
Imagem 2: real, invertida e maior.

Resolução:

Uma imagem é formada diretamente pela lente biconvexa. Estando o objeto O antes do ponto antiprincipal objeto, concluímos que a imagem conjugada pela lente é real, invertida e menor do que o objeto O.

A imagem do objeto O, conjugada pelo espelho está situada a uma distância do espelho, dada pela equação de Gauss:

1/f = 1/p +1/p’ => 1/60 = 1/80+1/p’ => 1/p’ = 1/60-1/80 =>
1/p’ = (8-6)/480 => p’= 240 cm. 

Esta imagem, cuja altura é maior do que O, funciona como objeto para a lente biconvexa e situa-se a 120 cm da lente, pois a distância do espelho à lente é de 360 cm. Assim, a imagem i conjugada pelo espelho, que é objeto em relação à lente, está situada entre o foco f é o ponto antiprincipal objeto. A segunda imagem formada pela lente é real invertida em relação a i e direita em relação a O e maior do que o objeto O.

Assim, é possível visualizar duas imagens reais sendo uma direita e maior , em relação ao objeto O (i₁), e outra invertida e menor, em relação ao objeto O (i₂).

i₂: imagem de O em relação à lente. i₂ é real, invertida em relação a O e menor do que O.

i: imagem de O fornecida pelo espelho e objeto em relação à lente. A imagem formada pela lente do objeto i é i₁, real, direita em relação a O e maior do que O.

Resposta: b

Exercício 6:

O dimer é um aparelho usado para controlar o brilho de uma lâmpada ou a potência de um outro aparelho, como um ventilador. Um dimer foi usado para controlar o brilho de uma lâmpada cujas especificações são 24,0 W e 12,0 V. A lâmpada foi associada em série ao dimer e ligada a uma bateria de 12,0 V, conforme representado no diagrama.

Sabendo-se que o dimer foi regulado para que a lâmpada dissipasse 81% de sua potência, a potência que ele dissipa, em W, é

a) 2,16.
b) 4,56.
c) 19.4.
d) 21,6.

Resolução:

As especificações da lâmpada são 24,0 W e12,0 V. Vamos calcular a resistência elétrica da lâmpada e vamos considerá-la constante: 

Pot = U²/R => 24,0 = (12,0)²/R => R = 6,0 Ω.

Como o dimer foi regulado para que a lâmpada dissipasse 81% de sua potência, a potência dissipada pela lâmpada passa a ser: 

Pot_L = 81%.24,0W = (81/100).24,0W = 19,44 W

A lâmpada está associada em série ao dimer e ligada a uma bateria de 12,0 V. 
Nestas condições, a lâmpada dissipa a potência Pot_L =19,44W, sendo U_L a tensão elétrica na lâmpada e U_D a tensão elétrica no dimer, temos: U_L + U_D = 12,0V (1)

De Pot_L= (U_L)²/R, vem: 19,44 = (U_L)²/6,0 => = (U_L)² = 116,64 => U_L = 10,8 V

Podemos calcular também a intensidade da corrente elétrica que percorre a lâmpada e o dimer: 

U_L = R.i => 10,8 = 6,0.i => i = 1,8 A.

De (1) resulta a tensão U_D no dimer: 10,8V + U_D = 12,0V => U_D = 1,2 V

A potência dissipada pelo dimer é dada por:

Pot_D = U_D.i = (1,2V).(1,8A) => Pot_D = 2,16 W

Resposta: a