Prof. André França

QUESTÕES RESOLVIDAS OBFEP 2016 NÍVEL C

2020-05-14T03:00:00.002-07:00

Agradecimentos a Rodrigo Rodrigues pelas questões e Ana Moura

C.1) A mais conhecida história que envolve as provas das olimpíadas é a da maratona, a última prova da competição. Ela é uma homenagem ao soldado ateniense Fidípides que, em 490 a.C., percorreu cerca de 40 km de Marathonas até Atenas para noticiar que os persas tinham sido derrotados. Ele evitou que as mulheres atenienses cometessem suicídio em massa, como havia ordenado o rei de Atenas caso perdesse a guerra. Atualmente, a distância da maratona é 42,195 km. O recorde olímpico da prova é de 2 h e 6 min, conseguido pelo queniano Samuel Wanjiru, em 2008 na cidade de Pequim. Determine qual o valor aproximado da velocidade média de Samuel quando conseguiu seu recorde.

a) 296 m/min

b) 312 m/min

c) 335 m/min

d) 384 m/min

C.2) A escala termométrica adotada pela Inglaterra foi criada pelo inglês Fahrenheit. Já na França e no Brasil, usa-se a escala criada pelo francês Celsius. Para a escala criada pelo inglês, o gelo derrete a 32 ºF e a água entra em ebulição a 212 ºF. Os atletas ingleses da maratona se preocupam muito com a temperatura do Rio de Janeiro em agosto, mês da olimpíada 2016, pois ficarão por muito tempo submetidos às condições do ambiente. Dados meteorológicos indicam que no Rio, no horário da maratona, a temperatura média será de 10 ºC. Para entender o que isso significa, os ingleses precisam converter esse valor para a escala Fahrenheit. Qual o valor desta temperatura, feita a conversão?

a) 24 ºF

b) 36 ºF

c) 46 ºF

d) 50 ºF

C.3) O rugby, muitas vezes chamado de “futebol americano”, entrou nos jogos olímpicos em 1900. Nas suas jogadas, o contato corpo a corpo é inevitável. Às vezes, um jogador defensor se lança e agarra o jogador atacante no ar, entre uma passada e outra. Neste caso, os dois jogadores podem ser tratados como um sistema mecanicamente isolado enquanto nenhum tocar o solo. Digamos que um jogador defensor tinha 90,0 kg e 30,0 km/h de velocidade quando agarrou um jogador atacante que tinha 70,0kg e possuía velocidade de 10,0 km/h; digamos, ainda, que isso ocorreu em uma fração de segundo antes deles tocarem o solo.

Figura extraída em 29/02/2016 no site https://pixabay.com/pt/futebol-americano-rugby-desporto-60530/

Qual a velocidade dos dois, unidos, logo após essa jogada? Considere que os dois jogadores estavam se movimentando no mesmo sentido.

a) 18,32 km/h

b) 21,25 km/h

c) 24,16 km/h

d) 32,46 km/h

C.4) Uma das provas de atletismo mais esperadas é a de 100 m rasos. Ela revela o homem mais rápido do mundo que, atualmente, é o jamaicano Usain Bolt com a marca de 9,58 s. A arrancada desses atletas é tão poderosa que eles usam um apoio que se encaixa no solo para que seu tênis não deslize. Se os coeficientes de atrito do solado de um tênis normal, sobre o asfalto, assumissem os valores 0,8 e 0,6, qual a aceleração máxima que Bolt poderia conseguir na arrancada correndo com um tênis normal sobre o asfalto?

Figura extraída em 29/02/2016 no site http://educacaofisicanamente.blogspot.com.br/2012/04/atletismo-corrida.html

Dados: aceleração da gravidade = 10 m/s²

a) 6 m/s²

b) 7 m/s²

c) 8 m/s²

d) 9 m/s²

C.5) O nado sincronizado é um dos dois esportes olímpicos exclusivamente feminino. Duetos e equipes de oito nadadoras fazem desse esporte, um dos mais belos das olimpíadas. No início de uma apresentação de um dueto, durante alguns segundos, as nadadoras começaram a oscilar verticalmente na água, na frequência de 1,6 Hz, em oposição de fase, gerando ondas circulares. Tais ondas se movimentam com 0,96 m/s pela superfície da água. Uma boia que estava a 2,3 m de uma dessas nadadoras, não oscilava, mesmo passando essas ondas por ela. A que distância da outra nadadora esta boia pode estar?

Figura extraída em 29/02/2016 no site http://globoesporte.globo.com/olimpiadas/noticia/2012/08/dueto-russo-conquistaprimeiro-ouro-do-nado-sincronizado-em-londres.html

Dados: Considere que as amplitudes das ondas são iguais na posição da boia.

a) 2,3 m

b) 2,4 m

c) 2,5 m

d) 2,6 m

C.6) A olimpíada do Rio de Janeiro será marcada pelo retorno do golfe como esporte olímpico após um período de 112 anos. O irlandês Rory McIlroy chega como favorito para o ouro nessa modalidade. Digamos que um jogador de golfe dê uma tacada forte, o que faz a bola sair com 50 m/s sob um ângulo de 30o em relação à horizontal. Caso o ar não interferisse no movimento da bola, qual seria o alcance desse lançamento? Considere que a bola retorna à mesma altura inicial.

Dados: aceleração da gravidade = 10 m/s²; sen 30º = 0,5 e cos 30º 0,9

a) 225 m

b) 256 m

c) 280 m

d) 320 m

C.7) O recordista de levantamento de peso para atletas acima de 105 kg é considerado o homem mais forte do mundo. Aleksey Lovchev deseja conquistar este título na olimpíada do Rio. Na internet, circula um vídeo deste enorme russo mantendo 256 kg acima de sua cabeça, a 2,4 m do solo. Este mesmo efeito poderia ser conseguido com duas pequenas esferas, A e B, eletrizadas com cargas iguais e posicionadas conforme a figura. Para esta situação, qual o valor da carga elétrica que cada esfera deveria possuir?

Dados: constante eletrostática = 9.10⁹ N.m².C^-2; Aceleração da gravidade = 10 m/s²

a) 0,64 dC

b) 1,28 mC

c) 2,40 uC

d) 3,24 nC

C.8) Daniele Hypolito (45 kg) é uma das promessas brasileiras de medalha nas barras assimétricas em 2016. Antes do salto final, para ganhar impulso, Daniele costuma dar 2 giros na barra mais alta segurando-a com a mão e mantendo o corpo reto. Nesta situação, podemos considerar que a massa da atleta se localiza a 1,5 m da barra, passando com 4 m/s na parte mais baixa da trajetória circular no último giro. Sendo assim, determine a intensidade de força que Daniele deve fazer na barra neste último giro quando ela passa pela parte mais baixa.

Figura extraída em 29/02/2016 no site http://esporte.uol.com.br/ginastica/ultimas-noticias/2013/11/15/daniele-hypolitopatrocinou-viagem-da-equipe-pre-infantil-do-fla.htm

Dados: aceleração da gravidade = 10 m/s²

a) 760 N

b) 820 N

c) 880 N

d) 930 N

C.9) O atleta de tiro com arco precisa de muita precisão para atingir com uma flecha o mais próximo do centro do alvo que fica a 70 m. Portanto, é imprescindível visualizar nitidamente o alvo. Digamos que um arqueiro tenha miopia. Para a situação de competição, os óculos que utiliza corrigem perfeitamente este problema. A luz que vem inicialmente do alvo, ao refratar nesses óculos, chega aos olhos do atleta como se fosse produzida a 35 m. Qual o valor da distância focal da lente que o atleta precisará usar para ver com perfeita nitidez o alvo?

a) 70 m

b) -70 m

c) 35 m

d) -35 m

C.10) O estádio aquático olímpico do Rio de Janeiro disponibiliza 60.000 lugares para as competições de natação, nado sincronizado e polo aquático. De acordo com as normas olímpicas, a temperatura da água na competição de natação deve estar entre 25ºC e 28ºC. Os engenheiros precisaram colocar um aquecedor elétrico para aumentar a temperatura da água no período das olimpíadas, que acontecem no inverno. A resistência elétrica deste aquecedor deveria produzir no mínimo 60.000 kcal por minuto para aquecer rapidamente a piscina. Tal resistência é composta por um fio de 90 m de comprimento e 8 mm² de seção transversal. Caso venha a ser usada, qual o valor da tensão elétrica mínima que deve alimentar essa resistência para que ela cumpra sua tarefa?

Dados: Resistividade da liga metálica usada para fabricar a resistência = 0,2 Ω mm².m-¹

Equivalente mecânico do calor: 1 cal = 4 J

a) 3,0 kV

b) 4,0 kV

c) 5,0 kV

d) 6,0 kV

C.11) O polo aquático é uma espécie de futebol na piscina. Esse foi o primeiro esporte coletivo a fazer parte dos jogos olímpicos. A técnica de sustentação que os atletas usam para se manter parado na água, com uma boa parte do tronco para fora em equilíbrio, é a movimentação circular, giratória e alternada das pernas. Por um curto intervalo de tempo, um atleta de 91 kg manteve 40% do seu corpo para fora da água enquanto tentava atrapalhar o atacante de lançar a bola. Neste intervalo de tempo, qual a intensidade da força resultante para baixo que as suas pernas estavam aplicando na água?

Dados: Aceleração da gravidade = 10 m/s²

Volume do atleta = 90 L

Densidade da água = 1 kg/L

a) 280 N

b) 320 N

c) 370 N

d) 410 N

C.12) Um inspetor do comitê olímpico internacional foi inspecionar uma das piscinas que serão usadas nas olimpíadas do Rio. Ele chegou na borda de uma delas e observou que a tampa (T) do ralo do sistema de limpeza de água estava fora do lugar. O momento de observação foi registrado na figura ao lado. Os olhos do inspetor ficam a 1,5 m de altura da borda da piscina. O inspetor mirava o olhar no ponto P, a 2,0 m de distância dos seus pés, para ver a imagem da tampa. Sabendo que a distância do ponto P até a tampa mede 5,0 m, determine a distância entre a vertical que passa pelo ponto P e a tampa.

Dados: índice de refração da água = 4/3

a) 1,5 m

b) 2,0 m

c) 2,5 m

d) 3,0 m

C.13) Desde 1996, o ciclismo mountain bike se tornou uma modalidade olímpica. O circuito possui 5km de extensão que são percorridos várias vezes em uma prova. Toda vez que o competidor passa pela linha de chegada, inicia uma nova volta. Em certa prova de mountain bike, um retardatário iniciou uma nova volta, no mesmo momento que sua namorada tinha acionado um cronômetro, t = 0s. Dois segundos depois, o líder da prova iniciou uma nova volta com velocidade de 4 m/s e 1 m/s² de aceleração. Sabendo que o retardatário tinha 4 m/s de velocidade, em t = 0s, e manteve essa velocidade por 10s, a que distância da linha de chegada o líder ultrapassou o retardatário? Trate os atletas como pontos materiais.

a) 20 m

b) 24 m

c) 32 m

d) 36 m

C.14) Fabiana Murer é o maior expoente nacional de salto com varas e uma grande esperança de medalha. Duas vezes campeã mundial, finalizará a sua carreira na olimpíada do Rio. Digamos que em um dos seus saltos Fabiana (60 kg), no final de sua arrancada, finca a sua barra no solo. Essa deforma para depois lançar Fabiana para cima. Digamos que nesta tentativa, quando a vara estava com sua deformação máxima, Fabiana possuía 3 m/s de velocidade e iniciava sua subida. A energia potencial elástica máxima guardada pela vara equivale à energia armazenada por uma mola de 19.200 N/m de constante elástica deformada de 0,5 m. Na altura máxima, Fabiana passou por cima do sarrafo com 1m/s de velocidade. Qual a altura máxima de Fabiana neste salto?

Dados: Aceleração da gravidade = 10 m/s²

Considere que o sistema é conservativo.

Despreze a altura inicial da massa de Fabiana.

a) 3,6 m

b) 4,0 m

c) 4,2 m

d) 4,4 m

C.15) O lançamento de disco é uma das provas mais tradicionais da olimpíada, sendo inserida nos jogos há mais de 2700 anos. Curiosamente, os recordes femininos nesta prova são maiores que os masculinos por conta do disco pesar 2 vezes menos. Mesmo com o seu formato aerodinâmico, o disco atrita com o ar. Se um disco feminino (1 kg) for lançado com velocidade de 30 m/s, sob ângulo de 45o, chegará no solo com uma velocidade de 20 m/s. Considerando que todo o calor gerado devido ao atrito foi absorvido pelo disco, qual a variação de temperatura que ele sofrerá durante esse lançamento?

Dados: Calor específico do metal usado para fazer o disco = 0,2 J/(gºC)

Despreze a altura inicial de lançamento.

a) 1,25 ºC

b) 1,69 ºC

c) 2,16 ºC

d) 2,56 ºC

QUESTÕES RESOLVIDAS OBFEP 2017 NÍVEL B

2020-05-13T06:36:00.005-07:00

B.1) (somente para alunos da 1a série) Uma das obras brasileiras mais importantes de desenvolvimento sustentável no âmbito nacional é a transposição do rio São Francisco. Ela aproveita parte da água que seria despejada no mar para irrigar 390 municípios do semiárido, beneficiando 12 milhões de pessoas de Pernambuco, Paraíba, Rio Grande do Norte e Ceará. Vemos ao lado a construção de uma barragem que será responsável pela formação de um grande lago que fará parte do complexo relacionado à transposição do rio São Francisco. Essa parede de blocos de 25 m de largura foi planejada para segurar até 200 mil toneladas de água que terá 8m de altura nessa parede. Se o nível da água atingir o máximo, qual a força total que esta parede neutralizará?


Figura extraída em 16/04/2017 em https://paraibaonline.com.br/saiba-como-esta-aevolucao-da-obra-da-transposicao-do-rio-saofrancisco/

Sabe-se que a pressão no meio da coluna de água é igual à pressão média que essa parede estaria sofrendo.

Dados: aceleração da gravidade mede 10 m/s² densidade da água = 1 kg/litro e prefixo “Mega” = 10⁶

a) 4 MN

b) 6 MN

c) 8 MN

d) 10 MN

Resolução

B.2)(somente para alunos da 1ª série) Um dos problemas mais graves que o desenvolvimento das atividades humanas trouxe é a falta de água potável. Um exemplo bem significativo disso é um dos piores desastres ambientais do planeta: a desertificação do mar de Aral; este já foi o quarto maior lago do mundo e hoje tem menos de 10% do volume de água que tinha há 50 anos atrás. Projetos russos de irrigação desviaram grande parte dos rios que alimentavam o mar de Aral. Sem a presença dessa massa de água, o clima da região está alterando com verões cada vez mais quentes e secos e com invernos cada vez mais frios e longos. ]

Figura extraída em 20/04/2017em https://pt.wikipedia.org/wiki/Mar_de_Aral#/med ia/File:Aral_Sea_1989-2008.jpg

Atualmente as temperaturas máximas e mínimas da região atingem valores desconfortantes: 5 °F e 113 °F. Tendo como referência os dados acima e sabendo que a temperatura de fusão do gelo é igual a 32 °F e a temperatura de ebulição da água é igual a 212 °F, quais as indicações para as temperaturas 5 °F e 113 °F, respectivamente, na escala Celsius?

a) – 20 °C e 45 °C

b) – 20 °C e 35 °C

c) – 15 °C e 45°C

d) – 15 °C e 35°C

B.3) (somente para alunos da 1a série) Uma das formas de reduzir a emissão de CO2 (um dos responsáveis pelo aquecimento global) é substituir a queima de combustíveis fósseis (butano, madeira, carvão, etc) pela energia solar na geração de calor. A utilização de fogões solares para a feitura de alimentos nos dias sem muitas nuvens é uma prática colaborativa para a sustentabilidade. Um modelo eficiente de fogão solar é constituído basicamente por uma calota espelhada na parte côncava e a panela localizada à sua frente. Para ter melhor eficiência, o projeto deveria possibilitar a mudança da posição da calota conforme figura abaixo.

Qual a ação que NÃO iria aumentar a eficiência do aquecimento da panela?

a) O eixo principal deve estar apontado para o Sol.

b) A panela deve estar localizada no centro de curvatura.

c) A parte externa da panela deve estar pintada de preto.

d) A forma da calota deve ser parabólica.

Alternativa B. A panela não deve estar no centro de curvatura, pois não receberia tanta incidência dos raios solares. Seguindo o esquema do que acontece em espelho esférico: Percebemos que colocar o objeto no centro não aumentaria a eficiência do fogão. Pois, os raios que incidem paralelamente passam pelo Foco e não pelo centro de curvatura.

B.4) (somente para alunos da 1a série) O aquecimento global mexe com as correntes marítimas que podem interferir na dinâmica térmica de todo o planeta. Um exemplo disso é o da geleira PROT-C. Ela fica próxima à Antártica, no sul da Argentina e é dividida em dois pedaços, Oeste e Leste. O pedaço Leste fica sobre uma ilha oceânica mantendo toda a geleira fixa. As correntes que contornam essa geleira vinham da Antártica durante todo o ano, logo eram correntes de águas frias. Nos últimos anos, devido às mudanças climáticas, no verão, passa uma corrente de água quente costeando o lado oeste. Nesse período, o lado Oeste varia de uma temperatura de – 12 °C para – 2 °C enquanto o lado Leste passa de uma temperatura de -12 °C para – 10°C . Os dois lados sofrem dilatações térmicas diferentes, o que produz uma rachadura na linha AB de 200 km que separa os dois lados. Isso acaba descolando o lado Oeste que se transformará em um grande Iceberg no verão e será levado para o Norte durante o inverno. Ao chegar em regiões mais quentes, esse Iceberg será derretido.

Considerando o texto acima, qual a diferença da dilatação do comprimento AB em cada lado dessa geleira durante o verão? Dado: coeficiente de dilatação volumétrico do gelo = 153x10^-6 °C^-1

a) 81,6 m

b) 82,5 m

c) 86,4 m

d) 88,2 m

Resolução:

B.5) (somente para alunos da 1a série) Um próspero campo de produção de energia limpa está sendo explorado nos últimos anos: a energia marítima. O Brasil é um dos pioneiros nessa nova tecnologia. A 60 km de Fortaleza (CE) está sendo testada a primeira usina de ondas da América Latina, um projeto exclusivamente brasileiro. A extremidade de um braço mecânico de 24 m fica apoiada em um flutuador que sobe e desce de acordo com as ondas. Esse movimento é transmitido ao pistão de uma bomba hidráulica que fica a 2 m do eixo de rotação do braço mecânico. A bomba hidráulica movimenta um gerador de energia elétrica.

Extraído em 08/05/2017 em https://milenar.org/category/1-parte-primeira/5-secao-quinta/3-energias-renovaveis/energia-das-mares/

Desprezando o peso do braço mecânico, quando o flutuador aplica na extremidade do braço uma força de 6.000 N, qual a intensidade de força que o pistão da bomba hidráulica sofre aplicado pelo braço mecânico? Considere que o sistema está em equilíbrio

a) 500 N

b) 800 N

c) 36 kN

d) 72 kN

Resolução:

B.6) “Desenvolvimento sustentável”, “sustentabilidade”, “energia limpa”, “biocombustíveis” e “tecnologia sustentável” são alguns conceitos que surgiram nas últimas décadas após as fortes evidências do impacto produzido pela interferência da humanidade na natureza. Vivemos em uma balança desequilibrada que, de um lado pesa a preservação da natureza e do outro pesa (com mais intensidade) o desenvolvimento econômico. Contudo, muitos especialistas apostam que a tecnologia pode estabelecer um equilíbrio. Concernente a isso, o Brasil teve um papel central nas discussões sobre o desenvolvimento sustentável no mundo, sendo sede das últimas conferências organizadas pela ONU sobre o tema: a RIO 92 e a RIO+20. Com a presença maciça dos países integrantes dessa organização, uma das resoluções esperadas para essas conferências é a definição de Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS) que para serem conquistados precisarão de toda a potencialidade criativa das ciências da natureza na produção de novas tecnologias. Existe um desses objetivos que dialoga mais diretamente com a Física e que está presente em uma das proposições abaixo. Identifique-o.

a) Segurança sustentável da água. Acesso universal à água potável e saneamento básico; garantia de eficiência maior na gestão dos recursos hidrominerais.

b) Energia limpa universal. Aumentar o acesso universal à energia limpa, minimizando a poluição e o impacto à saúde, além de reduzir o impacto do aquecimento global.

c) Ecossistemas produtivos e saudáveis. Assegurar os serviços ecossistêmicos e da biodiversidade com uma melhor gestão, restauro e conservação do meio ambiente.

d) Segurança alimentar sustentável. Fim da fome e alcance a longo prazo da segurança na produção de alimentos, com distribuição e consumo sustentáveis.

Solução: A física está extremamente ligada com a produção de energia limpa e universal, o termo “limpa”, por ser fontes renováveis e que não prejudiquem o meio ambiente como: Energia eólica, energia solar. E o termo “universal” é como forma de garantia da dissipação de energia sustentável para grande parte do mundo. Como garantia de uma melhora geral para as pessoas e o planeta seria reduzido a quantidades de gases poluentes que fazem mal para a saúde e quando retidos em altas quantidades na atmosfera aumento o efeito estufa.

B.7) Um dos problemas trazidos pelo desenvolvimento da humanidade é a intensificação do efeito estufa na atmosfera. Acontece que o efeito estufa é um fenômeno natural que mantém a Terra aquecida. A figura abaixo mostra de forma simplificada a relação entre radiação e atmosfera. A radiação solar passa totalmente do espaço para a atmosfera. Chegando à superfície da Terra, essa radiação, em sua maioria, é refletida, retornando ao espaço. O que não é refletido é absorvido em forma de calor. A superfície da Terra também emite radiação em uma quantidade maior que a radiação solar absorvida. A radiação terrestre tem características diferentes da radiação solar. Alguns gases que compõem a atmosfera, como o gás carbônico, deixam a radiação solar passar, mas refletem a radiação terrestre. Essa propriedade é chamada de “efeito estufa”. É esse efeito que faz grande parte da radiação terrestre voltar para a Terra evitando que esse calor seja perdido para o espaço. Além disso, a queima de matéria orgânica (madeira, carvão e combustíveis fósseis em geral) produz gás carbônico, intensificando o efeito estufa.

Baseado no enunciado, determine a proposição que corresponde a algo que não iria acontecer, se a quantidade de gases que produzem o efeito estufa aumentasse muito.

a) A quantidade de radiação terrestre refletida aumentaria, logo sairia menor “quantidade de calor que o calor absorvido pela Terra”, a qual sofreria aquecimento.

b) A grande quantidade de gelo das calotas polares iria derreter, aumentando o nível dos oceanos.

c) Aumentaria a quantidade de vapor no ar (umidade do ar) o que alteraria o clima do planeta na

medida em que mudaria a dinâmica das precipitações atmosféricas.

d) Aumentaria a quantidade de radiação solar que atingiria a superfície da Terra.

Solução: Por eliminação: O item A, está correto, pois com o acumulo de gases e o aumento do efeito estufa, a radiação terrestre que deveria ser refletida de volta ao espaço voltaria em menor quantidade, pois em sua maioria ficaria retida na atmosfera terrestre. O item B, também ocorreria como se é divulgado o aquecimento global provoca o derretimento de geleiras e calotas polares o que faz o nível do oceano aumentar. O item C, também ocorreria, pois as mudanças climáticas são decorrentes do aumento do efeito estufa. O item D é o único que não aconteceria em relação ao efeito estufa, pois mesmo com os gases na atmosfera a radiação que chega na Terra seria a mesma, não aumentaria e nem reduziria. Ou seja, como sugere a figura os gases da atmosfera permitem tranquilamente a passagem da radiação vinda de fora.

B.8) Um dos problemas ambientais vivenciados mundialmente é o aquecimento global. Muitos especialistas defendem que sua causa é o acelerado desenvolvimento humano estimulado pelo desenfreado crescimento econômico. Portanto, isso faz parte de um dos graves problemas que o desenvolvimento sustentável tem de resolver.

Figura abaixo e à esquerda foi extraída em 20/04/2017 emhttp://brasilescola.uol.com.br/geografia/eclipse-solar.htm

Figura acima e à direita foi extraída em 20/04/2017 em http://fisicanaveia.blogosfera.uol.com.br/tag/eclipse/

A Lua completa seu ciclo em 27 dias, mas o plano que contém a sua órbita não contém o Sol. É por isso que o eclipse solar é algo raro. Um aluno sugeriu, como uma ação para reduzir o aquecimento global, colocar a órbita da Lua no mesmo plano da órbita da Terra e reduzir o raio de sua trajetória, assim aumentaria a quantidade de eclipses solares e aumentaria o tamanho da sombra da Lua na Terra.

Se fosse possível fazer tais alterações, determine a proposição falsa caso elas fossem realizadas.

a) Ocorreriam 13 eclipses solares durante o ano.

b) A diferença entre a altura da maré cheia e a da maré vazia aumentaria.

c) Seria necessário aumentar a velocidade da Lua para que ela descrevesse um MCU.

d) O período de translação da Lua diminuiria.

Solução: Alternativa A. Caso fosse possível fazer tal mudança o número de eclipses seria menor que 13. Pois, ocorreria um eclipse a cada mês terrestre.

B.9) O gás carbônico é o gás do efeito estufa mais produzido pelo desenvolvimento humano. Além da respiração, ele é emitido quando queimamos compostos orgânicos como madeira, carvão e combustíveis em geral (gasolina, etano, diesel etc.). O controle da emissão de gás carbônico é tão importante que muitos órgãos governamentais passaram a medir a poluição produzida por um país ou por uma empresa a partir desse gás. Assim foi criada a unidade “crédito de carbono” que equivale à redução da emissão de uma tonelada de gás carbônico na atmosfera. Muitos governos oferecem incentivos fiscais para as empresas que ganharem créditos de carbono. Essas ações tentam reduzir os efeitos do aquecimento global, como o desgelo que está ocorrendo nas calotas polares e que gera aumento no nível dos oceanos.

Sobre esse assunto, determine a proposição verdadeira:

a) Um iceberg (água doce solidificada), ao derreter completamente, não aumenta o nível de água, pois a água que surge do derretimento ocupará exatamente o volume do iceberg que estava imerso na água.

b) Um iceberg (água doce solidificada), ao derreter completamente, aumenta o nível da água do mar, pois a água que surge do derretimento ocupará mais que o volume imerso do iceberg.

c) A água doce que surge do iceberg em derretimento possui uma densidade maior que a água salgada.

d) O derretimento do gelo que está boiando no oceano altera mais o nível dos oceanos que o derretimento do gelo que está sobre o solo firme.

Solução: Alternativa B. A água dos icebergs não é salgada como a intuição sugere, são feitos de água doce solidificada, icebergs são pedaços de gelo que se desprendem de geleiras e vagam pelo oceano. Quando há o derretimento destes volume do nível do mar aumenta.

B.10) Quando se fala em sustentabilidade, é necessário fazer o controle dos impactos ambientais que a ação do homem poderá produzir. Os rios são recursos naturais estratégicos para medir essa interferência. Existem várias maneiras de fazer o monitoramento da qualidade da água. Algumas são excelentes para identificar um agente agressor como é o caso da resina usada para tintas acrílicas. Essa resina é altamente tóxica para um rio. Apesar de possuir uma densidade muito parecida com a da água, sua natureza eletromagnética aumenta significativamente o índice de refração (n), o que sugere utilizar um equipamento óptico para identificar sua presença.

Em um rio nas margens de uma indústria química que fabrica essa resina, usa-se um equipamento flutuante contendo um laser em um recipiente transparente, conforme figura apresentada. Ao acionar o equipamento, ele liga o laser cuja luz atinge uma placa detectora. O equipamento faz a leitura e emite avisos de segurança conforme referência abaixo. Certo dia, esse dispositivo mostrou o caminho do raio de luz do laser conforme imagem.

Determine o aviso emitido pelo equipamento nesse dia.

a) Normal (n < 1,5)

b) Atenção (1,5 ≤ n < 2,0)

c) Perigo de contaminação (2,0 ≤ n < 3,5)

d) Rio contaminado (n ≥ 3,5)

Resolução

B.11) Além de promover a fotossíntese e acolher ecossistemas, uma floresta ajuda na evaporação, interferindo no controle de temperatura e no regime de chuvas de uma região. A exploração econômica desenfreada de uma floresta pode fazê-la desaparecer. Assim, o combate ao desmatamento ilegal na maior floresta tropical do mundo, a Amazônica, é uma das mais importantes ações brasileiras para o desenvolvimento sustentável. Contudo, além do desmatamento destruir a floresta nativa, ele chegou a ser responsável por 60% da poluição anual que o Brasil lançou na atmosfera. Medidas relacionadas a isso foram tomadas e, nos últimos anos, o Plano de Ação para a Prevenção e Controle do Desmatamento da Amazônia Legal (PPCDAm), por exemplo, reduziu, em média, 75% a taxa de desmatamento anual. O PPCDAm conta com um dos maiores sistemas de monitoramento do mundo, operando com ajuda de satélites equipados exclusivamente para esse fim. O CBERS-1 e o CBERS-2 são satélites que fazem parte desse sistema. Eles foram colocados em órbita por meio de foguetes chineses, pois não possuem sistemas de propulsão. Para que se tornassem geoestacionários, ficando sempre sobre a região amazônica e descrevendo MCUs, foram lançados com 12.000 km/h em um local cuja aceleração da gravidade mede 3.000 km/h2. Obedecendo os dados oferecidos e considerando que o raio da Terra mede 6.000 km, qual a altitude das

órbitas desses satélites?

a) 36.000 km

b) 42.000 km

c) 46.000 km

d) 52.000 km

Resolução

B.12) Cerca de 70% da matriz energética brasileira atual é hidroelétrica. Esse índice era bem maior graças ao modelo de usinas hidroelétricas acopladas a grandes reservatórios, adotado até a década de 90. Entretanto, as grandes áreas inundadas produziam um enorme impacto ambiental. Por essa razão, atualmente, o modelo usado abandona a construção de grandes reservatórios para preservar o curso do rio. Entretanto, o fluxo de água de um rio varia muito durante o ano. Na região amazônica, que guarda o maior potencial hidroelétrico não explorado do Brasil, existem rios cuja diferença entre a maior e a menor vazão chega a ser de 25 vezes. O reservatório serve para compensar essa diferença. Sem os reservatórios, o Brasil teria que acionar termoelétricas nos períodos de baixo fluxo de água. Porém as termoelétricas poluem o ar com a queima de combustível.

Considere que seja executado um empreendimento no rio Cana Brava, afluente do rio Tocantins, em que duas usinas, uma hidroelétrica e outra termoelétrica, sejam construídas para trabalharem em parceria. A hidroelétrica seria construída em um local desse rio onde existe uma queda d’água de 40 m. Esse rio possui vazão máxima de 2.000.000 kg/s e vazão mínima é 400.000 kg/s.

Digamos que:

para cada 1 kg de gás carbônico liberado por essa termoelétrica, ela produza 64 MJ de energia;
a vazão do rio não seja alterada para não inundar as margens originais;
o processo de transformação de energia mecânica em energia elétrica tenha um rendimento 100%.

Quanto tempo levaria, no período de baixa vazão, para que esse empreendimento perdesse 1 crédito de carbono (veja questão B.9) produzindo a mesma quantidade de energia que no período de alta vazão, quando a termoelétrica estaria desligada?

Dados: aceleração da gravidade = 10 m/s2

Prefixo “Mega” = 10⁶

a) 1 min e 40 s

b) 2 min e 0 s

c) 2 min e 20 s

d)2 min e 30 s

Resolução

B.13) O governo de Pernambuco está apostando no desenvolvimento sustentável ao financiar cinco projetos de usinas de energia elétrica com baixo impacto ambiental. Essas usinas são termosolares, construídas em regiões do semiárido com pouca presença de nuvens. O princípio básico é usar espelhos côncavos cilíndricos para focalizar a luz do Sol em uma tubulação por onde passa água. A água vira vapor que continuaria sendo aquecido atingindo altas pressões. O vapor é liberado em direção a uma turbina que move um gerador de energia elétrica. Além de usar uma fonte de energia limpa, a construção dessa usina é mais barata que a de usinas com células fotovoltaicas. O conceito de energia limpa ainda é controverso, mas podemos adotar que é o processo de produção de energia que não lança poluentes na atmosfera e produz impacto sobre a natureza somente no local da instalação da usina. Se a incidência solar é de 0,2 kW/m2, uma usina termosolar, cujos espelhos ocupassem 600.000 m2, teria uma potência de produção de energia elétrica igual a 80.000 kW.


	Figura extraída em 15/04/2017em	http://www.pe.gov.br/blog/2012/06/25/	convenio-de-r-27-5-milhoes-vaigarantir-construcao-de-usinatermosolar-em-petrolina/

Se o calor latente de vaporização da água mede 2.000 kJ/kg e a vazão de água pelos tubos é de 5 kg/s, a vaporização da água representa quantos por cento da potência desperdiçada?

a) 20 %

b) 25 %

c) 25 %

d) 40%

Resolução

B.14) No mundo existem 442 usinas nucleares em funcionamento que são responsáveis por 6,4 % da energia elétrica produzida. É claro que acidentes como o de Chernobyl (em 1986) e o do Japão (em 2011) trazem muita desconfiança quanto à segurança de tais usinas. Certamente, as vantagens das usinas nucleares devem superar a possibilidade de um desastre, haja vista que os Estados Unidos (104 usinas) e o Japão (54 usinas), referências de industrialização no mundo, utilizam largamente esse recurso. O fato, porém, é que a energia nuclear é considerada uma forma de energia limpa. Vejamos como funciona uma usina nuclear. Seu coração é o reator, onde energia nuclear do urânio é transformada em calor. O reator também libera radiação nuclear, mas essa é blindada por diversas paredes de contenção. Daí para frente ocorre o mesmo que em uma termoelétrica. O calor é usado para aquecer a água do circuito interno da usina. A água vira vapor sob alta pressão que é direcionado para mover uma turbina de um gerador de energia elétrica. Após passar pela turbina, o vapor deve ser transformado em água para voltar ao reator e reiniciar o processo dentro do circuito interno da usina. Essa condensação é feita por um grande volume de água externa vinda de um rio, de um grande lago ou domar. Essa água não se mistura com a água do circuito interno, entretanto, ela retorna à fonte de origem.


	Figura extraída em 15/04/2017em	http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/	reator-nuclear.htm

Observe que a energia térmica é a que participa de todos os processos. Por isso, chamamos essas usinas de termonucleares. No caso da nossa usina termonuclear Angra 1, a água do circuito interno absorve 2.000 MW de calor do reator e libera 800 MW de energia mecânica para a turbina que movimenta o gerador. Para que a água desse circuito volte da mesma forma para receber mais calor do reator, 4 toneladas/s de água externa vinda do mar com 15 °C absorvem o calor que não foi absorvido pela turbina em forma de energia mecânica. Essa água externa que retorna ao mar pode ser considerada de poluição física, pois, retorna com uma temperatura que prejudica o ecossistema aquático da região. Determine qual a temperatura dessa água quando retorna ao mar.

Dado: calor específico da água = 4 J/(g. °C)

a) 60 °C

b) 70 °C

c) 80 °C

d) 90 °C

Resolução

B.15) Ainda no campo da “energia limpa”, o Brasil experimentou um crescimento enorme na utilização da energia eólica, principalmente no Rio Grande do Sul, Rio Grande do Norte, Bahia e Ceará. Um aerogerador é um imenso cata-vento como podemos notar na imagem em anexo, em que homens aparecem fazendo a manutenção desse equipamento. Ao liberar a movimentação das hélices do aerogerador, demora um bom intervalo de tempo para que a força do vento faça a hélice ganhar velocidade de trabalho e assim desenvolver um movimento uniforme.

Figuras extraídas em 16/04/2017 em http://meioambiente.culturamix.com/noticias/beneficios-da-energia-eolica-para-a-humanidade

Um dos problemas para a implementação desses equipamentos é a mão de obra especializada e normas de segurança bem definidas para evitar acidentes como o que aconteceu em um aerogerador, onde um técnico subiu até o eixo da hélice com ela em movimento. Devido ao vento, esse técnico, que tinha 90 kg, acabou indo parar na extremidade de uma das pás da hélice preso a um cabo e descrevendo um MCU com aceleração centrípeta igual a 4 m/s². A sorte do técnico é que o cabo não partiu. Qual a intensidade da força máxima que esse cabo suportou? Considere que a aceleração da gravidade mede 10 m/s²

a) 540 N

b) 860 N

c) 1260 N

d) 1340 N

Resolução

B.16) Nosso apanhado sobre atividades que colaboram para o desenvolvimento sustentável não estaria completo se não falássemos de reciclagem. Dentre as técnicas de reciclagem, podemos incluir a utilização do metano (biogás) liberado pela decomposição de matéria orgânica com a construção de biodigestores. A produção de metano é um processo natural e mais abundante nos depósitos de lixo e nas atividades agropecuárias. Como o metano produz cerca de 20 vezes mais efeito estufa que o gás carbônico, a sua utilização como combustível reduz sua presença na atmosfera. Na combustão do metano, é gerada uma molécula de gás carbônico a partir de uma molécula de metano. Como a utilização de biogás como fonte de energia reduz o efeito estufa, ele é considerado uma forma de energia limpa, mesmo liberando gás carbônico na sua combustão. Digamos que o dono de uma fazenda queira implementar uma fonte de energia limpa, mas não possui muito recurso financeiro para investir. Em sua pesquisa sobre o assunto, o dono decidiu usar seus recursos na construção de biodigestores. Entretanto, sua maior necessidade era a produção de energia elétrica para os diversos equipamentos elétricos que utilizava. Considere que a fazenda fique em uma região que possui um regime regular de vento, o que levantou a possibilidade de construir um aerogerador.


	Figura extraída em 16/04/2017 em	http://diybiodigestores.blogspot.com.br/p/biodigestor

Identifique a proposição que NÃO é um argumento coerente para a escolha de uma dessas formas de energia em relação à outra:

a) A queima do biogás não é muito eficiente na geração de energia elétrica porque os geradores precisam ser movimentados por motores térmicos que possuem baixo rendimento. Os aerogeradores já utilizam o movimento do vento.

b) Com o custo de um aerogerador é possível construir vários biodigestores que poderão gerar a mesma quantidade de energia elétrica além de todos os demais benefícios.

c) Os biodigestores precisam de uma constante introdução de dejetos e retirada de biofertilizantes para que o ritmo da reação química existente não diminua. Já os aerogeradores utilizam um processo autônomo.

d) Acidentes com biodigestores são mais perigosos que com aerogeradores porque estes últimos estão no alto, longe do contato direto com as pessoas e os animais.

Solução: Todos os argumentos dos itens A, B e C. Estão relacionados com eficiência, custo e funcionamento. No item A, é levado em conta o rendimento na produção de energia elétrica, que de fato em um biodigestor é inferior a um aerogerador. O item B relaciona o custo de um aerogerador, a pessoa que deseja utilizar essa fonte de energia gastaria uma quantia superior em comparação com a outra fonte. O Item C, está associado ao trabalho constante que se deve ter para o funcionamento dos biodigestores, ou seja, o que representaria um aumento de funcionários envolvidos.

O último item é o menos coerente para a escolha, pois , acidentes de trabalhos são passiveis de acontecer em qualquer fonte de energia a ser implementada. Este argumento não é plausível suficiente para este tipo de tomada de decisão.

B.17) O controle permanente das condições ambientais inclui o que está acontecendo com a atmosfera. Uma maneira de estudá-la com baixo custo é usar balões meteorológicos. Eles são cheios com hélio ou hidrogênio podendo atingir grandes altitudes. Eles levam equipamento de localização e medição; assim é possível calcular aproximadamente a altura que o balão vai parar de subir. Suponha que um desses balões tinha 5 L de hélio junto ao solo, onde a temperatura era de 27 °C e a pressão atmosférica era de 100 kPa. A força de elasticidade desse balão sempre produzia um aumento de 20 kPa na pressão do hélio do seu interior. O balão subiu até uma altura cuja temperatura era de – 63 °C e a pressão atmosférica era de 10 kPa. Se o balão estava sempre em equilíbrio térmico com a atmosfera da sua vizinhança, quanto o balão dilatou nessa subida?

Dado: 0 K = - 273°C

a) 7 L

b) 8 L

c) 9 L

d) 10 L

Resolução

B.18) Um dos setores produtivos que mais libera gás carbônico na atmosfera é o automobilístico. No ano passado, o governo brasileiro retirou os impostos de importação de carros elétricos apostando que eles seriam uma boa solução para a sustentabilidade nesse setor. Entretanto, a utilização de usinas térmicas na matriz energética do Brasil aumentou. Se por um lado, os carros elétricos não liberam diretamente gás carbônico, pois não se movimentam através da queima de combustíveis, por outro eles vão aumentar o consumo de energia elétrica e a utilização de usinas térmicas. A substituição de carros que usam combustíveis para carros elétricos só será efetiva se a produção de energia elétrica limpa crescer mais que o consumo de energia elétrica. Por isso é tão necessário o estudo da eficiência de carros elétricos.

Imagine que certa distribuidora saiba que um carro popular em média sofra do ar uma força de resistência R cuja intensidade obedece a relação R = 5.v2, determinada para o SI, onde v é a velocidade. Um carro na cidade libera diariamente 1 kg de gás carbônico a cada 100 N de força motriz média para frente produzida pelo sistema de propulsão. Se, em Manaus, os carros desenvolvem uma velocidade média de 72 km/h, quantos créditos de carbono (veja questão B.9) por carro essa distribuidora ganharia por mês quando deixasse de vender carros à combustão e passasse a vender carros elétricos?

Considere que a única força contra o movimento do carro seja produzida pela atmosfera.

a) 0,6 créditos de carbono

b) 0,7 créditos de carbono

c) 0,8 créditos de carbono

d) 0,9 créditos de carbono

Resolução

B.19) Outra maneira de amenizar os efeitos nocivos dos automóveis à combustão é melhorar o rendimento deles. Um automóvel à gasolina funciona sob temperatura máxima de 427 oC e temperatura mínima de 77 °C. Na interpretação de Carnot, podemos considerar que essas temperaturas são as da fonte quente e da fonte fria. A quantidade de gás carbônico liberado por um automóvel que usa gasolina é proporcional ao calor gerado por sua combustão.

Nossos automóveis à gasolina possuem um rendimento de 25 %. Existem pesquisas de novos motores à combustão de gasolina que prometem atingir um rendimento de 4/5 do rendimento máximo para uma máquina térmica trabalhando nessas temperaturas. Se isso acontecesse, qual percentual de carbono os automóveis à gasolina deixariam de emitir para a atmosfera sendo usados da mesma forma pelos usuários?

Dado: 0 K = -273 °C

a) 32,5 %

b) 35,0 %

c) 37,5 %

d) 40,0 %

Resolução

B.20) A rede hidrográfica projetada para a transposição do rio São Francisco é composta por dois eixos: norte e leste. A primeira etapa do eixo norte começa por uma estação de bombeamento em Cabrobó (PE), elevando o rio a uma altura de 39,2 m em relação ao reservatório de Tucutú. Esse primeiro trecho é uma enorme ladeira de 7 km inclinada constantemente de 3,2°. As águas descem esse caminho com uma velocidade constante de 1,4 m/s de acordo com as leis da hidráulica. Se essas águas apostassem corrida com uma esfera partindo do repouso e descendo a mesma ladeira sem qualquer atrito, qual seria a diferença entre os tempos da descida que levariam para percorrer esse percurso?


	Figura extraída em 16/04/2017 em	http://geografialivre.blogspot.com.br/2015/05/a-polemica-transposica

Dado: aceleração da gravidade = 10 m/s²

a) 4.500 s

b) 4.800 s

c) 5.200 s

d) 5.600 s

Resolução

QUESTÕES RESOLVIDAS OBFEP 2016 NÍVEL B

2020-05-10T13:09:00.000-07:00

Agradecimentos a Rodrigo Rodrigues pelas questões e Ana Moura

B.1) O mascote da olimpíada do Rio de Janeiro de 2016 é Vinícius e o da paraolimpíada é Tom. Eles são fanáticos por esportes e se arriscam na Física para compreendê-los. Certo dia, Tom fez a seguinte pergunta para Vinícius: No levantamento de peso, quando o atleta ergue aquela barra cheia de anilhas, a barra exerce nas mãos do atleta o peso dela mais o das anilhas? Qual seria a resposta correta?

Figura foi extraída em 10/02/2016 em http://nerdpai.com/a-hora-da-aventura-nos-jogos-olimpicos-rio-2016-ou-quase-isso/

a) Sim, a barra exerce o peso dela e transmite o peso das anilhas que estão presas a ela.

b) Não, a barra só exerce o peso dela. O peso das anilhas é intransferível.

c) Não, a barra não exerce peso nas mãos do atleta. Ela exerce a reação à força que o atleta aplica nela.

d) Não, a barra só exerce o peso das anilhas que estão presas a ela.

RESPOSTA B.1: [C]

B.2) Vinícius e Tom estão constantemente trocando ideias sobre esportes. Desta vez, era sobre velocidade na corrida de 100 m rasos. Eles sabem que o homem mais rápido do mundo é o Usain Bolt, com a marca de 9,58 s. Já a melhor marca sul-americana foi a de 10,00 s de Robson Caetano, em 1988. Desta vez, foi Vinícius que perguntou a Tom: Será que Robson Caetano, quando fez sua melhor marca, ultrapassou os 40 P km/h de velocidade em algum instante? Qual seria a resposta correta?

a) Não. Se ele percorreu 100 m durante 10 s, ele percorreria 36.000 m (ou 36 km) em 3.600 s (ou 1 h), o que corresponde à velocidade exata de 36 km/h, menor que 40 km/h.

b) Sim. Se ele partiu do repouso (v = 0) e sua velocidade média foi 36 km/h, é muito provável que sua velocidade instantânea tenha atingido 4 km/h acima da velocidade média.

c) Não. Ele não chegou a percorrer 1 quilômetro, nem gastou 1 hora, portanto, é incoerente apresentar sua velocidade em quilômetros por hora.

d) Sim. Se a maratona possui uma distância um pouco maior que 42 km um bom atleta, como Robson, conseguiria percorrer mais que 42 km; portanto, sua velocidade ultrapassou os 40 km/h.

B.3) O recorde de levantamento de peso em competições oficiais é do soviético Vassili Alekseiev, levantando 256 kg. Em julho do ano passado, um ciclista muito forte ergueu o fundo de um carro de 830 kg, tirando-o da ciclovia. Quantos newtons de força média este homem aplicou no carro, acima da força média aplicada por Alekseiev quando quebrou o recorde citado? Considere que o peso do carro está igualmente distribuído entre fundo e frente.

Figura foi extraída em 10/02/2016 em http://vadebike.org/2015/07/ciclista-levanta-carro-para-fora-da-ciclovia-sao-paulo/

Dados: aceleração da gravidade = 10 m/s²

a) 1590 N

b) 1610 N

c) 1670 N

d) 1730 N

B.4) A prova de perseguição em equipe é realizada por duas equipes de 4 ciclistas que tentam percorrer 16 voltas por uma pista de 250 m, no menor tempo possível. A Inglaterra detém o recorde desta competição com a marca de 3 min e 52 s, obtido na olimpíada de 2012. Nessa competição, a equipe norueguesa realizou a prova em 5 min e 0 s.

Figura extraída em 10/02/2016 no site:https://www.youtube.com/watch?v=lNpfLyzXRdE&feature=youtu.be&t=60s

Qual a velocidade média da equipe norueguesa na competição?

a) 44 km/h

b) 48 km/h

c) 50 km/h

d) 52 km/h

B.5) Daniel Gabriel Fahrenheit, em 1724, apresentou uma escala termométrica cujo ponto de fusão do gelo era 32 ºF e o ponto de ebulição da água era 212ºF. Como os Estados Unidos é um dos poucos países que usam esta escala, a delegação estadunidense está se preparando para a diferença de indicação de temperatura para as olimpíadas do Rio de Janeiro, onde se usa a escala Celsius. Seus atletas estão recebendo uma cartilha, a qual contém uma fórmula que converte a temperatura em Celsius, x, em temperatura em Fahrenheit, y. Que fórmula é esta?

a) y = 1,8 x + 32

b) y = 1,8 x + 6,4

c) y = 3,6 x + 32

d) y = 3,6 x + 6,4

B.6) No gráfico abaixo foi registrado o comportamento da velocidade escalar de um atleta em uma prova de salto em altura. O sentido do movimento foi usado como sentido da trajetória e a duração de todo o movimento, do impulso até o amortecimento no colchão, foi de 6,8 s.

Figura extraída em 10/02/2016 no site: http://olimpiadas.ig.com.br/2012-07-14/bicampea-mundial-do-salto-em-altura-esta-fora-dasolimpiadas.html

Qual o instante que o atleta atinge a altura máxima?

a) Apenas em t₁.

b) Em t = 6,8 s.

c) Em t₁ e t₃.

d) Em t₂.

RESPOSTA B.6: [D]

B.7) O tênis foi um dos esportes escolhidos para fazer parte da primeira olimpíada moderna, em 1896. Atualmente, as bolas de tênis possuem uma massa de 60 g. André Sá é uma das promessas brasileira para essa categoria. Em seus saques, a força imprimida pela raquete nas bolas é muito superior ao peso das bolas. Caso, em um saque, esse tenista consiga imprimir uma força de 15 N em uma bola de tênis, a aceleração da bola terá um valor igual a:

Dados: aceleração da gravidade = 10 m/s²; despreze a força peso da bola.

a) 8 vezes o valor da aceleração da gravidade.

b) 12 vezes o valor da aceleração da gravidade.

c) 20 vezes o valor da aceleração da gravidade.

d) 25 vezes o valor da aceleração da gravidade.

B.8) A bocha paralímpica é um esporte pouco conhecido. Introduzido em 1984, os competidores tentam colocar as 6 esferas iguais o mais próximo da esfera branca (alvo). Uma das estratégias utilizadas é, através de uma colisão, afastar uma esfera do adversário que esteja mais próxima do alvo.

Figura extraída em 10/02/2016 no site: http://www.esporteessencial.com.br/noticias/boa-estreia-no-campeonato-mundial-de-bochaparalimpica

Em certa jogada, um atleta usou essa estratégia. A esfera do atacante atingiu a do adversário com a velocidade de 3 m/s. Imediatamente após a colisão, a esfera do atacante reduziu a velocidade para 0,6 m/s, mas não mudou o sentido, e a do adversário saiu na mesma direção da esfera do atacante. Qual o valor do coeficiente de restituição para esta colisão?

a) 0,4

b) 0,5

c) 0,6

d) 0,7

B.9) Força, flexibilidade e muita calma são essenciais para um arqueiro acertar o alvo no tiro com arco. A flecha deve sair com grande velocidade para vencer os 70 m o mais rápido possível, reduzindo os efeitos da gravidade na trajetória. Para tal, usa-se um arco de grande constante elástica e exige-se muita força muscular para manter sua deformação enquanto o arqueiro mira o alvo. Usando seu arco de competição e uma flecha de 20 g, o medalhista brasileiro Marcus Vinicius consegue lançar esta flecha a 60 m/s (216 km/h) deformando seu arco de 60 cm para efetuar o lançamento.

Figura extraída em 16/02/2016 no site: http://olimpicos.blogfolha.uol.com.br/2014/09/07/brasileiro-de-16-anos-conquista-a-prata-nacopa-do-mundo-de-tiro-com-arco/

Determine a força que este arqueiro tem que manter enquanto mira no alvo.

Dados: considere que o arco obedece a lei de Hooke e despreze as forças dissipativas.

a) 120 N

b) 124 N

c) 132 N

d) 136 N

B.10) A modalidade “canoagem velocidade” conta com vários tipos de provas. O brasileiro Ronilson de Oliveira é uma das nossas promessas na prova de canoa individual. Atualmente, Ronilson possui 78,70 kg e usa uma canoa de 14,12 kg. A água no estádio da lagoa Rodrigo de Freitas, sede das provas de canoagem, possui uma densidade de 1,02 kg/L. Qual o volume ocupado pela canoa, abaixo do nível da água, durante a competição?

a) 90,0 L

b) 91,0 L

c) 92,0 L

d) 93,0 L

B.11) O tcheco Jan Železný é a única pessoa no mundo a lançar um dardo olímpico a mais que 94 m de distância. Certamente, a influência do ar reduz as marcas obtidas nesse esporte que nunca ultrapassaram os 100 m. Em um desses eventos, Železný lançou o dardo com 35 m/s formando um ângulo de 37º em relação à horizontal. Se o ar não influenciasse este movimento, qual o alcance conseguido por este atleta? Desconsidere a altura inicial do lançamento.

Dados: aceleração da gravidade = 10 m/s²; sen 37º = 0,6 e cos 37º = 0,8

a) 104,2 m

b) 109,4 m

c) 117,6 m

d) 121,0 m

B.12) Vemos uma foto da polonesa Anita Wlodarczyk antes de conseguir seu recorde mundial. O martelo olímpico feminino é uma bola de ferro de 4 kg presa a um fio de aço de 1,2 m. A atleta gira algumas vezes antes de lançar o martelo. Imediatamente antes de lançar, Anita girava o corpo forçando a bola a descrever um movimento circular de 1,8 m de raio a uma velocidade de 30m/s.

Figura extraída em 10/02/2016 no site: http://www.zimbio.com/pictures/6dGvl6BPQth/Olympics+Day+12+Athletics/ j1gAQztvImL/Anita+Wlodarczyk

Desprezando o efeito gravitacional, qual a intensidade da tração exercida pelo fio na esfera, imediatamente antes de ser lançada?

a) 1800 N

b) 1900 N

c) 2000 N

d) 2400 N

B.13) O segundo brasileiro a ganhar uma medalha olímpica de ouro foi Joaquim Cruz, em 1984, na prova de 800m. Ele ficou no segundo lugar por quase toda a prova, mantendo a velocidade de 7 m/s, a 4 m do queniano Edwin Koech.

Figura extraída em 10/02/2016 no site: http://www.surtoolimpico.com.br/2013/03/surto-historia-joaquim-cruz-50.html

Ao entrar na última reta, Joaquim imprimiu uma aceleração de 0,5m/s² enquanto o queniano só conseguiu manter a velocidade. Com que velocidade Joaquim ultrapassou Edwin?

a) 8 m/s

b) 9 m/s

c) 10 m/s

d) 11 m/s

B.14) Fora da água, os óculos de natação não produzem desvios significativos na luz. Dentro da água, eles tornam-se superfícies de separação entre dois meios, o ar junto aos olhos e a água. A piscina principal do estádio aquático olímpico, localizado na Barra da Tijuca, RJ, possui uma profundidade de 2m, a mínima exigida para competições olímpicas. Entretanto se um atleta, nadando na superfície da água e usando os óculos de natação, olhar para baixo, verá o fundo da piscina a uma profundidade de 1,5 m.

Figura extraída em 10/02/2016 no site: http://www.amaralnatacao.com.br/piscina-6-treinamento/

Qual o valor aproximado do índice de refração da água usada nesta piscina?

a) 0,50

b) 0,75

c) 1,25

d) 1,33

B.15) A temperatura da água na competição de natação olímpica deve estar entre 25ºC e 28ºC. Como a olimpíada ocorrerá em agosto, em pleno inverno no Rio, foi instalado um sistema de aquecedor de água na piscina oficial. É previsto que, no Rio, a temperatura mínima para a época seja de 10ºC. A piscina oficial, cujas dimensões são 25x50x2, em metros, deve atingir a temperatura mínima para a competição em 50 min, no máximo. Qual a potência mínima que o sistema de aquecimento deve possuir? Despreze as perdas de calor.

Dados: calor específico da água = 4,2 kJ/(kg.ºC); Densidade da água = 1000 kg/m³

a) 52.500 kW

b) 55.200 kW

c) 60.000 kW

d) 64.800 kW

B.16) A história das olimpíadas modernas possui algumas curiosidades. De 1900 a 1932, existia a prova da subida de corda. O atleta teria que subir 10m de corda no menor tempo. Na última competição, um inglês de 82 kg subiu tal distância em 6,7 s. Nos primeiros segundos, ele aplicou uma força média de 943 N para baixo na corda. Qual o valor da aceleração média deste atleta nesses primeiros segundos?

Dados: aceleração da gravidade = 10 m/s²

a) 0,8 m/s²

b) 1,0 m/s²

c) 1,2 m/s²

d) 1,5 m/s²

B.17) Robert Scheidt é o maior ícone do iatismo brasileiro, sendo bicampeão olímpico na classe laser. A figura ao lado mostra as duas forças principais que atuam em um barco a vela: a produzida pelo vento na vela, responsável por movimentar o barco para frente, e a produzida pela água na bolina (quilha do barco), responsável por reduzir o desvio lateral provocado pela primeira força. Existe uma terceira que anula totalmente essas forças quando o barco está em movimento retilíneo uniforme: a força produzida pela água contra o movimento do barco.

Obedecendo a escala do quadriculado da figura determine, aproximadamente, o valor da força resultante das duas forças apresentadas.

a) 12 N

b) 15 N

c) 16 N

d) 18 N

B.18) Na olimpíada do Rio 2016, o ciclista masculino que participará da prova de estrada terá que percorrer 240 km, aproximadamente. Uma bicicleta olímpica possui rodas iguais de 25 cm de raio. Sabendo que um ciclista jamaicano completou esta prova em 4 horas, qual a velocidade angular média das rodas de sua bicicleta nesta corrida?

a) 4000 rad/min

b) 4200 rad/min

c) 4600 rad/min

d) 5000 rad/min

B.19) O tiro olímpico usa armas cujo projétil é movido por expansão gasosa produzida por um gás inicialmente super comprimido ou superaquecido. A diferença p* entre a pressão exercida pelo gás na base do projétil e a pressão atmosférica é o que impulsiona o projétil. No gráfico ao lado, vemos um exemplo do comportamento de p* em função do volume V ocupado pelo gás, ao disparar um projétil de 2 g em uma competição olímpica.

Desprezando o atrito entre o projétil e o cano da arma, com que velocidade este projétil é disparado?

a) 400 m/s

b) 500 m/s

c) 600 m/s

d) 800 m/s

B.20) Vitor Hugo é uma das promessas brasileiras nos 100 m rasos. Quando está dormindo, esse atleta mantém uma temperatura média de 40,5ºC na superfície interna da pele, e 35,5ºC na superfície externa da pele, o que provoca um fluxo térmico de 4 kW pela pele. Quando corre, as temperaturas médias das superfícies da pele alteram para 47,0ºC e 37,0ºC. Considerando que Vitor completará a prova de 100m em 10s, quantos gramas de gelo a 0ºC poderiam ser derretidos com o calor que passa pela pele de Vitor durante esta prova?

Dados: Calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g ; Equivalente mecânico do calor: 1 cal = 4 J.

a) 240 g

b) 250 g

c) 280 g

d) 300 g

CRONOGRAMA DE ESTUDOS

2020-05-10T06:46:00.002-07:00

O Plano de Estudo é a maneira mais organizada para potencializar o aprendizado. O primeiro passo é montar uma tabela com todos os horários de estudo, descanso, lazer e demais atividades.

Passos para montar um plano de estudo eficiente:

Analise sua rotina e estabeleça metas: crie metas e cumpra, evite distrações, quando for estudar faça apenas isto, opte por estudar as disciplinas que estão com conteúdos atrasados.

Cuidar da mente e do corpo: determinar a quantidade de tempo para os estudos e para realizar as demais atividades, como higiene pessoal, tarefas da casa, transporte, alimentação, descanso, atividade física, entre outras.

Estabelecer horários de descanso: coloque o que vai ser estudado nas próximas horas, depois nas semanas seguintes e, por fim, nos meses que virão. Estude todos os dias e no final de semana, seja mais flexível. É necessário acrescentar no cronograma momentos para relaxar.

Montar um cronograma de estudos: maior erro do estudante é estudar apenas o que gosta. Procure inverter e estudar mais aquele conteúdo ou disciplina que não gosta, pois normalmente é o que menos se sabe.

ACRESCENTE AS MATÉRIAS NO CRONOGRAMA DE ESTUDOS:

CLIQUE NA IMAGEM ABAIXO PARA OBTER O PLANO DE ESTUDOS DE FÍSICA COM OS CONTEÚDOS:

"Você pode ter o melhor professor do mundo, mas para aprender o assunto você precisa estudar, não há outra forma."

Efeito Doppler

2020-05-08T18:15:00.000-07:00

Notação Científica

2020-05-08T05:24:00.000-07:00

Outros exemplos:

a) Massa do elétron

0,000000000000000000000000000910938356 g

"andar" com a vírgula vinte e oito casas decimais para DIREITA, logo o expoente da base 10 será NEGATIVO:

9,10938356·10^{– 28}g

b) Distância entre a Terra e o Sol

149.600.000 km.

"andar" com a vírgula oito casas decimais para ESQUERDA, logo o expoente da base 10 será POSITIVO:

1,496 · 10⁸

b) Idade aproximada da Terra

4.543.000.000 anos.

É necessário andar 9 casas decimais para a ESQUERDA:

4,543· 10⁹

QUESTÕES RESOLVIDAS OBFEP 2016 NÍVEL A

2020-05-04T17:21:00.001-07:00

Agradecimentos a Rodrigo Rodrigues pelas questões e Ana Moura

A.1) A elaboração desta prova ocorreu 2 meses depois do solstício de verão de 2015 na região nordeste do Brasil. A olimpíada do Rio de Janeiro terminará 2 meses depois do solstício de inverno local. Sendo assim, a estação do ano vivenciada por quem elaborou esta prova, durante a sua elaboração, foi o ____________ e, para um Francês, que assistirá a olimpíada do Rio lá na França, a estação vivenciada será o _________________. As lacunas devem ser preenchidas, respectivamente, por:

a) inverno – verão

b) inverno - inverno

c) verão - inverno

d) verão – verão

Resposta: D

A.2) Os construtores do estádio aquático olímpico do Rio de Janeiro precisaram calcular a massa de água que iria ser colocada na piscina central para projetar uma estrutura que suportasse o peso da água. Essa piscina possui 25 m de largura, 50 m de comprimento e 2,3 m de altura.

Figura extraída em 13/03/2016 em http://www.gazetadopovo.com.br/esportes/olimpiadas/2016/cortes-de-orcamento-dario-2016-preocupam-federacoes-internacionais-0jd3otku7z4jb95uzck7bqn2b

A expectativa é que a piscina não seja toda preenchida, deixando 30 cm entre o nível da água e a borda da piscina. Se a densidade da água é de 1 tonelada/m3, quantos kg de água serão colocados nessa piscina?

a) 1.800.000 kg

b) 2.000.000 kg

c) 2.200.000 kg

d) 2.500.000 kg

Resposta: D

A.3) A primeira medalha de ouro da China, na Olimpíada de Pequim, foi conquistada pela chinesa Xiexia Che. Tendo menos de 48 kg, ela ergueu 117 kg, o recorde olímpico da prova. Qualquer mulher adulta com menos de 48 kg, que não tenha restrições físicas, conseguiria levantar a mesma barra com as mesmas anilhas (argolas) que aquelas usadas por Xiexia se o levantamento fosse realizado na Lua, pois, na superfície deste astro, em relação à situação na superfície da Terra,

a) a massa de qualquer corpo diminui; logo, o peso respectivo também diminui.

b) o peso de qualquer corpo diminui, mesmo mantendo a massa.

c) a massa de qualquer corpo diminui, apesar do peso não alterar.

d) a massa e o peso continuam os mesmos mas, lá na Lua, as pessoas ficam mais fortes.

Resposta: B

A.4) Para a competição de natação, a água da piscina deve estar entre 25,0 ºC e 28,0 ºC, de acordo com as normas do comitê olímpico internacional. Um atleta inglês, acostumado com medidas de temperatura na escala termométrica Fahrenheit, precisará converter essas quantidades. Se a água ferve a 100ºC ou 212ºF e o gelo derrete a 0ºC ou 32ºF, a faixa de temperatura citada acima, convertida para a escala Fahrenheit, corresponde aos valores:

a) de 75,0 ºF a 82,4 ºF

b) de 77,0 ºF a 82,4 ºF

c) de 75,0 ºF a 88,6 ºF

d) de 77,0 ºF a 88,6 ºF

Resposta: B

A.5) Canoagem Slalom requer muita técnica e força para o caiaque passar por diversos pares de traves nos 250 m de correnteza. Muitas vezes, o competidor tem que remar contra a correnteza, vencendo-a, para passar por essas traves que estão em uma posição muito deslocada da rota normal.

Figura extraída em 13/03/2016 em http://www.webventure.com.br/h/noticias/conheca-as-modalidades-da-canoagem/29239

Neste caso, a canoa consegue se movimentar para frente contra a correnteza por causa da:

a) força de reação à intensa força que o remo exerce na água para trás.

b) intensa força que o remo exerce na água para frente.

c) intensa força que a água exerce para frente em todo o casco da canoa.

d) intensa força que a o casco da canoa exerce na água para trás.

Resposta: A

A.6) O remo passou a fazer parte dos jogos olímpicos em 1900. Atualmente, ele possui 14 provas disputadas em uma distância de 2 km em linha reta. Individualmente, a prova mais rápida é a de Single Skiff, o que significa 2 remos e um atleta. O neozelandês Mahé Drysdale venceu essa prova nos jogos olímpicos de verão em Londres, no ano de 2012.

Figura extraída em 13/03/2016 em

http://www.stuff.co.nz/sport/other-sports/66490590/Mahe-Drysdale-wins-eighth-singlesculls-title-at-New-Zealand-Rowing-Championships

Na final, ele conseguiu a marca de 6 min e 58s. Qual o valor aproximado da velocidade média que Mahé desenvolveu nesta prova?

a) 4,2 m/s

b) 4,4 m/s

c) 4,8 m/s

d) 5,2 m/s

Resposta: C

A.7) Dois nadadores norte-americanos, A e B, ouviram dizer que, no período das Olimpíadas, a temperatura no Brasil era de 10 graus. Como eles não prestaram atenção na informação, pensaram que se tratava de 10ºF o que corresponde a -12,2ºC, ou seja, um ambiente muito frio. Para treinar, esses nadadores foram para o Alasca, mergulhar nas águas frias deste estado norte-americano. Depois de 1 min dentro de águas a 0ºC, a temperatura do nadador A era menor que a do nadador B. Se esses nadadores possuem a mesma área de contato com a água, qual a proposição que revela características que podem colaborar para essa diferença?

a) A massa do nadador A é menor que a do nadador B.

b) O metabolismo do nadador A é mais rápido que o do nadador B.

c) O calor específico médio do nadador A é maior que o do nadador B.

d) A pele do nadador A possui mais substância isolante que a do nadador B.

Resposta: A

A.8) O parque olímpico da Barra da Tijuca (RJ) será um dos palcos mais importantes da olimpíada 2016. É uma área enorme que corresponderia à área do trapézio e do semicírculo da figura. Existe uma preocupação quanto à incidência solar nessa área cuja intensidade média é próxima de 100 kcal por hora em cada m².

Sabendo que a altura do citado trapézio mede 500m e que suas bases medem 400 m e 1200 m, determine quantas quilocalorias o parque olímpico recebe devido à incidência solar durante 2 horas.

Dados: considere π = 3.

a) 76 milhões de quilocalorias

b) 81 milhões de quilocalorias

c) 85 milhões de quilocalorias

d) 92 milhões de quilocalorias

Resposta: D

A.9) A peteca ou Badminton entrou nos jogos olímpicos em 1992. A peteca possui de 4,74 a 5,5 gramas enquanto uma bola de tênis possui de 56 a 59,4 g. As raquetes usadas para bater na peteca são cerca de 3 vezes mais leves que as usadas em tênis. Certa vez, um jogador de tênis foi visitado por um jogador de peteca. Eles foram jogar peteca e jogar bola de tênis usando a raquete de peteca. O jogador de tênis bateu na peteca e na bola de tênis, em momentos diferentes, usando a raquete do Badminton. Considerando que as intensidades das forças aplicadas pela raquete foram iguais e que elas tiveram a mesma duração, determine a resposta mais correta sobre as diferenças entre essas duas raquetadas:

a) A bola de tênis adquiriu maior velocidade.

b) A raquete freou mais quando interagiu com a bola de tênis.

c) As desacelerações adquiridas pela raquete nas duas raquetadas tiveram a mesma intensidade.

d) A peteca adquiriu uma menor aceleração já que possui menor massa.

Resposta: D

A.10) A brincadeira de cama elástica (trampolim), conhecida em todo o mundo, transformou-se em esporte olímpico em Sydney, no ano de 2000. Durante uma apresentação de ginástica de trampolim, os atletas chegam a 8 m de altura enquanto fazem saltos acrobáticos. Os atletas inserem e retiram energia mecânica através dos seus músculos.

Figura extraída em 10/03/2016 em https://pt.wikipedia.org/wiki/Trampolim_acrob%C3%A1tico

O trampolim evita que a energia mecânica adquirida seja dissipada enquanto inverte o sentido do movimento do atleta. Para isso, o trampolim guarda a energia mecânica em forma de que tipo de energia?

a) energia potencial gravitacional

b) energia potencial elástica

c) energia química

d) energia térmica

Resposta: B

A.11) A ginástica rítmica é um dos dois esportes realizados apenas pormulheres e suas apresentações são verdadeiros espetáculos de dança e acrobacias. Com movimentos inspirados no balé, a atleta precisa entrar em harmonia com um dos cinco aparelhos utilizados: corda, fita, maça, arco e bola.

Figura extraída em 10/03/2016 em http://www.esporteessencial.com.br/ noticias/angelicakvieczynski-chega-a-tres-finais-na-alemanha

A brasileira Angélica Kvieczynsk nos enche de esperanças por medalhas individuais já que conquistou seis delas nos últimos Pan-americanos. Quando Angélica está se apresentando, seu coração pulsa 150 vezes por minuto. Seu ritmo cardíaco é tão regular que seu coração se comporta como um verdadeiro relógio, podendo servir para medir o tempo. Se, em uma apresentação, seu coração bateu 190 vezes, qual foi a duração dessa apresentação?

a) 64 s

b) 68 s

c) 72 s

d) 76 s

Resposta: D

A.12) Marta Vieira da Silva é a jogadora de futebol mais famosa do Brasil e a maior artilheira da seleção brasileira, superando o Pelé. Ela ajudou o Brasil a conquistar duas medalhas de prata nas olimpíadas de Atenas e de Pequim. Vemos abaixo a representação da trajetória parabólica descrita por um chute de Marta em uma bola de futebol, dado em t0 = 0s. Representando a altura da bola por y e a distância horizontal da bola até o local do chutepor x, podemos localizar qualquer ponto da trajetória relacionando seus respectivos x e y através da equação y = -0,2 x2+ 2x, onde x e y são medidos em metros. Também sabemos que, para este lançamento a coordenada x, em metros, e o instante t, em segundos, relacionam-se por x = 5t.

Usando essas equações, determine em qual dos instantes abaixo a bola estava na altura de 5m.

a) 0,4 s

b) 0,8 s

c) 1,0 s

d) 1,2 s

Resposta: C

A.13) No Pan-americano de Guadalajara, em 2011, a brasileira Rosângela Santos ganhou ouro na prova dos 100 m rasos. Ela já está classificada para competir nas provas de 100 m e 200 m rasos na olimpíada do Rio de Janeiro. A imagem abaixo relata os primeiros metros após a largada, na prova que consagrou Rosângela como primeiro lugar. Compare a posição da brasileira, identificada pela letra B, com a posição das demais corredoras. Uma curiosidade desta prova é que a aceleração das atletas é máxima na largada e vai diminuindo no decorrer da prova.

Com base nas informações do texto e na foto, analisando do início ao fim dessa prova vencida pela brasileira, podemos garantir que Rosângela, em comparação com as demais atletas, não atingiu a maior:

a) aceleração.

b) velocidade.

c) velocidade média.

d) aceleração média.

Resposta: A

A.14) Os jogos paralímpicos do Rio de Janeiro ocorrem em setembro, um pouco mais de um mês após os jogos olímpicos. Existem muitas modalidades idênticas para os dois tipos de jogos, exceto pelas diversas classificações de deficiência que visam equilibrar a disputa. Em uma competição de 400 m rasos, dois atletas paraolímpicos que competiam na cadeira de rodas, largaram ao mesmo tempo, t = 0s.

Figura extraída em 13/03/2016 em https://www.youtube.com/watch?v=-Y4ZqP7x1eQ

Definindo a distância da largada até cada atleta de X, os comportamentos dessas distâncias no decorrer do tempo para dois atletas, A e B, foram indicados no gráfico abaixo.

Quais os instantes que estes atletas se encontraram?

a) 8 s e 25 s

b) 12 s e 25 s

c) 12 s e 21 s

d) 8 s e 21 s

Resposta: A

A.15) Para a disputa relatada na questão anterior, considerando que a velocidade de cada atleta permanecerá constante a partir do segundo encontro, qual o valor aproximado da diferença de tempo entre as chegadas dos competidores A e B?

a) 1,2 s

b) 1,5 s

c) 1,7 s

d) 1,9 s

Resposta: C

QUESTÕES RESOLVIDAS OBFEP 2018 NÍVEL A

2020-05-04T07:00:00.010-07:00

A.1) Um dos momentos mais especiais da vida de duas pessoas é quando elas resolvem se casar. Meire resolveu surpreender seu namorado com um belíssimo pedido de casamento. O local escolhido foi o terraço de sua casa, onde dava para ver o céu. Depois de tudo planejado, ela iria declamar um poema cujo trecho final era:

“[...] a Lua acima dos nossos corpos é a melhor testemunha desse momento, enviando seus raios para iluminar nossos caminhos que, a partir de hoje, peço que seja um só.”

Para que o poema fizesse sentido, a Lua deveria estar presente no Céu. Meire esperou por ela a noite inteira, mas ela não apareceu. Devido a esse motivo, mesmo tendo uma linda noite com um mar de estrelas no céu e nenhuma nuvem, Meire deixou para fazer esse pedido em um outro dia, quando a Lua estivesse presente.

Qual o melhor esquema que representa as posições da Terra (T), do Sol (S) e da Lua (L) durante a noite retratada?

Resposta A1: [C]

A.2) Um dos físicos mais importante de todos os tempos é Sir Isaac Newton. No século XVII, esse físico identificou as três leis fundamentais do movimento. Uma dessas leis é conhecida como Terceira Lei de Newton, presente em todos as interações que ocorrem em qualquer lugar do universo.

Identifique a proposição que NÃO explora o conteúdo dessa lei nas quatro situações vivenciadas em nossas casas.

a) Andamos para frente porque empurramos o chão para trás.

b) Subimos uma escada ao empurrá-la para baixo. Isso produz uma força em nosso corpo para cima que vence nosso peso.

c) Ao chutar uma bola de futebol, nosso pé é parado porque ela faz uma força oposta ao movimento do pé já que ele aplicou sobre a bola uma força para frente.

d) Uma bola de gude ganha mais velocidade à medida que nosso dedo exerce nela uma força maior.

Resposta A2: [D]

A.3) Ana Lúcia estava com dificuldade para tirar dúvidas de seu filho a respeito dos movimentos da Terra. Finalmente teve uma ideia. Levou o garoto para a cozinha e ligou a batedeira. Era uma batedeira moderna cujo batedor gira em torno do seu eixo e o eixo se movimenta fazendo um círculo em torno do centro C do braço da batedeira, conforme imagem abaixo.

Ana Lúcia explicou para o filho que o batedor representa a Terra e o centro do braço da batedeira, o Sol. O movimento do batedor em torno do seu eixo é a ______________, tipo de movimento que, sendo executado pela Terra, é o responsável pelo período de tempo chamado de ___________ . O movimento do eixo do batedor em torno do centro C do braço da batedeira é a _________________, tipo de movimento que, sendo executado pela Terra, é o responsável pelo período de tempo chamado de ___________ . As lacunas devem ser preenchidas pelas palavras abaixo na seguinte ordem:

a) Rotação – dia – translação – ano.

b) Rotação – ano – translação – dia.

c) Translação – dia – rotação – ano.

d) Translação – ano – rotação – dia.

Resposta A3: [A]

A.4) Íris é uma garota super criativa e questionadora. Ela gosta de ser chamada de Siri, seu nome lido de forma invertida. Certo dia, ela chegou em casa, contando à sua mãe que nem sempre as unidades de comprimento foram o metro e o centímetro. Segundo ela, pés, braços e até passos de reis e imperadores já foram usados como padrões de medida. Siri logo resolveu inventar também novos padrões. Assim, seu nariz, seu palmo e sua cintura passaram a ser usados como referência de comprimento. Para aplicar sua nova invenção, acompanhou uma pequena barata que se movimentava pelo rodapé de uma parede. Durante o período de observação, a barata deslocou 4 cinturas, 3 palmos e 2 narizes antes de inverter o sentido do seu movimento.

Siri não teve paciência para esperar a barata passar pelo ponto inicial, finalizando a observação antes disso. Se, no total, a barata teve um deslocamento de 1 cintura, 4 palmos e 1 nariz, qual o tamanho do deslocamento da barata quando seguia o sentido oposto ao inicial?

Dados: 1 cintura = 68 cm; 1 palmo = 12 cm e 1 nariz = 4 cm

a) 178 cm

b) 184 cm

c) 196 cm

d) 200 cm

Resposta A4: [C]

A.5) Paulo decidiu arrastar uma mesa pela sala para mudar o seu local. Logo após a mesa sair do repouso, fez a mesa desenvolver um movimento retilíneo uniforme. Contrária ao movimento da mesa, só existia a força de atrito entre os pés da mesa e o piso da sala.

Durante o MRU, podemos afirmar que:

a) a força aplicada por Paulo é maior que a força de atrito.

b) a força aplicada por Paulo tem a mesma intensidade que a força de atrito.

c) a força aplicada por Paulo é menor que a força de atrito.

d) a aceleração e a velocidade da mesa são constantes e não nulas.

Resposta A5: [B]

A.6) Rosária estava no quarto quando seu pai lhe chamou para assistir a um filme na sala com toda a família. Ela continuou no quarto quando seu pai lhe apressou indicando que, como iriam visitar a avô dela, teriam apenas 2h e 6 min para permanecer em casa, tempo exato da duração do filme.

Rosária era uma jovem questionadora e, enquanto o filme estava iniciando, lembrou-se de um documentário sobre o tempo. O documentário explicou que o dia foi dividido em 2 pedaços de 12 horas porque os antigos egípcios tinham dificuldade de trabalhar com números fracionários. Tendo 12 fatias, seria possível dividir cada pedaço do dia em 2, 3, 4, 6 e 12 intervalos facilmente. A divisão da hora em 60 minutos segue esse mesmo princípio, incluindo a possibilidade de dividir a hora em 5 partes.

Se os egípcios adotassem que 1 dia deveria ser dividido em dois pedaços de 10 horas e que cada hora deveria ser dividida em 100 minutos, qual seria a duração do filme assistido por Rosária e sua família nessa nova referência temporal?

a) 1 h e 25 min

b) 1 h e 75 min

c) 2 h e 10 min

d) 2 h e 30 min

Resposta A6: [B]

A.7) O jovem Tony gostava de brincar com uma grande pista de brinquedo que ficava montada na sala de sua casa. O carrinho que se movimentava por essa pista de início estava encostado a uma mola que, ao se puxar uma haste, era comprimida. Logo depois que perde o contato com a mola, o carrinho passa pelo ponto A antes de entrar e sair de um loop vertical, conforme indica a figura anexa que retrata o início dessa pista. Sobre as energias mecânicas que aparecem nessa situação, seguem algumas proposições:

I. No início, existia apenas a energia potencial elástica

II. No ponto A, existia apenas a energia cinética.

III. No ponto B, existia apenas a energia potencial gravitacional

IV. No ponto C, não existia energia mecânica.

As proposições verdadeiras são apenas:

a) I e II

b) I e III

c) II e III

d) III e IV

Resposta A7: [A]

A.8) Dona Maria morava em uma cidade onde a água encanada estava sempre muito fria. Ela estava lavando roupa no quintal quando Jorge, seu filho mais novo, chegou perto dela dizendo que não queria ir à escola porque não estava se sentindo bem. Imediatamente, Dona Maria tirou a mão direita do tanque de lavar roupa, cheio de água vinda do sistema de abastecimento da cidade, e colocou no pescoço de Jorge. Ela se assustou ao sentir que Jorge estava “pelando” de febre (alta temperatura). Sobre esse fato, a proposição que tem mais possibilidade de ser FALSA é:

a) Jorge poderia não estar com febre e a sensação térmica equivocada de Dona Maria ocorreu porque sua mão não estava na temperatura normal.

b) Dona Maria deveria mergulhar a mão em água muito quente e esperar um tempo com a mão na água antes de tocar no pescoço de Jorge para avaliar sua temperatura de forma mais eficiente.

c) Dona Maria deveria secar a mão e esperar um tempo antes de tocar em Jorge, para avaliar sua temperatura de forma mais eficiente.

d) No momento que Dona Maria tirou a mão do contato com a água encanada, o pescoço de Jorge estava muito quente em relação à mão de Dona Maria.

Resposta A8: [B]

A.9) Energia é uns dos conceitos mais amplos que existem nas Ciências Naturais. Ela está presente em tudo, manifestando-se sob diversos tipos. Sua característica mais significativa é que tipos diferentes de energia se transformam uns nos outros. Isso acontece em cada processo ou fenômeno da natureza, inclusive aqueles que ocorrem dentro de nossas casas. Sobre isso, identifique abaixo a proposição que não associa adequadamente transformações de tipos de energia com fenômenos caseiros.

a) Ao esfregar as mãos, uma na outra, estamos transformando energia cinética em energia térmica.

b) Ao subir uma escada, estamos transformando energia cinética em energia potencial gravitacional.

c) Ao produzir combustão do butano para cozinhar, transforma-se energia química em térmica.

d) Ao ligar um ventilador, a energia cinética é transformada em energia elétrica.

Resposta A9: [D]

A.10) O consumo de energia elétrica depende dos equipamentos elétricos que utilizamos e é medido em quilowatt-hora ou kWh. É possível construir uma equação que defina o consumo C que uma casa terá em quilowatt-hora em função do tempo t, em dias. Para isso, basta unir as parcelas associadas aos respectivos equipamentos elétricos, conforme indica a tabela abaixo:

C = SOMA DAS PARCELAS

parcela para 1 Televisão: 0,2.t
parcela para 1 Geladeira: 0,6.t
parcela para 1 Lâmpada: 0,04.t
parcela para 1 Ferro elétrico: 2.t
parcela para 1 Chuveiro elétrico: 1,8.t

Na casa do eletricista Robson, funciona regularmente 1 televisão, 1 geladeira, 1 chuveiro elétrico, 1 ferro de passar e 10 lâmpadas. Ele disse que, no dia em que o consumo do mês atinge o valor de 100 kWh, ele desliga a televisão e o chuveiro elétrico. Quantos kWh são registrados na conta de energia da casa de Robson referente ao consumo de 30 dias (um mês)?

a) 130 kWh

b) 136 kWh

c) 140 kWh

d) 142 kWh

Resposta A10: [A]

A.11) Quando pensamos no acabamento de uma casa, é necessário escolher o piso certo para cada ambiente. Para facilitar essa escolha, químicos, físicos e engenheiros da Porcelain Enamel Institute (PEI) desenvolveram uma tabela de classificação baseada no nível de proteção das coberturas de esmalte usadas em pisos cerâmicos. Eles também recomendaram em que ambientes os tipos de pisos devem ser usados a partir dessa classificação:

PEI 1: banheiros e dormitórios

PEI 2: sala e varanda

PEI 3: entrada e cozinha

PEI 4: ambientes comerciais

PEI 5: ambiente comercial de tráfego muito elevado.

Quanto maior o número do PEI, mais caro é o piso porque aumenta a camada protetora. Por exemplo, uma marca X de pisos residenciais tinha os seguintes preços por m²: R$ 22,00 para PEI 1; R$ 31,00 para PEI 2 e R$ 40,00 para PEI 3.

Todas essas informações foram importantes para que Marta e Clodoaldo economizassem na compra do piso de sua primeira casa, garantindo sua qualidade. Eles usaram os pisos da marca X seguindo recomendação da PEI apresentada acima. A planta baixa do piso inferior da casa foi apresentada na figura em anexo. A casa possuía um piso superior com dormitórios e banheiros. Esse piso ocupava apenas a região da sala e da cozinha. Considerando que as perdas no assentamento são compensadas pelos espaços entre as peças de cerâmica, quanto custa a compra do piso dessa casa? Use p= 3.

a) R$ 4.280,00

b) R$ 4.640,00

c) R$ 4.920,00

d) R$ 5.060,00

Resposta A11: [D]

A.12) Na casa de Luís, formigas estavam entrando pela janela e saindo pela porta da sala, seguindo a trajetória indicada pela linha tracejada na figura abaixo. Essa trajetória ganhou uma origem (O) e um sentido positivo. Com essas referências, foi possível estabelecer a equação horária de uma formiga: x = - 40 + 3 t, onde x é medido em centímetros e t é medido em segundos. Considerando a trajetória da formiga, determine a diferença entre o tempo que essa formiga levou movimentando-se pelo piso da sala e pela parede.

a) 54 s

b) 1 min e 20s

c) 1 min e 44 s

d) 2 min e 16 s

Resposta A13: [C]

A.13) Medir intervalos pequenos de tempo sempre foi um problema. Lendo sobre as estratégias usadas pelo italiano Galileu Galilei, Pedro descobriu uma maneira de fazer isso. Em casa, ele possuía uma base para vasilhame de 20 L de água mineral que liberava água através de uma torneira de pressão. Quanto mais tempo a torneira ficasse aberta, mais água cairia. Sendo assim, ele criou uma unidade de tempo “u”, definida como o intervalo de tempo em que, nesse processo, caiam 12 g de água. Se 24 g de água caírem é porque a torneira ficou aberta durante duas unidades de tempo: t = 2 u.

Pedro tinha um pequeno filho que adorava brincar com sua bolinha de plástico. Em sua casa, havia uma pequena ladeira ligando a sala à varanda. Nessa ladeira a bolinha descia acelerada, conforme ilustra a imagem abaixo. Pedro notou que o deslocamento x (medido em centímetro e descrito pela bolinha ao ser abandonada na ladeira) se relacionava com o respectivo intervalo de tempo t (medido na unidade de tempo u) através da equação x = 6.t².

Se 48 g de água caiam do vasilhame no mesmo tempo que a esfera gastava para percorrer toda a ladeira, a partir do abandono, determine o comprimento da ladeira.

a) 86 cm

b) 92 cm

c) 96 cm

d) 104 cm

Resposta A13: [C]

A.14) Na casa de Rose, usa-se uma mangueira para regar as plantas do quintal. O jato é forte e descreve uma curva (parábola), conforme figura abaixo.

Se representarmos a altura da água pela letra y e a distância horizontal até Rose pela letra x, podemos relacionar essas duas quantidades pela equação:

y = 0,4 +0,8.x – 0,5.x², sendo x e y medidos em metros.

Usando a equação acima, determine a proposição verdadeira:

a) A água atinge o solo a 2,0 m de Rose.

b) A água atinge o solo em x = 0.

c) A altura máxima da água é maior que 90 cm.

d) A água atinge o solo a 40 cm de Rose.

Resposta A14: [A]

A.15) Algumas receitas gastronômicas exigem uma precisão no volume dos ingredientes, o que pode ser atingido com um simples medidor de volume. Joivam se defrontou com uma dessas situações quando estava fazendo uma sobremesa para sua esposa. A receita exigia 1,2 L de leite e ele não tinha um medidor de volume. Então resolveu usar como medidor um copo na forma de cilindro. Com uma régua simples, verificou que a altura do copo era de 15,0 cm e o diâmetro da base era de 8,0 cm. Ele encheu o copo com leite até a borda e despejou no recipiente em que iria preparar a sobremesa. Faltava uma porção para completar os 1,2 L de leite. Até que altura Joivam precisava colocar leite no corpo para conseguir a quantidade de leite que faltava? Use p = 3.

a) 5 cm

b) 6 cm

c) 8 cm
d) 10 cm

Resposta A15: [D]

GABARITO
01. C
02. D
03. A
04. C
05. B
06. B
07. A
08. B
09. D
10. A
11. D
12. C
13. C
14. A
15. D

QUESTÕES RESOLVIDAS OBFEP 2017 NÍVEL A

2020-04-29T15:16:00.001-07:00

A.1) “Desenvolvimento sustentável”, “sustentabilidade”, “energia limpa”, “biocombustíveis” e “tecnologia sustentável” são alguns conceitos que surgiram nas últimas décadas após as fortes evidências do impacto produzido pela interferência da humanidade na natureza. Vivemos em uma balança desequilibrada que, de um lado pesa a preservação da natureza e do outro pesa (com mais intensidade) o desenvolvimento econômico. Contudo, muitos especialistas apostam que a tecnologia pode estabelecer um equilíbrio.

Concernente a isso, o Brasil teve um papel central nas discussões sobre o desenvolvimento sustentável no mundo, sendo sede das últimas conferências organizadas pela ONU sobre o tema: a RIO 92 e a RIO+20. Com a presença maciça dos países integrantes dessa organização, uma das resoluções esperadas para essas conferências é a definição de Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS) que para serem conquistados precisarão de toda a criatividade das ciências da natureza na produção de novas tecnologias.

Uma das preocupações inseridas nesses objetivos dialoga mais diretamente com a Física. Identifique-a dentre as proposições abaixo.

a) Promover o acesso à água potável para todas as pessoas do mundo.

b) Consumir apenas energia elétrica limpa.

c) Preservar os ecossistemas e sua biodiversidade.

d) Erradicar a fome através de produção e distribuição racionais dos alimentos.

Solução: Alternativa B.

Numa perspectiva que envolve sustentabilidade e meio ambiente, as fontes de energia limpas (energia renovável) se destacam como sendo as fontes de energia elétrica que não causam danos tão prejudiciais ao ambiente. A Física é a ciência que está interessada em constantemente estudar os benefícios e aplicações de fontes de energia limpa, para justamente promover o Desenvolvimento Sustentável.

A.02) Um dos problemas trazidos pelo desenvolvimento da humanidade é a intensificação do efeito estufa na atmosfera. Acontece que o efeito estufa é um fenômeno natural que mantém a Terra aquecida. A figura abaixo mostra de forma simplificada a relação entre radiação e atmosfera.

Os gases que compõem a atmosfera deixam passar a radiação que vem do Sol. Chegando à superfície da Terra, essa radiação em sua maioria é refletida e retorna ao espaço sem impedimento significativo. O que não é refletido é absorvido em forma de calor pela superfície que também emite radiação em uma quantidade maior que a radiação solar absorvida.

Devido à diferença entre essa radiação em relação à solar, a atmosfera reflete grande parte dela. A disputa entre o que se absorve da radiação solar e o que se perde da radiação terrestre determina que a temperatura média da Terra se mantenha no valor de 14 °C.

A propriedade de refletir a radiação terrestre e deixar passar a radiação solar é o “efeito estufa”. Essa propriedade pertence a alguns gases que compõem a atmosfera, como o gás carbônico, produzido pela queima de matéria orgânica (madeira, carvão e combustíveis fósseis em geral).

A partir da descrição acima exposta, determine a proposição correta:

a) A quantidade de calor absorvido pela superfície da Terra é menor que o calor perdido pela Terra para o espaço.

b) O aumento dos gases do efeito estufa faria a Terra aumentar a temperatura, pois perderia menos calor em comparação ao calor absorvido.

c) A atmosfera protege a Terra do calor emitido pelo Sol. Sem a atmosfera, a Terra iria aquecer até

temperaturas insuportáveis para a vida.

d) Já que o efeito estufa é bom para a Terra, usar automóveis que funcionam por meio da queima de combustíveis fósseis (gasolina, diesel e etanol) é uma atividade propícia à sustentabilidade mundial.

Solução: Alternativa B

O efeito estufa como fenômeno natural não causa malefícios para a Terra, pois é um fenômeno que permite que a Terra mantenha uma temperatura adequada para o bem estar dos seres vivos. Porém, a emissão de gases na atmosfera de maneira intensiva provocará o aumento no efeito estufa, ou seja, um desequilíbrio entre a quantidade de calor emitido na Terra e o absorvido. Os gases presos na atmosfera provocarão a retenção de calor e elevação na temperatura na superfície terrestre.

A.03) Um dos problemas ambientais vivenciados mundialmente é o aquecimento global. Muitos especialistas defendem que sua causa é o acelerado desenvolvimento humano estimulado pelo desenfreado crescimento econômico. Portanto, isso faz parte de um dos mais graves problemas que o desenvolvimento sustentável tem que resolver. Sobre a questão exposta, um aluno de 9o ano sugeriu como solução colocar a órbita da Lua no mesmo plano da órbita da Terra. Dessa forma, isso aumentaria a quantidade de eclipses solares, fenômeno cujos raios solares são bloqueados pela Lua. Digamos que fosse possível fazer tal alteração. Todas as alternativas abaixo são argumentos que defendem a INEFICIÊNCIA dessa alteração para o aquecimento global, exceto:

a) A região da sombra (umbra) da Lua é pequena em relação à região de penumbra, portanto, mesmo

nas regiões que identificam tal fenômeno, ocorre a incidência significativa dos raios solares.

b) O eclipse solar reduz a incidência dos raios solares em uma região muito pequena em relação à toda superfície da Terra, ou seja, uma área de ação insignificante para evitar o aquecimento de todo o globo terrestre.

c) A duração total do eclipse solar é de apenas alguns minutos de um dia inteiro na fase de Lua nova,

ou seja, um intervalo de tempo insignificante para evitar o aquecimento global.

d) O eclipse solar deixa de aquecer parte da Terra, mas continua aquecendo a Lua.

Solução: Alternativa D

A questão pede um único argumento que não sustente a ineficiência da alteração. Analisando cada argumento: A alternativa (A) mostra que mesmo com a alteração a incidência de raios solares continua significativa, de fato, a sombra não fará com que seja evitado o aquecimento constante do planeta. A alternativa (B) segue o mesmo princípio do item A, porém relacionando a área onde a radiação estaria incidindo, muito pequena em relação ao planeta. O item ( C) destaca que o intervalo de tempo de ocorrência do eclipse não traria nenhuma mudança no aquecimento global, de fato, este intervalo de tempo é insuficiente para mudanças climáticas consideráveis.

O item D, é o único argumento que portanto não sustenta a ineficiência da mudança de forma clara e objetiva como os outros.

A.04) O gás carbônico é o gás do efeito estufa mais produzido pelo desenvolvimento humano. Além da respiração, ele é emitido quando queimamos compostos orgânicos como madeira, carvão e combustíveis em geral (gasolina, etano, diesel etc.).

O controle da emissão de gás carbônico é tão importante que muitos órgãos governamentais passaram a medir a poluição produzida por um país ou por uma empresa a partir desse gás. Assim foi criada a unidade “crédito de carbono” que equivale à redução da emissão de uma tonelada de gás carbônico na atmosfera. Muitos governos oferecem incentivos fiscais para as empresas que ganharem créditos de carbono.

Essas ações tentam reduzir os efeitos do aquecimento global, como o aumento no nível dos oceanos.

Esse aumento decorre do fato de o gelo das calotas polares estar derretendo. Se adotarmos o nível médio do mar na costa brasileira do ano de 1900 d.C como referência, a altura média h do mar está crescendo em um ritmo cada vez maior. Os dados catalogados no século XX e nos últimos 17 anos encaixam-se na relação h =4 t + t2 onde h é a altura média do mar, medida em centímetros, e t é o tempo, medido em décadas e contado a partir do ano de 1900 (t=0). De acordo com essa relação, daqui a algumas décadas, cidades litorâneas como Rio de Janeiro e Belém, estarão submersas.

Usando a relação apresentada nesse enunciado, determine em que ano, o nível médio do mar da costa brasileira terá uma altura h = 4,8 metros.

a) 2050

b) 2060

c) 2080

d) 2100

A.05) Um dos problemas mais graves que o desenvolvimento trouxe é a falta de água potável. Um

exemplo bem significativo disso é um dos piores desastres ambientais do planeta: a desertificação do mar de Aral; este já foi o quarto maior lago do mundo e hoje tem menos de 10% do volume de água que tinha há 50 anos atrás.

Projetos russos de irrigação desviaram grande parte dos rios que alimentavam o mar de Aral. Sem a presença dessa massa de água, o clima da região está alterando com verões cada vez mais quentes e secos e com invernos cada vez mais frios e longos. Atualmente as temperaturas máximas e mínimas da região atingem valores desconfortantes: 5 °F e 113 °F.

Tendo como referência os dados acima e sabendo que a temperatura de fusão do gelo é igual a 32 °F e a temperatura de ebulição da água é igual a 212 °F, quais as indicações para as temperaturas 5 °F e 113 °F, respectivamente, na escala Celsius?

a) – 20 °Ce 45 °C

b) – 20 °Ce 45 °C

c) – 15 °C e 45°C

d) – 15 °C e 35°C

A.06) Além de promover a fotossíntese e acolher ecossistemas, uma floresta ajuda na evaporação, interferindo no controle de temperatura e no regime de chuvas de uma região. A exploração econômica desenfreada de uma floresta pode fazê-la desaparecer. Assim, o combate ao desmatamento ilegal na maior floresta tropical do mundo, a Amazônica, é uma das mais importantes ações brasileiras para o desenvolvimento sustentável. Contudo, além do desmatamento destruir a floresta nativa, ele chegou a ser responsável por 60% da poluição anual que o Brasil lançou na atmosfera. Medidas relacionadas a isso foram tomadas e, nos últimos anos, o Plano de Ação para a Prevenção e Controle do Desmatamento da Amazônia Legal (PPCDAm), por exemplo, reduziu, em média, 75% a taxa de desmatamento anual.

Só para exemplificar os resultados dessa ação, em 2007, na região do Sul da Amazônia, esse sistema impediu um grande desmatamento ilegal. A área desmatada chegou a 3,6 km². A quadrilha, entretanto, planejava desmatar uma área bem maior (simulada na imagem a seguir em forma de um semicírculo e de um triângulo retângulo). Quantos por cento da área planejada para ser desmatada foram salvos nessa única ação? Use π= 3.

a) 60 %

b) 70 %

c) 80 %

d) 90 %

Solução: Alternativa B

A.07) OPPCDAm conta com um dos maiores sistemas de monitoramento do mundo, operando com

ajuda de satélites equipados exclusivamente para esse fim. O CBERS-1 e o CBERS-2 são satélites que fazem parte desse sistema. Como não possuem propulsão, esses dois satélites foram transportados para a vizinhança da Terra por foguetes em uma parceria com a China. Para se manterem sobre a região amazônica o tempo todo, esses satélites foram colocados em suas órbitas com velocidades específicas, desenvolvendo movimentos circulares uniformes.

Sobre esses satélites, identifique a proposição falsa:

a) Se fosse possível desligar instantaneamente a gravidade terrestre, esses satélites iriam parar.

b) O intervalo de tempo que esses satélites levam para completar uma volta na sua órbita é 24h.

c) Em relação a uma pessoa em Manaus, esses satélites estão parados.

d) As órbitas desses satélites devem se localizar acima da atmosfera para não sofrerem sua influência.

Solução: Alternativa A.

Caso fosse possível desligar a gravidade terrestre, os satélites que orbitam manteriam a velocidade que eles estavam naquele instante, ou seja, manteriam a velocidade tangencial.

A.08) Um dos mais relevantes problemas para a sustentabilidade é o constante aumento da necessidade de energia elétrica para saciar o desenvolvimento econômico. Uma estratégia para amenizar esse problema é reduzir o consumo de energia sem alterar a produção econômica. Para esse fim, o “horário de verão” foi uma das práticas definitivamente adotadas pelo Brasil desde 1985 e visa aproveitar mais a iluminação natural no período do ano em que a duração do dia é maior que a duração da noite. Vale ressaltar que a estratégia de mudar o horário para economizar energia foi criada pelo americano Benjamin Franklin, em 1784, e, atualmente, é adotada por muitos países.

Sobre as estações do ano e essa estratégia, determine a proposição falsa:

a) O “horário de verão” é chamado de “horário de inverno” no hemisfério norte.

b) Quando é verão no Brasil, a noite tem uma duração maior que o dia nos países do hemisfério

norte.

c) O “horário de verão” é mais eficiente nos estados brasileiros onde as diferenças entre as

estações do ano são mais significativas.

d) Se o eixo de rotação da Terra fosse perpendicular ao plano de translação da Terra, não

existiria o “horário de verão”.

Solução: Vamos por eliminação, alternativa B está correta, pois quando é verão no Brasil será inverno no Hemisfério Norte, as noites no inverno são mais longas pois o Sol se afasta da linha do Equador. O item C também está correto, o horário de verão será mais pois a diferença de estações do ano resultam numa diferença entre dias e noites, o horário de verão então poderá ser mais bem aproveitado. O último item está correto, o horário de verão só é possível por conta da inclinação. O que resulta também nas estações de ano, equinócios e solstícios. Portanto, o item A, está incorreto. No Hemisfério Norte, há o horário de verão e de inverno, porém não significa que seja o equivalente ao que nós conhecemos.

A.09) Cerca de 70% da matriz energética brasileira atual é hidroelétrica. Esse índice era bem maior

graças ao modelo de usinas hidroelétricas acopladas a grandes reservatórios, adotado até a década de 90. Entretanto, as grandes áreas inundadas produziam um enorme impacto ambiental. Por essa razão, atualmente, o modelo usado abandona a construção de grandes reservatórios para preservar o curso do rio. Entretanto, o fluxo de água de um rio varia muito durante o ano.

Na região amazônica, que guarda o maior potencial hidroelétrico não explorado do Brasil, existem rios cuja diferença entre a maior e a menor vazão chega a ser de 25 vezes. O reservatório serve para compensar essa diferença. Sem os reservatórios, o Brasil teria que acionar termoelétricas nos períodos de baixo fluxo de água. Porém, as termoelétricas poluem o ar com a queima de combustível.

Nos últimos anos,entretanto, os reservatórios existentes não estão conseguindo atingir suas capacidades de previsões de água. Um bom exemplo disso é a usina de Três Marias, em Minas Gerais. A capacidade total de seu reservatório possui um volume igual a 1/3 do volume de um cubo de 300 m de aresta. Atualmente, com 4% de sua capacidade total, a usina trabalha com uma produção mínima de energia o que está reduzindo a quantidade de água desse reservatório a um ritmo de 500 m³/h.

Com base nos elementos apresentados pelo texto acima, se não chover nas nascentes dos rios que alimentam seu reservatório, por quantos dias essa usina vai conseguir funcionar mantendo esse ritmo de produção de energia?

a) 20 dias

b) 25 dias

c) 30 dias

d) 40 dias

A.10) O governo de Pernambuco está apostando no desenvolvimento sustentável ao financiar cinco projetos de usinas de energia elétrica com baixo impacto ambiental. Essas usinas são termosolares, construídas em regiões do semiárido com pouca presença de nuvens.

O princípio básico é usar espelhos côncavos cilíndricos para focalizar a luz do Sol em uma tubulação por onde passa água. A água vira vapor que continuaria sendo aquecido atingindo altas pressões. O vapor é liberado em direção a uma turbina que move um gerador de energia elétrica. Além de usar uma fonte de energia limpa, a construção dessa usina é mais barata que a de usinas com células fotovoltaicas. O conceito de energia limpa ainda é controverso, mas podemos adotar que é o processo de produção de energia que não lança poluentes na atmosfera e produz impacto sobre a natureza somente no local da instalação da usina.

Escolha a sequência mais adequada para as transformações de energia que envolve essa usina elétrica:

a) Energia Cinética➾ Energia Solar ➾ Energia Térmica ➾ Energia Elétrica

b) Energia Solar ➾ Energia Térmica ➾ Energia Cinética ➾ Energia Elétrica

c) Energia Solar ➾ Energia Cinética ➾ Energia Térmica ➾ Energia Elétrica

d) Energia Solar ➾ Energia Cinética ➾ Energia Térmica ➾ Energia Elétrica

Solução: De acordo com o texto, primeiramente utiliza-se espelhos côncavos para focalizar a luz do sol, ou seja, essa incidência de radiação está ligada a energia solar. No segundo momento, as palavras-chave são vapor aquecido, o texto se refere a energia térmica. O vapor liberado em direção a turbina irá mover um gerador, ou seja, transformação para energia cinética, que dará movimento para o gerador elétrico. Que por fim, será responsável por gerar energia elétrica.

A.11) No mundo existem 442 usinas nucleares em funcionamento que são responsáveis por 6,4 % da

energia elétrica produzida. É claro que acidentes como o de Chernobyl (em 1986) e o do Japão (em 2011) trazem muita desconfiança quanto à segurança de tais usinas. Certamente, as vantagens das usinas nucleares devem superar a possibilidade de um desastre, haja vista que os Estados Unidos (104 usinas) e o Japão (54 usinas), referências de industrialização no mundo, utilizam largamente esse recurso. O fato, porém, é que a energia nuclear é considerada uma forma de energia limpa.

Vejamos como funciona uma usina nuclear. Seu coração é o reator, onde energia nuclear do urânio é transformada em calor. O reator também libera radiação, mas essa é blindada por diversas paredes de contenção. Daí para frente ocorre o mesmo que em uma termoelétrica. O calor é usado para aquecer a água do circuito interno da usina. A água vira vapor sob alta pressão que é direcionado para mover uma turbina de um gerador de energia elétrica. Após passar pela turbina, o vapor deve ser transformado em água para voltar ao reator e reiniciar o processo dentro do circuito interno da usina. Essa condensação é feita por um grande volume de água externa vinda de um rio, de um grande lago ou do mar. Essa água não se mistura com a água do circuito interno, entretanto, ela retorna à fonte de origem muito mais quente que o normal. Observe que a energia térmica é a que participa de todos os processos. Por isso, chamamos essas usinas de termonucleares.

Quando o urânio do reator acaba, por serem radiativos, os produtos que surgem são descartados em reservatórios especiais altamente blindados. Durante o período de funcionamento de uma usina termonuclear, caso ela não sofra nenhum acidente, não produzirá impacto no meio ambiente, com exceção da liberação de:

a) gases na atmosfera que aumentam o efeito estufa.

b) substâncias quimicamente venenosas ao ambiente aquático.

c) água quente que eleva a temperatura da fonte externa a níveis inadequados à vida de parte do

ecossistema aquático.

d) água radiativa que mata parte do ecossistema aquático.

Solução: Alternativa C.

Como informa o texto, a água liberada de volta para a natureza volta com a temperatura mais elevada, estima-se que a temperatura aproximada é de 300ºc, esta temperatura causar danos irreversivelmente e a destruição do habitat de espécies locais, presentes no ecossistema aquático.

A. 12) Ainda no campo da “energia limpa”, o Brasil experimentou um crescimento enorme na utilização da energia eólica, principalmente no Rio Grande do Sul, Rio Grande do Norte, Bahia e Ceará. Um aerogerador é um imenso cata-vento - como podemos notar na imagem abaixo, em que homens aparecem fazendo a manutenção desse equipamento.

Ao liberar a movimentação das hélices do aerogerador, demora um bom intervalo de tempo para que a força do vento faça a hélice ganhar velocidade de trabalho e assim desenvolver um movimento uniforme.

Digamos que, em certo dia, no complexo eólico de Tianguá (CE), uma hélice de um aerogerador, partindo do repouso, levou 2 minutos para atingir a velocidade de trabalho. Esse processo ocorreu em

movimento uniformemente variado, com as extremidades das pás da hélice sob uma aceleração escalar de 0,05 m/s².

Determine qual a distância percorrida por uma dessas extremidades durante esses 2 minutos de movimento acelerado.

a) 360 m

b) 380 m

c) 400 m

d) 420 m

A.13) As extremidades das hélices de um aerogerador atingiram sua velocidade de trabalho: 36 m/s. O raio da trajetória descrita por essa extremidade media 40 m. A velocidade de trabalho corresponde a uma quantidade de rotações por minuto (rpm). A quantidade de rpm é controlada com rigor para a unidade geradora funcionar corretamente. Considerando  = 3, determine a quantidade de rpm com que essa unidade geradora trabalha.

a) 6 rpm

b) 8 rpm

c) 9 rpm

d) 10 rpm

A.14) Um dos setores produtivos que mais libera gás carbônico na atmosfera é o automobilístico. No ano passado, o governo brasileiro retirou os impostos de importação de carros elétricos apostando que eles seriam uma boa solução para a sustentabilidade nesse setor. Entretanto, a utilização de usinas térmicas na matriz energética do Brasil aumentou. Se por um lado, os carros elétricos não liberam diretamente gás carbônico, pois não se movimentam através da queima de combustíveis, por outro eles vão aumentar o consumo de energia elétrica e a utilização de usinas térmicas.

A substituição de carros que usam combustíveis para carros elétricos só será efetiva se a produção de energia elétrica limpa (função y 2 = 100+0,2t+0,02t²) crescer mais que o consumo de energia elétrica (função y 1 = 120+0,5t) já inclusa essa substituição gradativa.

O gráfico ao lado mostra que isso será possível de acordo com o comportamento de tais quantidades nos últimos anos. Por isso, o governo aposta nessa estratégia como colaboradora para o desenvolvimento sustentável.

Se as funções y1 e y2 adotam t = 0 no ano 2000, em que ano o Brasil vai deixar de usar as termoelétricas na sua matriz energética?

a) 2040

b) 2050

c) 2060

d) 2070

A.15) Nosso apanhado sobre atividades que colaboram para o desenvolvimento sustentável não estaria completo se não falássemos de reciclagem. Dentre as técnicas de reciclagem, podemos incluir a utilização do metano liberado pela decomposição de matéria orgânica. Tal processo é abundante nos depósitos de lixo e nas atividades agropecuárias. São os biodigestores que coletam o metano (biogás) para usá-lo como combustível, esse processo gera uma molécula de gás carbônico (CO2 ) a partir de uma molécula de metano..Quanto às possíveis alterações climáticas, o metano impacta cerca de 20 vezes mais que o dióxido de carbono (CO2). No caso do lixo, o metano gerado em aterros é queimado, pois, nesse processo transforma-se em (CO2). Em toda fazenda que desenvolva a pecuária, poderia existir um biodigestor que seria alimentado pelos dejetos dos animais. O biodigestor é um equipamento de baixo custo que se paga em pouco tempo. Ele acelera a decomposição da matéria orgânica liberando 75% de metano e 25% de gás carbônico que é canalizado podendo ser distribuído para várias unidades da fazenda. Além de transformar a matéria orgânica em um excelente fertilizante, o processo que ocorre no biodigestor evita que grande quantidade de metano seja jogado na atmosfera. Mediante as informações acima, determine a proposição que NÃO trata de uma compensação financeira para a construção de biodigestores nas fazendas.

a) O calor gerado pela queima do metano pode ser usado para cozinhar.

b) O calor gerado pela queima do metano pode ser usado para cozinhar.

c) O calor gerado pela queima do metano pode ajudar na esterilização de equipamentos.

d) A queima do metano reduz o aumento do efeito estufa, mesmo liberando gás carbônico em seu

lugar.

Solução: Alternativa D.

A produção de metano acarretará na redução do efeito estufa causará menos impactos ambientais, porém em relação a compensação financeira a redução ou não do efeito estufa não teria influência. Todas as outras alternativas argumentam ganhos positivos para a economia como: Para gerar energia elétrica, cozinhar alimentos e esterilizar alimentos. Ações diretamente ligadas a industria e economia.

PS - 2016 - UFPA - Física

2020-04-22T07:56:00.002-07:00

1. (UFPA 2016) Sabe-se que o conceito de movimento em Física é relativo, ou seja, depende de um referencial. Considerando essa afirmação, pode-se afirmar que, para uma pessoa sentada numa cadeira de uma Roda Gigante, em movimento, a trajetória de outra pessoa que está sentada diametralmente oposta é

a) uma reta.

b) uma parábola.

c) um círculo.

d) um segmento de reta.

e) inexistente, porque não há movimento.

Comentários: A distância entre as duas pessoas é constante e igual ao diâmetro da Roda Gigante. Portanto, uma realiza em relação a outra movimento circular uniforme de raio 30 m.

2. (UFPA 2016) Durante os festejos do Círio de Nazaré, em Belém, uma das atrações é o parque de brinquedos situado ao lado da Basílica, no qual um dos brinquedos mais cobiçados é a Roda Gigante, que gira com velocidade angular ω, constante.

Considerando-se que a velocidade escalar de um ponto qualquer da periferia da Roda é v = 1 m/s e que o raio é de r = 15 m, pode-se afirmar que a frequência de rotação f em hertz, e a velocidade angular ω, em rad/s são respectivamente iguais a:

a) 1/30π e 2/15

b) 1/15π e 2/15

c) 1/30π e 1/15

d) 1/15π e 1/15

e) 1/30π e 1/30π

Cálculo da frequência:

v = 2*π*R*f

f = v/(2*π*R)

f = 1/(2*π*15)

f = 1/(30*π)

Cálculo da velocidade angular

ω = 2*π*f

ω = 2*π*(1/30π)

ω = 1/15 rad/s

3. (Ufpa 2016) Um menino solta uma moeda, a partir do repouso, sobre um plano inclinado. Desprezando-se o atrito, pode-se afirmar que a velocidade, ao final da rampa, é

a) igual a de qualquer ponto anterior à do final.

b) diretamente proporcional à altura do plano.

c) diretamente proporcional ao quadrado da altura do plano.

d) diretamente proporciona à raiz quadrada da altura do plano.

e) inversamente proporcional à altura do plano.

Pela conservação da energia mecânica:

m*v²/2 = m*g*h

v = √2gh

A velocidade é diretamente proporcional à raiz quadrada da altura do plano inclinado.

4. (UFPA 2016) Considere as seguintes situações: na primeira, o menino deixa cair a moeda, do ponto mais alto, a partir do repouso, e a moeda chega à base do plano inclinado com uma energia cinética Ec na segunda, do ponto mais alto, o menino lança a moeda ao longo do plano inclinado para baixo, com velocidade v = 2 m/s, e ela, nessa segunda situação, chega a base com uma energia cinética 20% maior do que na primeira situação.

Considerando-se a aceleração da gravidade g = 10 m/s² pode-se afirmar que a altura vertical, em metros, desse plano é

a) 1

b) 1,5

c) 2

d) 2,5

e) 3

Embora o enunciado não cite que o atrito entre o plano inclinado e a moeda é desprezível vamos considerá-lo para efeito de calculo aplicando a conservação da energia mecânica às duas situações:

Ec = m*g*h (I)

1,2* Ec = m*g*h + m*v²/2 (II)

Substituindo (I) em (II):

1,2* m*g*h = m*g*h + m*v²/2

0,2*g*h = v²/2

0,2*10*h = 2²/2

h =1 m

5. (UFPA 2016) Sabendo-se que um espelho esférico, que serve para acender uma tocha olímpica, pode ser usado, também, como um sistema de aquecimento (forno óptico), considere uma situação em que no lugar da tocha fossem colocados 300 g de água e que a temperatura desta subisse de 30 ºC para 100 ºC em 30 min.

Desprezando–se a absorção de calor pelo recipiente que contem a água, pode-se afirmar que a potência útil desse forno é, em Watts, igual a

Dados:

- o equivalente mecânico do calor tal que 1 cal = 4,2 J

- o calor específico da água 1 cal/gºC

a) 11

b) 18

c) 25

d) 31

e) 49

Pot = Q /∆t

Pot = m*c*∆T /∆t

Pot = [300*4,2*(100 - 30)] /(30*60)

Pot = 49 W

6. (Ufpa 2016) Os próximos jogos Olímpicos, neste ano, acontecerão no Brasil, em julho, mas a tocha olímpica já foi acesa, em frente ao templo de Hera, na Grécia, usando-se um espelho parabólico muito próximo de um espelho esférico de raio que produz o mesmo efeito com um pouco menos de eficiência. Esse tipo de espelho, como o da figura (imagem divulgada em toda a impressa internacional e nacional), consegue acender um elemento inflamável, usando a luz do sol.

Pode-se afirmar que o elemento inflamável acende devido ao fato de esse tipo de espelho

a) refletir os raios do sol, dispersando-os.

b) refletir mais luz que os espelhos planos.

c) refletir os raios do sol, concentrando-os.

d) absorver bastante a luz do sol.

e) transmitir integralmente a luz do sol.

Comentários: O espelho parabólico reflete os raios solares para um mesmo ponto (foco), onde toda energia refletida é concentrada.

7. (UFPA 2016) Um prisma de vidro está no ar e é feito de um material cujo índice de refração é n > 1 A forma de sua seção transversal é a de um triângulo retângulo isósceles, conforme a figura abaixo. Observa-se nele, que um feixe de luz incide perpendicularmente a face de entrada e, após refletir na segunda face inclinada, emerge perpendicularmente na terceira face do prisma, como mostrado pelas setas.

Qual deve ser o menor valor do índice de refração n para ocorrer a situação descrita e o feixe não sair pela segunda face?

Dado: o índice de refração do ar é igual a 1.

a) 1,3

b) √2

c) √3

d) 1,8

e) 1,2

A figura mostra os ângulos relevantes para a resolução.

Está ocorrendo o fenômeno da reflexão, que se dá quando a onda luminosa, se propaga no sentido do meio mais refringente (prisma) para o menos refringente (ar), incidindo na interface dos dois meios com ângulo maior que o ângulo limite.

i > L

sen i > sen L

sen 45º > n menor / n maior

√2/2 > 1/ n

(√2/2)² > (1/ n)²

2/4 > 1/ n²

n > √2

8. (UFPA 2016) A figura a seguir representa o esquema das resistências elétricas de um certo aparelho, no qual o valor de cada resistência está indicado.

Sabendo-se que a corrente elétrica, na resistência R2 = 3 Ω é de i2 = 1A, pode-se afirmar que a potência elétrica dissipada no resistor R1 em Watts, é de:

a) 20

b) 30

c) 40

d) 50

e) 60

9. (UFPA 2016) Uma carga elétrica (negativa) entra, com velocidade numa região onde existe um campo magnético que está indicado com os símbolos (que representam um vetor entrando no plano desta folha).

A alternativa que indica o vetor (direção e sentido) da força magnética Fm no exato instante no qual a carga entra na região do campo magnético, com o vetor velocidade na posição horizontal, conforme está indicado na figura acima, é:

10. (UFPA 2016) Um homem (observador) assiste sentado a uma corrida de fórmula 1, localizado em uma arquibancada lateral à pista de corrida. O observador tem um aparelho que registra a frequência principal do motor dos carros tanto na aproximação quanto no afastamento. Sabendo-se que a razão entre as frequências na aproximação e no afastamento é pode-se afirmar, nesse caso, que a velocidade do carro de corrida (considerada constante) é, em m/s igual a:

Dado: a velocidade do som no ar é 340m/s

a) 170

b) 215

c) 290

d) 315

e) 415

11. (Ufpa 2016) A luz e o som são considerados como ondas por transportarem energia sem haver transporte de matéria, no entanto têm características diferentes. A alternativa correta sobre essas duas ondas é:

a) O SOM é uma onda Mecânica e pode ser Polarizado enquanto a LUZ é uma onda Eletromagnética e não pode ser polarizada.

b) O SOM é uma onda Mecânica e não pode ser polarizado enquanto a LUZ é uma onda eletromagnética e pode ser polarizada.

c) Tanto o SOM como a LUZ são ondas Eletromagnéticas e podem ser polarizadas.

d) Tanto o SOM como a LUZ são ondas Mecânicas.

e) Tanto o SOM como a LUZ são ondas Eletromagnéticas, mas nenhuma delas pode ser polarizada.

Comentário: O som é onda longitudinal e a luz é onda transversal. Como a polarização somente é possível para ondas transversais, apenas a luz pode ser polarizada.

TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES:

Sobre uma mesa plana alguns estudantes conseguiram montar um experimento simples, usando dois corpos cujas massas são: m = 3 kg e M = 3 kg em que simulam duas situações distintas, conforme a descrição e a figura a seguir.

I. Não existe o atrito.

II. Existe o atrito com um coeficiente de atrito µ = 2/7

12. (UFPA 2016) Tendo em vista as duas situações (I – sem atrito e II – com atrito) e admitindo-se que o atrito na polia e a sua massa são desprezíveis e a aceleração da gravidade é 10 m/s² então, pode-se afirmar que as acelerações a1 e a2 nos casos I e II são, em m/s² iguais respectivamente a

a) 2 e 1

b) 3 e 2

c) 4 e 2

d) 3 e 1

e) 4 e 1

13. (UFPA 2016) Em qualquer das duas situações I ou II, a razão entre as forças de tração na parte horizontal (ante da polia) da corda e na parte vertical (depois da polia) é

a) 5

b) 4

c) 3

d) 2

e) 1

TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES:

Uma partícula de massa m e carga q (negativa) penetra num capacitor plano com velocidade V paralela, no ponto médio entre as placas que são quadradas de área e separadas de uma distância d conforme mostra a figura a seguir. O capacitor está carregado com uma tensão U, com cargas positivas na placa de cima e negativas na de baixo. Considere o efeito da força gravitacional da Terra sobre a massa m, como sendo desprezível diante do efeito da força elétrica.

14. (UFPA 2016) Considerando-se um referencial fixo num ponto da placa, carregada negativamente, do capacitor, a trajetória da partícula carregada é um(a)

a) círculo.

b) linha reta paralela as placas.

c) reta inclinada para cima.

d) reta inclinada para baixo.

e) parábola.

15. (UFPA 2016) Com base nos dados, a alternativa que contém a relação correta para velocidade de maneira que a carga atravesse o capacitor sem tocar nas placas é:

QUESTÕES RESOLVIDAS OBFEP 2019 NÍVEL A

2020-04-21T12:01:00.003-07:00

A.1) Uma família de Porto Alegre (RS) poupou dinheiro durante anos para fazer uma grande viagem pelo Brasil, no intuito de conhecer as suas maravilhas. Adriana e Carlos, os filhos do casal Almeida, ficaram responsáveis pela escolha dos lugares. Eles escolheram, como primeira parada, a cidade mais fria do Brasil: Urupema, no estado vizinho. Nessa cidade, já foi registrada uma temperatura de 15,8 na escala Fahrenheit (ºF). Sabendo que 32ºF equivale a 0º e 212 ºF equivale a 100ºC, conforme a figura determine a menos temperatura registrada no Brasil na escala Celsius (ºC).

a) -7ºC

b) -8ºC

c) -9ºC

d) -10ºC

Resposta: [C]

Tf = 15,8ºF

(TF - 32)/9 = TC/5

(15,8 - 32)/9 = TC/5

-16,2/9 = TC/5

-1,8 * 5 = TC

TC = - 9 ºC

A.2) Você sabe qual o maior edifício do Brasil? É a torre Yachthouse Residence Club, localizada no balneário Camboriú, em Santa Catarina, com 276 m de altura e 81 andares. Carlos escolheu essa parada por adorar construções, o que levou a família Almeida pernoitar lá. Ele descobriu que os elevadores desse prédio sobem com 5 m/s e descem com 7 m/s. Se dois elevadores partissem simultaneamente, um deles. partindo do ponto mais alto e o outro do ponto mais baixo desse prédio, quanto tempo levará para que os elevadores atinjam a mesma altura em relação ao solo? Despreze tanto as dimensões dos elevadores, quanto as distâncias percorridas para ganhar velocidade.

a) 17 s

b) 19 s

c) 23 s

d) 28 s

Resposta: [C]

Iremos montar as funções horárias da posição para os dois elevadores:

Sa = 5.t

Sb = 276 -7.t

Logo,

Sa = Sb

Temos,

5.t = 276 -7.t

5.t + 7.t = 276

12.t = 276

t = 276/12

t = 23 s

A.3) Seguindo a viagem, a família Almeida seguiu para o Paraná , no intuito de conhecer a maior hidroelétrica do Brasil e a segunda maior do mundo: Itaipu. Os números desse monumento da engenharia moderna são impressionantes. Um exemplo é a vazão de água que passa por uma das vinte turbinas: 700 m³/s. Para termos uma noção da magnitude dessa quantidade, iagine a existência de um tubo cilíndrico com uma altura igual à distância da Terra até a Lua cuja área da base seja de 36 dm² - dimensão suficiente para caber um homem. Quanto tempo levaria para encher esse recipiente com a água que passa por todas as turbinas de Itaipú?

Dados: distância da Terra à Lua = 385.000 km

a) 160 min

b) 165 min

c) 175 min

d) 180 min

Resposta: [B]

A vazão é de 700 m³/s, mas para 20 turbinas:

V = 700*20
V = 14000 m³/s

Cálculo do volume

Ab = 36 dm² = 0,36 m²
h = 385.000 km = 385.000.000 m

Vol = Ab * h

Vol = 385.000.000 * 0,36

Vol = 138.600.000 m³

Cálculo do tempo

Vazão = volume / tempo

Logo,

tempo = volume / vazão
tempo = 138.600.000 / 14000
tempo = 9900 s

Transformando o tempo para minutos: 9900 / 60 = 165 min

A.4) Em sua jornada, a família Almeida cruzou dois estados para chegar à cidade mais alta do Brasil: Campos do Jordão (SP). Essa cidade está no cume de uma montanha cujo perfil está representado abaixo.

O trecho AB é perfeitamente simétrico ao trecho BC. Sabendo que a coordenada x dos pontos que formam o perfil dessa montanha se relacionam com a sua altura h através da relação h = 3,2x – 0,0016x², no SI, determine a altura de Campos do Jordão em relação à base AC.

a) 1600 m

b) 1800 m

c) 2000 m

d) 2100 m

Resposta: [A]

A expressão na forma y = ax² + bx + c (onde a precisa ser ≠ 0) é uma função do 2º grau cuja representação gráfica é uma parábola, no caso do nosso problema a concavidade está voltada para baixo. Para determinar o ponto máximo de uma função do 2º grau, basta calcular o vértice Yv que é definido como:

Yv = - ∆/4a

Yv = - (b² - 4*a*c)/4*a

Comparando com a nossa equação

h = 3,2x - 0,0016x²
y = ax² + bx + c

a = - 0,0016
b = 3,2
c = 0

Logo,
Yv = - (b² - 4*a*c)/4*a
Yv = - (3,2² - 4*-0,0016*0)/4* -0,0016
Yv = - 10,24 /- 0,0064
Yv=16000 m

A.5) No Rio de Janeiro (RJ), a família Almeida foi em busca de uma raridade que veio do espaço: o meteorito de Bendegó, o maior do Brasil. Foi encontrado no sertão da Bahia e hoje se encontra no museu Nacional da Quinta de Boa Vista. As medidas das suas dimensões (largura, altura e comprimento) foram feitas por três equipes diferentes de pesquisadores (tabela abaixo).

A média das medidas de uma dimensão é chamada de valor mais provável (Vmp), considerada a medida oficial daquela dimensão. O Vmp é mais confiável quanto menor for a média dos desvios das medidas em comparação ao próprio Vmp. Mediante essas informações, qual a dimensão do meteorito de Bendegó possui o Vmp mais confiável?

a) O comprimento.

b) A largura.

c) A Altura.

d) O comprimento e a altura.

Resposta: [A]

O desvio é a “distância” de cada uma dessas informações até a média aritmética delas. Matematicamente, o desvio é obtido subtraindo cada um dos valores de um conjunto de informações da média aritmética desse conjunto.

Média do COMPRIMENTO: 2,2 m

Desvios:

d1 = | 1,9 - 2,2 | = 0,3

d2 = | 2,0 - 2,2 | = 0,2

d3 = | 2,2 - 2,2 | = 0,0

d4 = | 2,4 - 2,2 | = 0,2

d5 = | 2,5 - 2,2 | = 0,3

Médias dos desvios: (0,3 + 0,2 + 0,0 + 0,2 + 0,3) / 5 = 0,2

Média do LARGURA: 1,5 m

Desvios:

d1 = | 1,2 - 1,5 | = 0,3

d2 = | 1,3 - 1,5 | = 0,2

d3 = | 1,6 - 1,5 | = 0,1

d4 = | 1,7 - 1,5 | = 0,2

d5 = | 1,7 - 1,5 | = 0,2

Médias dos desvios: (0,3 + 0,2 + 0,1 + 0,2 + 0,2) / 5 = 0,2

Média dA ALTURA: 0,7 m

Desvios:

d1 = | 0,5 - 0,7 | = 0,2

d2 = | 0,6 - 0,7 | = 0,1

d3 = | 0,8 - 0,7 | = 0,1

d4 = | 0,8 - 0,7 | = 0,1

d5 = | 0,8 - 0,7 | = 0,1

Médias dos desvios: (0,2 + 0,1 + 0,1 + 0,1 + 0,1) / 5 = 0,12

Resumindo,

Aparentemente o menor desvio foi para Altura, porém devemos levar em consideração que essas médias dos desvios devem ser feitas em relação a média. Vamos transformar isso em porcentagem para analisar melhor:

COMPRIMENTO ==> (0,2 / 2,2)*100 = 9 % "menor desvio em relação a média"

LARGURA ==> (0,2 / 1,5)*100 = 13%

ALTURA ==> (0,12 / 0,7)*100 = 17% "desviou mais"

A.6) Saindo do de Janeiro, a família Almeida voou para o oeste até o Pantanal do Mato Grosso. Essa região é uma das mais alagadas do planeta. Carlos era fascinado por um animal típico da região: a onça pintada. Ela é o maior felino do continente americano e gosta de nadar. A família Almeida visitou um centro de tratamento de animais e encontrou uma onça como paciente.

O veterinário pediu para tomar cuidado ao se aproximar da grade da jaula porque a onça avança rapidamente, podendo desenvolver uma aceleração de 12 m/s² durante 0,6 s, a partir do repouso. Carlos queria converter essas informações em distância. A que distância da grade da jaula a onça pintada deve estar para que em 0,6 s ela chegue até a grade , a partir do repouso, desenvolvendo essa aceleração?

a) 1,42 m

b) 1,88 m

c) 1,94 m

d) 2,16 m

Resposta: [D]

v0 = 0

a = 12 m/s²

∆t = 0,6 s

Usando a equação do MRUV para a posição

S = S0 + v0*t+ (a*t²)/2

S = [12*(0,6)²]/2

S = 6*3,6

S = 2,16 m

OUTRA FORMA DE FAZER :

Usando a equação da velocidade para o MRUV descobrimos a velocidade final,

v = v0+a*t

v = 12.0,6

v =7,2 m/s

Usando Torricelli,

v² = v0² + 2*a*∆S

7,2² = 2*12*∆S

51,84 = 24*∆S

∆S = 2,16 m

A.7) Depois do Pantanal, a família Almeida seguiu para o estado vizinho, Goiás, afim de conhecer o maior lago artificial do Brasil e o segundo do mundo: o lago da Serra da Mesa. Ele foi criado para alimentar uma usina hidroelétrica. Adriana ficou muito curiosa com a área do lago. Sua forma é muito irregular, porém possui a mesma área do semicírculo somado à do trapézio apresentados na figura abaixo.

Qual o valor dessa área? Use π = 3.

a) 1420 km²

b) 1565 km²

c) 1680 km²

d) 1755 km²

Resposta: [D]

Área do semi circulo = π*R²/2

Área do trapézio = [(B+b)*h]/2

Diâmetro do círculo 40 km ===> Raio = 20 km

Área total = Área do circulo + Área do Trapézio

At = πR²/2 + [(R+b)*h]/2

At = 3*20²/2 + (70*33)/2

At = 3*400/2 + 3210/2

At = 600 + 1155

At = 1755 km²

A.8) Saindo de Goiás para a Minas Minas Gerais, a família Almeida chegou a Pirapora para navegar no rio São Francisco. Alugaram uma lancha para seguir até Juazeiro na Bahia. Enquanto viajava, Adriana e Carlos discutiam sobre as forças que a lancha exerce nos corpos ao seu redor e nas suas reações.

Determine a proposição que é verdadeira conforme a lei da ação e reação

a) A força gravitacional que a Terra aplica na lancha aponta para baixo e forma a um par ação-reação com a força que a água aplica na lancha que aponta para cima.

b) A lancha segue e para frente porque a hélice empurra a água para trás, recebendo, em contrapartida, uma força para frente que impulsiona a lancha.

c) A água exerce duas forças na lancha, uma para frente e outra para trás. Essas duas forças formam um par ação- reação porque têm sentidos dos opostos.

d) A lancha puxa gravitacionalmente a Terra para cima com uma intensidade de menor que a Terra puxa gravitacionalmente a lancha para baixo.

Resposta: [B]

Alternativa A [Incorreta]: porque o par ação e reação (Terra/lancha) está na lancha e no centro da Terra e não na água.

Alternativa B [Correto]: Baseado na 3º lei de Newton: ação e reação.

Alternativa C [Incorreta]: O par ação-reação atua em corpos diferentes e não no mesmo corpo.

Alternativa D [Incorreta]: são iguais e em sentidos contrários.

A.9) Chegando em Juazeiro, a família Almeida seguiu para Campo Formoso, ainda na Bahia, para conhecer a Toca da Boa Vista, a segunda maior caverna do mundo com 100 km de extensão. Quando estavam percorrendo uma das trilhas da caverna, o guia satisfez um pedido de Carlos. Todas as luzes foram desligadas, exceto uma lanterna que emitia uniformemente luz por uma saída circular. Ele mirou a luz para um prato (disco), projetando na parede da caverna uma sombra circular envolvida por uma penumbra, também circular. Essa situação é similar a um fenômeno astronômico. Qual?

a) Eclipse Lunar.

b) Eclipse solar.

c) Supernova.

d) Estrela cadente.

Resposta: [B]

Os eclipses são fenômenos astronômicos que ocorrem quando um corpo celeste fica todo ou parcialmente encoberto por outro ou sua sombra.

Fonte: Disponível em <https://www.geografiaopinativa.com.br/2013/12/eclipses-solar-e-lunar.html> Acesso em 21 Abr. 2020

LUA ==> Eclipse lunar ==> a Terra localiza-se entre o sol e a lua. Sendo assim, a sombra do nosso planeta é refletida sobre o satélite natural, fazendo-o ficar “invisível” a nosso olhos.

SOL ==> Eclise Solar ==> lua fica localizada em uma posição entre a Terra e o Sol. Sendo assim, o Sol faz com que a sombra da Lua seja projetada sobre a Terra. Quando este fenômeno ocorre, há, em pleno dia, o aparecimento de uma escuridão no ponto do nosso planeta.

Fonte: Disponível em Acesso em 21 Abr. 2020

A.10) A cidade mais quente do Brasil é Bom Jesus, no Piauí, próximo destino da família Almeida. Lá já foi registrada uma temperatura de 44,7 °C, a maior da história do Brasil. Adriana e Carlos entraram em discussão sobre uma frase que Carlos usou e Adriana mostrou que ele estava usando conceitos de forma errada. Identifique qual das frases abaixo pode ter sido a usada por Adriana para corrigir a frase de Carlos.

a) Bom Jesus é uma cidade com muito calor.

b) Em Bom Jesus, o frio não consegue passar para os corpos.

c) Quando tocamos no chão de Bom Jesus, sentimos quente por recebemos calor.

d) Em Bom Jesus, eu sinto calor porque passa quente para mim.

Resposta: [C]

A.11) A família Almeida seguiu mais para o norte, até Alcântara, no Maranhão. Lá existe a melhor base de lançamentos de foguete do Brasil. Devido à sua localização, é possível lançar um foguete com 30% a menos de combustível. Isso ocorre porque ela encontra-se praticamente na linha do Equador, o que lhe dá uma velocidade linear enorme por conta da rotação da Terra.

O foguete já sai com parte da velocidade que precisa atingir para liberar um satélite. Sabendo que o raio da Terra mede 6.400 km, qual a velocidade linear de Alcântara? Use π = 3.

a) 1300 km/h

b) 1400 km/h

c) 1500 km/h

d) 1600 km/h

Resposta: [D]

Dados:

R = 6.400 km

T = 24 h (período aproximado de rotação)

π = 3

Considerando o raio da Terra R e o seu período T, podemos determinar o módulo da velocidade linear V de um ponto situado na superfície da Terra em função do Movimento de Rotação pela equação:

Resolvendo, obtemos para a velocidade da Terra, aproximadamente,

v = (2*3*6400)/24

v = 1600 km/h .

Que equivale a aproximadamente 444 m/s

A.12) A família Almeida usou a estrada de ferro Carajás para se locomover de São Luís para Parauapebas, no Pará. Com 892 km de extensão, Carajás é a maior ferrovia de passageiros em operação no Brasil. Ela possui alguns declives e aclives, bem como algumas curvas. Em todos esses trechos estão presentes diversas forças. Qual das situações abaixo é possível ter certeza de que as forças se anulam com o trem em movimento?

a) Trem em movimento não significa anulação de forças.

b) Trem subindo um aclive.

c) Trem descendo um declive.

d) Trem em movimento retilíneo uniforme.

Resposta: [D]

A Primeira Lei de Newton (Inércia) afirma que: "um objeto permanecerá em repouso ou em movimento uniforme em linha reta a menos que tenha seu estado alterado pela ação de uma força externa."

No Movimento Retilíneo Uniforme (MRU), o vetor velocidade é constante no decorrer do tempo (não varia em módulo, sentido ou direção), e portanto a aceleração é nula. Uma vez que não se tem aceleração, sobre qualquer corpo ou ponto material em MRU a resultante das forças aplicadas é nula.

A.13) A caminho para Manaus, a família Almeida cruzou a ponte Phelippe Daou, a maior ponte fluvial estaiada do Brasil. Uma a ponte ponte estaiada é aquela que um trecho é sustentado por cabos presos a mastros. Adriana pesquisou que, no projeto, cada cabo pode. suportar uma força igual ao peso da massa de 45 toneladas. O peso que os cabos de aço suportam obedecem à equação M = 50 A, onde A é a área de seção transversal (grossura) em mm² e M é a massa em quilogramas. Determine o perímetro da seção transversal quadrática de um cabo de aço que satisfaça às expectativas do projeto

a) 8 cm

b) 12 cm

c) 16 cm

d) 20 cm

Resposta: [B]

Dados

M = 45 t = 45000 kg

M = 50. A

45000 = 50 A

A = 900 mm²

A = 9 cm²

Seção transversal quadrática:

A = L²

L = √9

L = 3 cm

Perímetro

L= 4 * 3

L= 12 cm

A.14) Saindo de Manaus, a família Almeida contratou um helicóptero para conhecer a Cachoeira do Dourado, a maior queda d’água do Brasil, no extremo norte do estado. A água cai por 353 m de altura até chocar-se com o lago formado na sua base. Nesse processo, ocorrem algumas transformações de energia. Identifique a transformação que não ocorre.

a) Ao perder altura, a água sofre transformação de energia potencial gravitacional em energia cinética.
b) O atrito com o ar produz transformação de energia cinética em energia térmica.
c) O movimento da água produz transformação de energia térmica em energia cinética.
d) A colisão da água com o lago produz transformação de energia cinética em energia térmica.

Resposta: [C]

A.15) A viagem de volta a Porto Alegre foi feita de avião. Quando o Sol estava se pondo, no oste, Adriana notou que a lua estava nascendo no leste, brilhando absoluta no céu. Adriana sabia que estavam viajando pelo hemisfério sul da Terra. Por um momento, surgiu uma dúvida que compartilhou irmão perguntando: “Hoje, para as pessoas que que estão no hemisfério norte, a lua encontra-se em que fase?”

a) Lua cheia

b) Lua nova.

c) Quarto crescente.

d) Quarto minguante.

Resposta: [A]

Fonte: Disponível em <https://www.todamateria.com.br/fases-da-lua/> Acesso em 21 Abr. 2020

Fonte: Disponível em Acesso em 21 Abr. 2020

Quando toda a face iluminada está voltada para a Terra, pessoas em todos os lugares do planeta vêem a Lua Cheia na mesma noite. O mesmo vale para as outras fases. No entanto, como os lugares da Terra com diferentes longitudes têm horas diferentes, a hora em que ocorre determinada fase muda de acordo com a longitude. Por exemplo, se a Lua Cheia acontece, em certa noite, às 23h em Londres, em Porto Alegre vai acontecer às 20h, devido à diferença de fuso horário. Fonte: Revista Galileu. As fases da Lua são iguais, durante os mesmos períodos, em todos os lugares do mundo? Disponível em < http://revistagalileu.globo.com/Galileu/0,6993,ECT545744-1716-9,00.html>

GABARITO
01 [C]
02 [C]
03 [B]
04 [A]
05 [A]
06 [D]
07 [D]
08 [B]
09 [B]
10 [C]
11 [D]
12 [D]
13 [B]
14 [C]
15 [A]

Lei de Coulomb (ou lei da Força elétrica)

2020-04-16T07:30:00.000-07:00

Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) foi responsável pela lei que descreve a força de interação entre cargas elétricas. Para tanto, Charles Coulomb fez uso de uma balança de torção.

Assista ao vídeo:

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Eletrostática

2020-04-13T07:13:00.000-07:00

Eletrostática é a parte da área da eletricidade que estuda as cargas elétricas sem movimento, ou seja, em estado de repouso.

Carga Elétrica - é uma propriedade das partículas fundamentais da matéria.

A unidade de carga elétrica no Sistema Internacional de Unidades é o Coulomb (C).

Carga elétrica de um corpo

A carga elétrica é uma grandeza física quantizada, isto é, ela apresenta um valor mínimo, de forma que não é possível encontrar corpos eletrizados com um módulo de carga elétrica menor que esse valor, chamado de carga fundamental, geralmente denotado pela letra e, cerca de 1,6.10^-19 C. Os prótons e elétrons apresentam este valor.

Quando um corpo está eletricamente carregado, sua carga é um múltiplo inteiro da carga fundamental, uma vez que a eletrização ocorre a partir da adição ou remoção de elétrons, visto que os prótons encontram-se ligados no interior dos núcleos atômicos.

Experimento de Milikan

Princípios da Eletrostática

Processos de eletrização

Eletrização é todo processo capaz de gerar uma diferença entre o número de cargas positivas e negativas de um corpo. Quando um corpo apresenta o mesmo número de cargas positivas e negativas, dizemos que ele está neutro; se esses números forem diferentes, dizemos que ele está eletrizado.

Existem basicamente três processos de eletrização: a eletrização por contato, por atrito e por indução:

CONTATO: envolve dois corpos condutores, e pelo menos um deles deve estar eletricamente carregado. Quando os dois corpos entram em contato, as suas cargas elétricas dividem-se até que os dois estejam sob o mesmo potencial elétrico. Ao final do processo, os corpos apresentam o mesmo sinal de cargas.
ATRITO: envolve o fornecimento de energia para dois corpos por meio da fricção entre eles. Durante a fricção (atrito), alguns elétrons são arrancados de um dos corpos, sendo capturados em seguida pelo outro corpo. Para tanto, é necessário verificar a afinidade desses dois corpos nesse tipo de eletrização em uma consulta à série triboelétrica.
INDUÇÃO: ocorre pela aproximação relativa entre um corpo eletricamente carregado, chamado de indutor, e um corpo condutor, chamado de induzido. A presença do indutor gera uma separação de cargas no corpo induzido, chamada de polarização. A partir dessa separação, aterra-se o induzido no chão, fazendo com que suas cargas fluam através de um fio terra.

Todos os processos de eletrização ocorrem de acordo com os princípios de conservação da carga elétrica e da energia, ou seja, antes e depois da eletrização, o número de cargas e a quantidade de energia entre as cargas devem ser iguais.

MAPA MENTAL

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APOSTILA DE EXERCICIOS

Aula para a olimpíada de física dia 22/09

2017-09-22T05:40:00.002-07:00

Lançamento horizontal

Quando um corpo é lançado horizontalmente, ele descreve um movimento parabólico em relação à Terra que é o resultado da composição de dois movimentos simultâneos e independentes: queda livre e movimento horizontal. Assista o vídeo abaixo:

Exercício

1 - (Mackenzie-SP) Do alto de um edifício, lança-se horizontalmente uma pequena esfera de chumbo com velocidade de 8 m/s. Essa esfera toca o solo horizontal a uma distância de 24 m da base do prédio, em relação à vertical que passa pelo ponto de lançamento. Adote: g = 10 m/s².

Desprezando a resistência do ar, a altura desse prédio é:

a) 45 m.

b) 40 m.

c) 35 m.

d) 30 m.

e) 20 m.

2 - (VUNESP) Um avião leva pacotes de mantimentos para socorrer pessoas ilhadas por uma enchente, voando horizontalmente a 500 m de altura, com velocidade de módulo 360km/h. Desprezando-se a resistência do ar e admitindo-se g = 10 m/s², determine:

a) a que distância da vertical que passa pelo avião, no instante em que são abandonados, os pacotes atingem o solo?

b) com que velocidade, em módulo, esses pacotes atingem o solo?

3 - (OBFEP 2012 1ª Fase) Um carrinho movimenta-se com velocidade constante v = 2m/s sobre a superfície horizontal de uma mesa, levando na sua extremidade uma moeda. Ele se choca com um obstáculo e a moeda é lançada fora do carrinho

Sabendo que no momento do lançamento a distância vertical da moeda ao solo é de 1,8m, podemos afirmar que a distância do ponto de queda da moeda no chão ao pé da mesa (P) será (considere g = 10m/s² ):

a) 1,2 m b) 3 m c) 1,8 m d) 3,6 m

RESPONDA NOS COMENTÁRIOS

Exercícios Resolvidos - Calorimetria - Trocas de calor

2013-04-23T19:49:00.000-07:00

01. Dentro de um recipiente termicamente isolado, são misturados 200 g de alumínio cujo calor específico é 0,2 cal/g.°C, à temperatura inicial de 100 °C, com 100 g de água, cujo calor específico é 1 cal/g.°C, à temperatura inicial de 30 °C. Determine a temperatura final de equilíbrio térmico.

Resolução: Como o sistema é isolado termicamente, as trocas de calor envolvem apenas a água e o alumínio, portanto, vale a equação:

Q_água + Q_Al = 0,
m_ág · c_ág · (T_f – T_iag) + m_Al · c_Al · (T_f – T_ial) = 0,
100 · 1,0 · (T_f – 30) + 200 · 0,2 · (T_f – 100) = 0,
100 · (T_f – 30) + 40 · (T_f – 100) = 0,
100T_f – 3000 + 40T_f – 4000 = 0,
140 T_f – 7000 = 0,
140 T_f = 7000,

Resolvendo,

T_f = 50 ºC.

02. Em um recipiente adiabático (que não troca calor com o meio exterior), juntamos 2000g de água a 22 ºC, 400g de mercúrio a 60 ºC e uma massa m de certa substancia x a 42ºC. Determine o valor da massa, sabendo-se que a temperatura final de equilíbrio térmico é 24 ºC. (dado C_Hg 0,033 cal/gºC , Cx= 0,113 cal/gºC).

Resolução: Observando a situação vemos que, pela temperatura de equilíbrio ser 42ºC, verificamos que a água recebeu calor, o mercúrio e a substancia x perderam calor. Pelo principio das trocas de calor:

Q_água + Q_Hg +Q_x = 0,

m_ág · c_ág · (T_f – T_iag) + m_Hg · c_Hg · (T_f – T_iHg)+ m_x· c_x · (T_f – T_ix) = 0,

2000 . 1 . (24 - 22) + 400 . 0,033 . (24 - 60) + m . 0,113 . (24 – 42) = 0,

Resolvendo,

m = 1732,9 g.

03. Uma vasilha adiabática contem 100g de água a 20ºC, misturando 250g de ferro a 80ºC, a temperatura atinge 33ºC. Determine o calor especifico do ferro. (Dado: calor especifico da água 1cal/gºC)

Resolução:

Q_água + Q_Fe = 0,

m_ág · c_ág · (T_f - T_iag) + m_Fe · c_Fe · (T_f - T_iFe) = 0,
100. 1. ( 33 – 20) + 250 . c_Fe . (33 – 80) = 0,

100 . 1. 13 + 250 . c_Fe . (-47) = 0,

1300 – 11750 c_Fe = 0,

1300 = 11750 . c_Fe

c_Fe = 0.11 cal/gºC.

04 . Colocam-se 80 g de gelo a 0 °C em 100 g de água a 20 °C. Admitindo-se que não ocorreu troca de calor com o meio externo e sabendo-se que o calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g e o calor específico da água é 1 cal/g · °C, determine (a) qual a temperatura final da mistura? (b) qual a massa de água líquida após atingido o equilíbrio térmico?

Resolução:

a) A água líquida a 20 °C para resfriar-se até 0 °C deve perder uma quantidade de calor sensível calculada por:

Q = m · c · T. Portanto:

Q = 100 · 1 · (– 20)
Q = – 2 000 cal

O gelo, para se transformar completamente em água líquida, necessita receber uma quantidade de calor calculada por: Q = m · L_f

Portanto: Q = 80 · 80
Q = 6 400 cal

Como a energia liberada pela água não é suficiente para derreter completamente o gelo, teremos no final, em equilíbrio térmico, uma mistura de gelo e água a 0 °C.

b) Calculando as quantidades de calor trocadas:

• fusão do gelo: Q_f = m · 80
• resfriamento da água: Q_s = – 2 000 cal
Como Q_f + Q_s = 0, temos:
m · 80 + (– 2 000) = 0
80 · m = 2 000
m = 25 g

Como é pedida a massa total de água líquida, devemos somar as massas de água provenientes da fusão e a já existente na mistura.

m_T = 100 + 25 =125 g.

05. Em um recipiente termicamente isolado, colocam-se 100 g de gelo a 0 °C. Faz-se chegar a esse recipiente vapor de água a 100 °C, até que a temperatura do sistema seja 40 °C. Supondo que o recipiente não trocou calor com os corpos, calcule a massa de água no equilíbrio térmico. São dados:

• calor específico da água = 1 cal/g °C

• calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g

• calor latente de condensação do vapor Lc = 540 cal/g

Resolução:À medida que o gelo recebe calor, ele se derrete e, após a fusão, a água resultante se aquece de 0 °C até 40 °C. Enquanto isso, o vapor perde calor e se condensa, e a água resultante da condensação se resfria de 100 °C até 40 °C.

Calculando as quantidades de calor trocadas:

Fusão do gelo:

Q_f = m · L_f Q_f = 100 · 80 Q_f = 8 000 cal

Aquecimento da água proveniente da fusão:

Q_s1 = m · c · T Q_s1 = 100 · 1 · 40
Q_s1 = 4 000 cal

Condensação do vapor:

Q_c = m · L_c Q_c = m · (– 540) Q_c = – 540 m

Resfriamento da água proveniente da condensação:

Q_s2 = m · c · T Q_s2 = m · 1 · (– 60)
Q_s2 = – 60 m
Como Q_f + Q_s1 + Q_c + Q_s2 = 0, temos:
8 000 + 4 000 – 540 m – 60 m = 0
12 000 – 600 m = 0
m = 20 g

Como é pedida a massa total de água, devemos somar as massas de água provenientes da fusão do gelo e da condensação do vapor:

m_T = 100 + 20

Portanto, no equilíbrio térmico, há 120 g de água.

UFPA 2005 - Processo Seletivo Seriado - PSS 2

2013-04-21T08:20:00.002-07:00

Física - UFPA 2005

Leia atentamente o texto a seguir.

João Batista, nascido e criado às margens do rio Tuandeua, viveu uma infância típica de ribeirinho amazônida. A simplicidade da vida não embotou sua curiosidade pelos fenômenos naturais. Ao contrário, com a ajuda de pessoas como Seu Genésio, mestre construtor de embarcações, João deu asas às suas inquietações, avançou nos estudos e, mais tarde, formou-se professor de Ciências.

As questões a seguir apresentam situações em que a Física se faz necessária para explicar alguns fenômenos vivenciados por João Batista.

25. Na escola ribeirinha em que João estudou, uma das tarefas mais difíceis para a professora era manter os alunos na sala, quando uma grande embarcação se aproximava. Os pequenos estudantes precipitavam-se em suas canoas para “pegar” o banzeiro - onda que se propaga na superfície da água, devido a perturbações produzidas pela embarcação em movimento. No ritmo do banzeiro, as canoas subiam e desciam enquanto a onda se propagava.

A respeito do banzeiro, é correto afirmar que

(A) se propaga por vibrações de partículas que se movimenta na mesma direção de propagação da onda.

(B) uma diferença entre os banzeiros produzidos por grandes e por pequenas embarcações é a amplitude da onda.

(D) suas velocidades não dependem das propriedades físicas do meio no qual se propagam.

(E) para um banzeiro com determinada velocidade, quanto maior a freqüência da onda, maior o comprimento de onda.

Resposta: Alternativa B. A amplitude da onda (banzeiro) está relacionada com a altura da onda que depende da parte submersa do a embarcação (calado).

26. Seu Genésio sempre dizia que a madeira boa para fabricar barcos é aquela que afunda na água. Essa afirmação deixava João Batista intrigado: - Se a madeira afundasse, como o barco poderia flutuar? Buscando explicações, João encontrou as seguintes afirmações, todas corretas:

I - A madeira flutuará se sua densidade for menor que a da água.

II - A densidade da madeira varia com a temperatura.

III - A diferença de pressão entre o topo e a base do barco provoca o empuxo que o faz flutuar.

IV - A densidade da água aumenta, depois diminui, ao ser aquecida de 0 ºC a 20 ºC.

V - Na condição de flutuação, o peso do barco e o empuxo que ele recebe da água têm a mesma intensidade.

Assinale a alternativa que contém apenas as afirmações que explicam a flutuação do barco.

(A) I e II.

(B) II e III.

(D) II e IV.

(E) III e V.

Resposta: Alternativa E

(I) Não. A madeira flutuará se a sua densidade for menor que a densidade da água mas essa não é a explicação para a afirmação de seu Genésio. Para que o barco flutue precisa deslocar uma quantidade de liquido (principio de Arquimedes). Quanto maior o volume deslocado de liquido pela embarcação maior o empuxo, a força que o empurra para cima. Dessa forma é fácil entender o fato de um barco de toneladas de metal poder flutuar.

(II) Não. O fato da densidade da madeira variar com a temperatura não está relacionada a flutuação do barco.

(III) Explica. O empuxo é uma foça que empurra o barco para cima equilibrando-se ao peso do barco (E = P)

(IV) Não. A dilatação anômala da água explica o fato da dilatação irregular da entre as temperatura 0ºC e 4 ºC, mas não explica a flutuação do barco.

(V) Explica. Esta é a condição de equilíbrio.

27. Não era novidade para ninguém que a velocidade de escoamento do rio mudava ao longo de seu curso. Para projetar uma ponte sobre determinado trecho do rio Tuandeua, uma equipe de técnicos fez algumas medidas e João ficou sabendo que a área transversal ao rio, naquele trecho, media 500 m² e a velocidade média da água na vazante era de 1 m/s. Como já sabia que em frente a sua casa a velocidade média na vazante era 2 m/s, fazendo aproximações para uma situação ideal, conclui-se que a área transversal do rio, em frente à casa de João, é igual a

(A) 250 m².

(B) 300 m².

(D) 750 m².

(E) 1000 m².

Resposta: Alternativa A. A quantidade de água do rio que flui em um trecho é a mesma em qualquer outro, inclusive no trecho seguinte. A quantidade se conserva, portanto a vazão é a mesma, como a vazão é dada por

φ = A x V,

então:

A1 = 500 m² (trecho mais largo) e V1 = m/s

A2 = ? e V2 = 2 m/s (maior velocidade,a área diminui)

φ2 = φ1 ,

A2 x V2 = A1 x V1,

A2 x 2 = 500 ,

A2 = 250 m².

Apesar da vida ribeirinha, João não ficou alheio aos avanços tecnológicos, nem às informações atualizadas que hoje chegam a qualquer lugar, via satélite, por meio de parabólicas. As questões de 28 a 30 referem-se a esse contexto.

28. Em um forno microondas João colocou um vasilhame com 1,5 kg de água a 20 ºC. Mantendo o forno ligado por 10 minutos, a temperatura da água aumentou para 80 ºC. A representação gráfica do desempenho do forno indicada pelo calor fornecido (calorias) em função do tempo (segundos) é mais bem representado pela linha:

(Considere que toda a energia produzida pelo forno foi absorvida pela água na forma de calor e que o calor específico da água = 1 cal/g.ºC)

(A) A

(B) B

(D) D

(E) E

Resposta: Alternativa D

m = 1,5 kg = 1 500 g,

c = cal/gºC,

∆T = 80 - 20 = 60 ºC.

Q = m x c x ∆t ,

Q = 1500 x 1 x 60

Q = 90.000 cal

Esta quantidade de calor é absorvida pela água em 10 min (isto é, 600 s). Por meio do gráfico verificaremos que em 10 s teremos

90000 cal -----------------------------600 s

x --------------------------------- 1 0 s

x = (90000 x 1 0)/600

x = 1 500 cal

29. Em um documentário de TV, João tomou conhecimento que a pressão atmosférica diminui com a altitude. Por essa razão o interior das aeronaves é mantido em certo nível de pressurização para conforto dos passageiros. O gráfico abaixo mostra a variação da pressão do ar externo com a altura acima do nível do mar. Sabendo que, durante um vôo, é mantida uma diferença de 0,4 atmosfera entre as pressões interna e externa à aeronave, pela análise do gráfico, conclui-se que a pressão interna a 8.000 metros de altitude, em atmosfera, é igual a

(A) 0,2

(B) 0,4

(D) 0,8

(E) 1,0

Resposta: Alternativa D.

Analisando o gráfico, concluímos que para uma altitude de 8.000 m a pressão é p = 0,4 atm, como ∆p = 0,4 atm (segundo o texto) temos:

H = 8000 m

P(externa) = 0,4 atm

∆p = 0,4atm

∆p = P(interna) - P(externa)

0,4 = P(interna) - 0,4

P(interna) = 0,8atm

30. Em seus livros de Física, João descobriu que o trabalho realizado por uma máquina térmica industrial está relacionado com a pressão, volume e temperatura do gás utilizado pela máquina. A figura abaixo representa um ciclo de trabalho de um gás ideal.

A partir da análise do gráfico, julgue as seguintes afirmações:

I - A temperatura do gás no ponto C é 3 vezes a sua temperatura no ponto A.

II - O trabalho realizado pelo gás ao longo de um ciclo foi de 105 Joule.

III - Ao longo do ciclo ABCDA, a variação da energia interna do gás foi positiva.

IV - A temperatura do gás permaneceu constante durante todo o ciclo ABCDA.

V - O ciclo ABCDA é constituído por duas transformações isobáricas e duas adiabáticas.

Assinale a alternativa que contém apenas afirmações corretas

(A) I e III.

(B) II e IV.

(C) I e II.

(D) II e V.

(E) III e IV.

Resposta: Alternativa C

(I) - VERDADEIRA - Precisamos analisar apenas o produto p.v, pois para uma transformação gasosa esse produto é diretamente proporcional à temperatura.

No ponto C:

Pc = 3 x 10^5 N/m²

Vc = 2 m³

O produto Pc.Vc = 3 x 1 0^5 x 2.

Pc.Vc = 6 x 1 0^5

No ponto A:

Pa = 2 x 10^5 N/m²

Va = 1 m³

Pa.Va = 2 x 1 0^5 x 1

Pa.Va = 2 x 1 0^5

O produto Pc.Vc é 3 vezes maior que Pa.Va, então a temperatura também.

(II) - VERDADEIRA - O trabalho é igual a área interna do gráfico:

T = A = b x h = (2 - 1 ) x (3 x 10^5 - 2 x 1 0^5) = 1. 1 0^5 J

(III) - FALSA - Na transformação o gás volta ao mesmo ponto. A variação da energia interna depende do estado final e inicial. Como os estados final e inicial coincidem, então a variação da energia interna é igual a zero.

(IV) - FALSA, pois a temperatura é proporcional ao produto p.v e este produto não se mantém constante durante todo processo, a temperatura também varia.

(V) - FALSA, pois AB e CD são isovolumétricas e BC e DA são isobáricas.

Como funciona o aparelho de Microondas?

2013-04-06T14:48:00.000-07:00

Dentro do aparelho de microondas há um dispositivo que produz uma onda eletromagnética de alta frequência (em torno de 2 450 MHz). Essa onda eletromagnética tem características semelhantes à luz, porém não é visível.

As microondas que bombardeiam a comida fazem com que derterminadas moléculas da comida, principalmente as moléculas de agua que estão presentes nos alimentos, oslcilem invertendo a sua posição com energia cinética rotacional (girando), porém essas moléculas que giram no alimento não cozinham o alimento. O que eleva a temperatura da comida é a energia cinética translacional comunicada as moléculas vizinhas que batem nas moléculas de agua.

Para facilitar o entendimento é como se em uma sala com varios ventiladores voce atirasse varias bolas de gude de tal forma que ao encostar nas palheras elas adquirem mais energia cinetica (mais velocidade). Se as moléculas vizinahas não interagissem com as moléculas de água a temperatura da comida não seria diferente da temperatura de antes.

O tempo de cozimento varia em função da potência do forno, da massa e das características do alimento. Algumas pessoas acreditam que o recipiente em que esta o alimento não é aquecido, mas isso não é verdadeiro, porque através do processo de condução, uma parcela de energia térmica é transferida para a vasilha.

"O forno de micro-ondas funciona convertendo a energia elétrica em energia térmica. Uma fonte elétrica emite ondas eletromagnéticas que aumentam a energia cinética das moléculas de agua dos alimentos."

O forno de microondas aquece os alimentos de fora para dentro: As microondas penetram no alimento até uma determinada profundidade, dependendo da densidade deste. Em alimentos menos densos como um pão, as microondas penetram de 5 a 7 cm, enquanto que em alimentos mais densos, como a carne, elas penetram entre 2 a 3 cm. À medida que as microondas penetram no alimento, sua energia é absorvida por ressonância e sua potência diminui, pois a energia da onda é absorvida e transformada em calor. Assim, alimentos mais grossos serão cozidos por microondas apenas até a profundidade em que elas conseguem penetrar, ou seja, as primeiras camadas externas. As camadas internas serão cozidas por condução do calor, da mesma forma que em um fogão convencional.

O aquecimento retira os nutrientes dos alimentos? Qualquer alimento que receba fortes quantidades de calor tem sua química alterada com o tempo, incluindo aí a perda de alguns nutrientes. Mas isso não é restrito aos microondas, acontecendo também em panelas, churrasqueiras ou fornos elétricos.

Ondas de radiação ? Mito. Os alimentos não são capazes de absorver as microondas emitidas pelo forno. Sua única função é a de aquecer seja lá o que estiver no interior do forno ao agitar as moléculas de água presentes em sua composição – e o calor é a única coisa que se mantém no processo após o desligamento do aparelho. Ao cortar a emissão de ondas, elas imediatamente desaparecem, sem deixar qualquer vestígio no objeto aquecido.

Vidros, plásticos e metais: segurança ou perigo? Depende da composição do material. O vidro é conhecidamente um material de fácil aquecimento, por exemplo, podendo atingir temperaturas perigosas para ser manuseado com as mãos, correndo o risco até de partir-se dentro do aparelho. O mesmo ocorre com pratos e outros objetos de cerâmica. Já os metais são materiais que não absorvem tanto as microondas emitidas, portanto são considerados mais seguros por aquecerem menos. Em casos extremos, como alta potência ou muito tempo lá dentro, pode ocorrer a produção de faíscas, especialmente em materiais mais finos. Com o plástico, ocorre um processo diferente: há tipos específicos que são recomendados para uso, pois suportam a radiação emitida. Eles são geralmente designados por um símbolo que não é reconhecido oficialmente, composto por três ondas, uma acima da outra. De resto, mantenha qualquer outro plástico fora do alcance do aparelho, pois o aquecimento dele pode liberar no alimento o chamado Bisfenol A, uma substância que compõe algumas embalagens e que, em altas doses, é considerada tóxica

Perigo explosão no aquecimento de líquidos? Outra história bastante divulgada é que a água pode explodir se aquecida em um forno micro-ondas. Sob algumas condições, acredite: isso pode ser verdade. O fenômeno ocorre graças ao superaquecimento do líquido, que não forma as bolhas que indicam que a temperatura chegou aos 100 °C. Desse modo, retirar a vasilha e movê-la bruscamente ou adicionar um material como pó de café, por exemplo, faz com que a formação de bolhas ocorra de forma atrasada (sob uma temperatura bem maior) e de maneira mais precipitada. Por isso, evite esquentar recipientes que contenham apenas água, adicionando sempre algum objeto como uma colher de madeira, por exemplo, para repartir o calor emitido pelas microondas. Com óleos em geral, como o popular azeite de oliva, ocorre exatamente o contrário: ele não esquenta de forma satisfatória, pois suas moléculas não possuem a mesma facilidade de excitação como as de água. Seguindo o mesmo processo, alimentos mais secos também não são muito indicados, sendo preferível optar por outros aparelhos, como as panelas.

Termometria: temperatura, escalas termometricas e zero absoluto.

2013-04-05T11:50:00.000-07:00

A termometria é uma parte da termologia que estuda a temperatura e as formas pelas quais a mesma pode ser medida.

Ideia intuitiva de temperatura: Quando tomamos um banho com água fria temos uma sensação diferente de quanto tomamos banho com água quente. Intuitivamente percebemos que há alguma coisa diferente entre a água fria e a água quente que nos provoca sensações distintas e essa propriedade é chamada de temperatura. Essa noção intuitiva e baseada nos sentidos diretos não é suficiente pra se ter uma noção científica de temperatura.

Sabemos que toda a matéria é feita de átomos e moléculas em constante agitação. Átomos e moléculas se combinam para formar os sólidos, líquidos, gases, plasmas, e outros estados físicos possíveis dependendo da rapidez com que se movem.

Podemos definir a temperatura da seguinte maneira: "A temperatura é uma grandeza física que está relacionada ao movimento aleatório dos átomos e moléculas de uma substância que em virtude dos seus movimentos possuem energia cinética. Os átomos e moléculas podem girar e vibrar, mas esses movimentos não influenciam diretamente na temperatura de do corpo, a temperatura é proporcional a energia cinética media translacional (pelo qual as moléculas se movimentam de um lado para outro). Portanto, quanto maior a temperatura de um corpo maior o grau de agitação térmica, com isso maior será a energia cinética de seus átomos e moléculas."

Todos os materiais se dilatam quando suas temperaturas se elevam e contraem-se quado a temperatura diminui de modo que o termômetro analógico mede a temperatura por meio da dilatação ou contração de um liquido, normalmente o mercúrio presente em seu interior. É preciso quantificar e atribuir um número a água fria e um número a água quente que distingua esses estados. Para quantificar em valores e caracterizar a temperatura de um corpo qualquer é preciso um dispositivo: o termômetro com uma escala, "tracinhos".

As primeiras escalas termométricas foram construídas de modo meio arbitrário. A escala Celsius é a escala mais utilizada no Brasil e na maior parte dos países oficializada em 1742 por Ander Celsius baseada nas seguintes escolhas: 0 se atribui a temperatura de congelamento da água então esta temperatura é definida como zero graus Celsius (0 ºC) e a temperatura da água quando entra em ebulição foi atribuída como cem graus Celsius (100 ºC). Como ela vai de zero a cem é também conhecida como escala centigrados. Há uma outra escala muito utilizada nos estados unidos e países de língua inglesa criada em 1708 por Gabriel Daniel Fahrenheit em que as escolhas são diferentes: a mistura de gelo e cloreto de amônia se atribui o grau zero nesta escala (0ºF) e cem para a temperatura do corpo humano (100 ºF). Comparando com a escala Celsius na escala Fahrenheit em 32 ºF a água vira gelo em 212 ºF a água sofre ebulição (0 ºC = 32 ºF e 100 ºC = 212 ºF).

Se nos medimos a temperatura de alguma coisa essa temperatura e cateterística dessa coisa, mas obteremos números diferentes se usarmos um termômetro calibrado na escala Celsius ou calibrado na escala fahrenheit. Como obter uma relação entre essas temperaturas em escalas diferentes? Se a temperatura que estamos medindo para um corpo é um valor TC na escala Celsius haverá para esta mesma temperatura, um valor TF na escala fahrenheit. Qual a relação entre esse número TC e esse numero TF? Como as duas escalas são lineares podemos fazer uma seguinte relação geométrica entre as escalas (fígura).

O tamanho "a" na escala Celsius (TC-0) deve representar uma fração do intervalo total "b" (100 - 0) assim como a diferença "a", na escala fahrenheit (TF - 32) representa para o tamanho "b" (212 - 32). Se TC for a metade da escala Celsius TF deve representar a metade na escala Fahrenheit. Se TC é um terço de 100, F deve ser um terço de 180.

Em 1848 Willian Thomson, que recebeu o título de nobreza lorde Kelvin, estabeleceu uma escala absoluta, a chamada Escala Kelvin. Kelvin verificou experimentalmente que a pressão de um gás diminuía 1/273 do valor inicial, quando resfriado a volume constante de 0 °C para – 1 °C. Como a pressão do gás está relacionada com o choque de suas partículas com as paredes do recipiente, quando a pressão fosse nula, as moléculas estariam em repouso, a agitação térmica seria nula e a sua temperatura também. Conclui, entáo, que isso aconteceria se transformássemos o gás até – 273 °C. Assim, Kelvin atribuiu o valor zero para este estado térmico e o valor de 1 kelvin a uma extensão igual à do grau Celsius, de modo que o ponto de fusão do gelo corresponde a 273 K e o ponto de ebulição da água corresponde a 373 K (o nome e o símbolo grau kelvin foram abolidos em convenção científica internacional e substituídos simplesmente por kelvin; portanto, ao invés de 10 °K, escreve-se 10 K e lê-se: dez kelvin).

Como a temperatura de um corpo está relacionada com o grau de agitação de suas moléculas, podemos dizer que as escalas Celsius e Fahrenheit são relativas, uma vez que elas não atribuem o valor zero ao estado de agitação molecular mais baixo.

A temperatura está relacionada à energia de movimento das moléculas de um corpo; assim, ao diminuirmos sua temperatura, suas moléculas ficam mais lentas. Podemos imaginar um estado em que todas as moléculas estão paradas, ou seja, agitação térmica nula correspondendo à temperatura zero, a qual denominamos zero absoluto. O que é zero absoluto? É a menor temperatura que qualquer coisa pode atingir no universo. Qualquer átomo ou molécula que chegar a zero da escala Kelvin (0K ou -273,15 °C) ficaria imóvel. Mas isso não passa de uma teoria, já que não foi possível atingir a temperatura nem mesmo em laboratório – o recorde de aproximação está em 0,000000000001K. Em experiências, cientistas descobriram que em baixas temperaturas um corpo pode passar por três efeitos colaterais: a supercondutividade, a superfluidez e a condensação de Bose-Einstein. Bobinas do Colisor de Hádrons (LHC) chegam a 1,9K (-271 °C ) em resfriamento.

PRISE SUBPROGRAMA XI (2008)

2012-09-19T20:05:00.003-07:00

PRISE SUBPROGRAMA XI (2008)

Belém Para dezembro de 2007

No mundo dos esportes de alto desempenho, cada centésimo – e até milésimo – de segundo pode determinar a vitória ou a derrota de um atleta numa prova. Em uma corrida de 100 m rasos, um atleta acelera rapidamente no início do percurso, mantém uma velocidade aproximadamente constante em um trecho e, próximo ao final do percurso, já começa a perder velocidade. A tabela abaixo mostra os valores considerados ideais de velocidade para diferentes pontos do percurso. Para ter uma idéia das acelerações envolvidas na corrida, calcule o valor de aceleração entre as posições 0 e 10 m, considerando-a constante.

Dentre as alternativas abaixo, a que mais se aproxima do valor que você calculou é a aceleração:

(a) de metade da gravidade na superfície da Terra.

(b) de um foguete na Terra que submete um astronauta a força de 3 vezes seu peso.

(d) sofrida por um corpo em queda ao atingir a velocidade limite na atmosfera.

(e) de um corpo em queda na superfície da Lua, cuja gravidade é um sexto daquela da Terra.

Resposta:

V^2 = v0^2 +2.a.Ds

10^2 = +2. a .10

100/20 =a

5 = a

a=5m/s^2

Durante a procissão do Círio de Nossa Senhora de Nazaré, os romeiros sobem uma ladeira, com um desnível de 4m de altura, no início da Av. Presidente Vargas. Considere um romeiro de 80kg, subindo a ladeira com velocidade constante. Ao subir, ele realiza uma certa quantidade de trabalho. Se o romeiro comer barras de cereais, cada uma capaz de fornecer 800J de energia para seu corpo, quantas barras ele deve ingerir para repor exatamente a energia gasta para realizar o trabalho na subida? (Considere g = 10 m/s²)

(a) 2

(b) 4

(d) 8

(e) 10

Calculo do trabalho:

Trabalho = força x deslocamento

trabalho = massa x gravidade x deslocamento

trabalho = 80 x 10 x 4 = 3200 J

relação:

1 barra de cereal -----------800 J

X barras de cereal ----- 3200 J

X = 3200/800 = 32/8 = 4 barras

Nas proximidades da belíssima cidade de Santarém, no Oeste do Pará, um barco se movimenta nas águas do rio Tapajós. Para percorrer uma distância de 20km rio acima, em sentido contrário ao da correnteza, o barco leva 2h. A velocidade do barco em relação à água é constante e igual a 20km/h. Quando ele faz o percurso inverso, a favor da correnteza, o tempo que leva para percorrer os 20km será de quantos minutos?

(a) 10

(b) 20

(d) 40

(e) 50

Resp. Adotando como referencial o barco e considerando que ele nada contra a correnteza, teriamos uma velocidade relativa

Na ida:

Vrel= Vel do barco - Vel da correnteza = Ds/Dt
Vel barco - Vel da correnteza = Ds / Dt = 20 / 2 = 10 km/h

É como se o barco avancasse 10 km em cada 1 hora. Mas o texto afira que a velocidade do barco em relação a agua é de 20 km/h o que nos permite concluir que na volta a velocidade total do barco (adotando ele como referencial), seria

na volta

V barco + Vcorrenteza = 30 km/h

30 = 20/ Dt
Dt = 3/2 = 0,66 h -----x60min-->> 39,6 min ~40min

Um dos sistemas usados para frear um avião a jato, após tocar na pista de pouso, é o chamado “reverso”, que é um sistema que direciona o jato das turbinas para frente, exercendo uma força para traz em conformidade com a Terceira Lei de Newton. Considere que um avião com todos os sistemas funcionando corretamente precisa de uma extensão de pista de 700m do momento em que o reverso é ligado até parar completamente. Suponha que as forças de frenagem são constantes durante a passagem do avião pela pista. Se uma das turbinas falhar durante o pouso, considere que 30% da força de frenagem seja perdida. Neste caso, qual a extensão de pista que será necessária para o avião parar, supondo que ele toque na pista sempre com a mesma velocidade?

(a) 800m

(b) 900m

(c) 1000m

(d) 1100m

(e) 1200m

Coletes à prova de balas dissipam parte da energia cinética de uma bala e transmitem o restante para o corpo da pessoa, porém exercendo força em uma área grande de seu corpo, ao invés de concentrar em apenas a área de seção transversal da bala. Considere a situação em que uma pessoa, usando o colete, recebe um tiro e a bala se fixa no colete. Analise as afirmativas abaixo:

I. A energia cinética dissipada pelo colete é convertida em energia potencial, pois ela não pode deixar de ser uma forma de energia mecânica pela lei da conservação da energia.

II. A pessoa, usando o colete, receberá uma quantidade de movimento igual à que receberia se não estivesse de colete e a bala se alojasse em seu corpo.

III. A eficiência da arma de fogo se deve ao fato de que a energia adquirida pela bala é bem maior do que aquela gerada pela queima da pólvora.

IV. Se o colete rebatesse a bala de volta na direção em que ela veio, a quantidade de movimento recebida pela pessoa seria maior do que quando a bala se fixa ao colete.

De acordo com as afirmativas acima, a alternativa correta é:

(a) I e II

(b) II e III

(d) II e IV

(e) I, III e IV

No caos diário que enfrentamos no trânsito das grandes cidades, é comum ocorrerem colisões entre veículos, principalmente devido à imprudência dos motoristas. Ao dirigir em velocidades altas, o motorista coloca em risco sua vida e a de outros. Quando um carro colide com outro que está parado, a energia do choque é a sua energia cinética no momento da colisão. Considere a energia envolvida numa colisão quando um carro estava a 40km/h. De acordo com a Física, se o mesmo carro colidir a 80km/h, a energia da colisão será:

(a) 50% maior.

(b) o dobro.

(d) quatro vezes maior.

(e) cinco vezes maior.

Resposta:

O texto deixa claro qeu a energia de choque depende da energia cinética no momenoto da colisão. Se a velocidade dobra de valor a energia quadruplica, pois a energia cinética varia com o quadrado da velocidade:

E_C = m.v^2 / 2

A trajetória de um projétil disparado de um canhão em condições ideais é uma parábola, e a distância máxima atingida pelo projétil até voltar ao solo é alcançada quando o ângulo de lançamento é de 45º. Entretanto, no mundo real, existem fatores que influenciam o movimento do projétil e o tornam diferente da situação ideal. Analise as afirmativas abaixo sobre o lançamento do projétil no mundo real, identificando as que são verdadeiras e influenciam o movimento:

I. A aceleração da gravidade sobre o projétil diminui com a altura.

II. A inércia do projétil tende a fazê-lo cair além do ponto calculado com condições ideais.

III. A resistência do ar provoca uma força contrária ao movimento durante todo o percurso.

IV. A trajetória do projétil será tanto mais semelhante à do caso ideal quanto maior for a velocidade inicial do lançamento.

De acordo com as afirmativas acima, a alternativa correta é:

(a) I e II

(b) I e III

(d) II e IV

(e) I, II e IV

OBF 2011 - 1º Fase (alunos 9º e 1° anos) - resolução

2012-07-05T10:38:00.002-07:00

O CORPO HUMANO E A FÍSICA

Pesquisa realizada pelo Ministério da Saúde mostra que a obesidade aumentou nos brasileiros. Atualmente, 13% dos adultos são obesos, sendo o índice maior entre as mulheres (13,6%) do que entre os homens (12,4%). Em 2006, quando foi apresentada a primeira edição do estudo Vigilância de Fatores de Risco e Proteção para Doenças Crônicas Por Inquérito Telefônico (VIGITEL), 11,4% dos brasileiros eram obesos. Em 2007, esse índice subiu para 12,9%.

“A obesidade em mulheres vinha em uma tendência de estabilização nas pesquisas anteriores (VIGITEL 2006 e 2007) e, agora, há um aumento expressivo (tabela 1). É muito preocupante”, afirma a coordenadora geral de Doenças e Agravos Não Transmissíveis do Ministério da Saúde, Deborah Malta. “Historicamente, observamos uma mudança no padrão de peso corpóreo do brasileiro muito acentuado e rápido. A pesquisa Estudo Nacional de Despesa Familiar (ENDEF) realizada no Brasil em 1975 mostrou que 2,8% dos homens e 7,8% das mulheres eram obesas. Em 2002, dados da Pesquisa de Orçamentos Familiares apontaram que a obesidade atingia 8,8% dos homens e 12,7% das mulheres. Estes dados confirmam o processo de transição nutricional pelo qual o país passa”, afirma Malta.

Já o índice de brasileiros com excesso de peso se manteve estável nos últimos três anos. Entre os adultos das 26 capitais e do Distrito Federal, 43,3% estão acima do peso. A frequência entre os homens é maior: 47,3% deles estão com excesso de peso, enquanto 39,5% delas estão nessa faixa.

O excesso de peso é diagnosticado a partir do Índice de Massa Corporal (IMC), obtido pela razão entre o peso e o quadrado da altura. Se esse índice alcança valor igual ou superior a 25 kg/m², há excesso de peso. A obesidade é diagnosticada quando o índice atinge ou supera os 30 kg/m².

http://portal.saude.gov.br/portal/aplicacoes/reportagensespeciais/default.cfm?pg=dspdetalhes&id_area=124&co_noticia=10078 (fonte)

Tabela 1 – Classificação do Índice de Massa Corporal (IMC)

IMC (kg/m²)	Classificação
< 18,5	Magreza
18,5‐24,9	Saudável
25‐29,9	Sobrepeso
30‐34,9	Obesidade Grau I
35‐39,9	Obesidade Grau II
≥40	Obesidade Grau III

As questões de 01 a 03 são baseadas no texto e na tabela 1.
01) Sabendo que 1 kg = 1.000 g e 1 m = 100 cm, a unidade de IMC em g/m² é:
(a) 10^1 g/cm2 (b) 10^2 g/cm² (c) 10^3 g/cm² (d) 10^-1 g/cm² (e) 10^-2 g/cm²

Comentário:

De acordo com a leitura do texto a unidade do IMC é o Kg/m². O enunciado pede a relação da unidade do IMC e a unidade g/m², isto é, entre Kg/m² e g/m², portanto,

IMC = 1 Kg/m² = 1000 g/m² = 10^3 g/m² (nenhuma alternativa).

Perceba que em todas as alternativas (a, b, c, d, e) a resposta está na unidade g/cm² e não g/m². Então podemos supor que a proposta da questão seja, hipoteticamente, estabelecer a relação entre Kg/m² e g/cm², desta forma teríamos:

IMC = 1 Kg/m² = 1000 g / 1 m² = 1000 g / 100² cm² = 10^3 g/ 10 ^4 m² = 10^-1 g/cm²

(correspondente a alternativa d).

Questão passível de anulação. Não tem nenhum comentario no site da sbf sobre a anulação da questão acima.

02) De acordo com a tabela acima, uma pessoa com IMC igual a 2 g/cm² é diagnosticada como:
(a) Saudável
(b) Sobrepeso
(c) Obesidade Grau I
(d) Obesidade Grau II
(e) Obesidade Grau III

Comentário:

1 g/cm² = (10^-3) kg / (10 ^-4) m² = 10 kg/m²,

logo se pode concluir que 2 g/cm² = 20 kg/m².

Fazendo a anélise da tabela, 20 kg/m² equivale a uma pessoa saldável.

03) Um paciente de 1,70 m de altura foi diagnosticado como obeso mórbido com IMC igual a 42 kg/m². Calcule quantos quilogramas ele deve perder para que seja diagnosticado como uma pessoa saudável (de acordo com a tabela 1) com IMC igual a 24 kg/m²:

(a) 36 kg

(b) 43 kg

(c) 52 kg

(d) 61 kg

(e) 70 kg

Comentário:

O IMC é obtido, segundo o texto, pela razão entre o peso e o quadrado da altura (obs. pela leitura percebemos que "peso" na verdade se refere fisicamente ao conceito da "massa" do corpo).

(IMC) = (massa)/(altura)²

- paciente de 1,70 m com IMC igual a 42 kg/m²:

(42) = (massa1)/(1,70)²

(42) = (massa1)/(2,89)

(massa1) = (42).(2,89)

(massa1) = 111,38 kg

- mesmo paciente de 1,70 m com IMC igual a 24 kg/m²:

(24)= (massa2)/(1,70)²

(24) = (massa2)/(2,89)

(massa2) = (24).(2,89)

(massa2) = 69,36 kg

Portanto, a massa M ("peso") que a pessoa deve perder é de :

M = (massa1) - (massa2)

M = 111,38 - 69,36

M = 52,02 kg

As questões 04 e 05 são referentes ao texto abaixo:
Na natureza as fontes mais comuns de energia são químicas. Para alimentos e a maioria dos combustíveis, a energia química é convertida através do processo de oxidação. Em máquinas o processo de oxidação produz energia térmica que é parcialmente convertida em trabalho ou outras formas de energia. Nos animais o processo de oxidação é mais complexo, porém também pode resultar em energia térmica ou trabalho. O ser humano precisa consumir cerca de 2000 kcal por dia para que possa suprir suas necessidades básicas. Porém se consumimos mais energia do que precisamos, esta é armazenada na forma de gordura, outra fonte de energia química.

04) A potência média de um ser humano durante o dia é aproximadamente:
(a) 100 W

(b) 200 W

(d) 400 W

(e) 500 W

Comentário:

(potência) = (Energia) / (tempo)

E = 2000 Kcal = 2000000cal (x4,2 J) = 42000 J

T = 1 dia (x24h) = 24 h (x 60min)= 144 min (x 60 s)= 86400 s

(potência) = (Energia) / (tempo)

(potência) = 42000 / 864000

P = 97,22 W

P~ 100 W

05) Em uma caminhada gastamos cerca de 4,0 kcal/min. Se uma pessoa consome 1000 kcal a mais em sua dieta diária, para não engordar deve caminhar por dia cerca de:

(a) 1 h e 30 min

(b) 2 h e 40 min

(d) 4 h e 10 min

(e) 5 h e 15 min

Comentário:

Em uma caminhada onde se gasta 4kcal/min, representa que a cada 1 minuto perde-se 4 kcal, 2 minutos 8kcal , 3 minutos 12 kacal e assim por diante ... Por regra de tres simples podemos inferir que:

4 kcal ---- 1 min

1000 kcal ---- x minutos

x = 1000/4 = 250 min

Para transformar 250 min para horas temos:

250 min =

= 240 min + 10 min

= 240 /60 + 10 min

= 4 h + 10min

= 4h e 10 min

As questões 06 e 07 são referentes ao texto abaixo:
Os pilotos de F1 passam por um rigoroso treinamento físico para suportar os efeitos das enormes acelerações durante a corrida. Dentre as partes do corpo do piloto, a que mais sofre os efeitos da chamada “força G” é a musculatura do pescoço que sofre acelerações da ordem de grandeza do valor da gravidade terrestre (g). Porém a “força G” do ponto de vista da mecânica newtoniana não é uma força, e sim apenas um efeito da inércia sobre o piloto.

06) De acordo com o texto e seus conhecimentos de física assinale a alternativa falsa.
(a) A inércia é a tendência que um corpo tem de permanecer em repouso ou em movimento retilíneo uniforme, a menos que sofra a ação de uma força externa.
(b) A massa de um corpo é a medida quantitativa de sua inércia.
(c) Ao acelerar em uma reta, o piloto é pressionado contra o banco do carro.
(d) Quando o carro vira contornando o centro da curva, o piloto tende a continuar seu movimento na direção tangencial.
(e) Ao realizar a curva, o piloto tem a sensação de ser empurrado para o centro da curva na direção radial.

Comentário:

Força centrípeta é a força resultante que puxa o corpo para o centro da trajetória em um movimento curvilíneo ou circular com o objetivo de mudar a direção da velocidade vetorial gerando uma aceleração para o centro e portanto a força aponta para dentro da curva. Ex: A água que escorre pelo ralo da pia.

A Força centrífuga é a força resultante que afasta o corpo do centro de sua trajetória em um movimento curvilíneo ou circular. Ex: A máquina de lavar, um carro fazendo uma curva.

Um observador no interior do carro, sobre uma aceleração em relação à estrada, quando entra em uma curva sente-se atirado para fora do carro, ou seja para fora da curva. Esta poderia ser considerada a força centrífuga, que o atira para fora da trajetória circular, porém a força centrifuga só é válida para o observador em movimento junto ao carro, ou seja um observador não-inercial. A força centrífuga não é reação da força centrípeta.

A ultima alternativa esta incorreta pois no referencial do piloto a força que surge no piloto é a centrifuga que o empurra para fora e não para dentro.

07) Um carro de F1 entra numa curva de raio igual a 50 m com velocidade igual a 180 km/h. A aceleração
sofrida pelo pescoço do piloto (em termos de g) é:
(a) 4g

(b) 5g

(d)7g

(e) 8g

Comentário:

(aceleração centripeta) = (velocidade)² / (raio)

v = 180 km/h ( : 3,6 ) = 50m/s

R = 50 m

aceleração centrípeta = 50²/50

aceleração centrípeta = 50 m/s²

Por regra de três simples 1 g = 10 m/s², então 50 m/s² equivale a 5 g.

A tabela abaixo apresenta informações sobre o desenvolvimento ideal de um homem. Use os dados para responder as questões de 08 a 15.

Tabela 2

Idade Altura	(cm)	Massa (kg)
Nascimento	50,6	3,400
3 meses	60,4	5,720
6 meses	66,4	7,580
9 meses	71,2	9,070
12 meses	75,2	10,070
6 anos	117,5	21,910
12 anos	149,6	38,280
18 anos	174,5	63,050

Fonte: Medidas extraídas dos estudos da Saúde do Desenvolvimento Infantil do Departamento de Saúde Materno Infantil da Escola de Saúde Pública de Harvard. http://www.portalis.co.pt/tabela-decrescimento- infantil-meninos/ (março 2011)

08) Sobre o primeiro ano de vida do bebê é correto afirmar:
(a) Cresceu 35,2 cm e engordou 4,17 kg
(b) Cresceu 28,3 cm e engordou 7,36 kg
(c) Cresceu 24,6 cm e engordou 6,67 kg
(d) Cresceu 12,5 cm e engordou 3,85 kg
(e) Cresceu 19,1 cm e engordou 2,92 kg

Comentário:

A variação de massa da criança é dada por

Dm = m - m0,

Dm --> variação de massa

m0 --> massa inicial (na tabela = 3,4000 kg)

m --> massa final (natabela = 10,070 kg)

Dm = 10,070 - 3,400 = 6,67 kg

Variação na altura da criança

DH = h - h0

DH --> variação de massa

h0 --> altura que tinha no inicio (na tabela = 75,2 cm)

h --> altura final (na tabela = 50,6 cm)

DH= 75,2 - 50,6 = 24,6 cm

09) Considere que o ser humano se desenvolve de forma uniforme no decorrer do tempo (isto é apenas uma aproximação). As taxas médias de ganho de peso e crescimento desde o nascimento até os 18 anos
são respectivamente:
(a) 3,3 kg/ano e 6,9 cm/ano
(b) 4,6 kg/ano e 7,5 cm/ano
(c) 5,4 kg/ano e 8,4 cm/ano
(d) 6,8 kg/ano e 9,6 cm/ano
(e) 7,9 kg/ano e 11,3 cm/ano

Comentário:

A taxa de hanho de massa é dada por

M = (m - m0) / (tempo)

M = ( 63,050 - 3,400) / 18 = 59,65 /18 = 3,313 kg/ano

A taxa de aumento de altura é dado por:

H = (h - h0) / (tempo)

H = (174,5- 50,6) / 18 = 123,9 / 18 = 6,883 kg/ano

10) A lei de crescimento é dada pela equação temporal (t é medido em anos e h em cm):
(a) h(t) = 28,6 +11,3t
(b) h(t) = 50,6 + 9,6t
(c) h(t) = 36,7 + 8,4t
(d) h(t) = 44,2 + 7,5t
(e) h(t) = 50,6 + 6,9t

Comentário:

Como a altura inicial vale h0 =50,6 cm e a velocidade de crescimento vale H = 6,9 temos a equação linear escrita :

h(t) = h0 +H.t

Assim,

h(t) = 50,6 + 6,9t

11) A lei de ganho de peso é dada pela equação temporal (t é medido em anos e m em kg):
(a) m(t) = 3,4 + 5,4t
(b) m(t) = 2,8 + 7,9t
(c) m(t) = 5,6 + 4,6t
(d) m(t) = 3,4 + 3,3t
(e) m(t) = 4,2 + 6,8t

Comentário:

Como a massa inicial vale m0 =3,4 kg e a taxa de crescimento da massa M = 3,3 kg temos a equação linear escrita :

m(t) = m0 +M.t

Assim,

m(t) = 3,4 + 3,3.t

12) A dependência do ganho de peso com a altura é dada pela equação ( m é medido em kg e h em cm):
(a) m = 0,75h − 32,1
(b) m = 0,48h − 20,8
(c) m = 0,84h + 43,2
(d) m = 1,6h + 25,2
(e) m = 0,65h − 24,6

Comentário:

Para criar tal equação cuja dependência seja entre a massa e a altura devemos elminar o tempo nas duas equações que encontramos m(t) = 3,4 + 3,3.t e h(t) = 50,6 + 6,9t de tal forma que :

t = (m - 3,4 )/ 3,3

t = (h- 50,6)/6,9

(m - 3,4 )/ 3,3 = (h - 50,6)/6,9

(m - 3,4 )/ 1,1 = (h - 50,6)/2,3

2,3.m - 7,82 = 1,1.h - 47,84

m = 0,48.h - 20,8

Um garoto possui crescimento abaixo do recomendado pelos médicos dado pela seguinte equação: h(t) = 48,7 + 3,3t . O crescimento mínimo é recomendado é dado pela equação y(t) = 46,3 + 6,3t . Assim determine para as questões 13 e 14.

13) A idade de tal garoto quando este terá a altura mínima recomendada:
(a) 5,8 meses
(b) 6,9 meses
(c) 7,5 meses
(d) 8,3 meses
(e) 9,6 meses

Comentário:

Na minha opinião essa pergunta precisa ser melhorada para um entendimento mais claro. O resultado desejado não nos dará a idade do tal garoto (como está no comando) e sim quanto tempo se passou até ele atingir a altura mínima recomendada e portanto o enunciado deveria ser rescrito: "Quanto tempo se passou para o garoto atingir a altura mínima recomendada". Basta fazer

h(t) = y(t).

h(t) = 48,7 + 3,3t,

y(t) = 46,3 + 6,3t ,

48,7 + 3,3t = 46,3 + 6,3t

3.t = 2,4

t = 0,8 anos

(x 12 meses)

t = 9,6 meses

(ou 9 meses e 18 dias)

14) A altura desse garoto nessa idade:
(a) 51,3 cm
(b) 64,8 cm
(c) 72,1 cm
(d) 80,3 cm
(e) 86,2 cm

Comentário:

Basta substituir o tempo encontrado (t=0,8anos) em h(t)

h(t) = 48,7 + 3,3t,

h(t) = 48,7 + 3,3.0,8,

h(t) = 48,7 + 2,64

h(t) = 51,34 cm

15) Sobre as taxas médias de crescimento desde o nascimento até os seis anos ( T0−6), dos seis aos 12 anos (T6−12) , e dos 12 aos 18 anos( T12−18) , assinale a alternativa correta.
(a) T0−6 < T12−18 < T6−12
(b) T12−18 < T0−6 < T6−12
(c) T0−6 < T6−12 < T12−18
(d) T12−18 < T6−12 < T0−6
(e) T6−12 < T12−18 < T0−6

Comentário:

consultanodo a tabela fornecida temos:

De 0 a 6 anos:

T0−6 = (117,5 - 50,6) / 6 = 66,9 / 6 = 11,15cm/ano

Dos 6 aos 12 anos:

T6−12 = (149,6-117,5)/6 = 32,1 /6 = 5,35 cm/ano

Dos 12 aso 18 anos:

T12−18 = (174,5 - 149,6) / 6 = 24,9 / 6 = 4,15 cm/ano

T12−18 < T6−12 < T0−6

Use o texto a seguir como referencia para as questões de 16 a 18.
“(...) Animais com pernas pesadas, como o homem, pagam um alto custo energético simplesmente para colocá-las em movimento acelerado. Atentos a esses detalhes, os treinadores dos corredores olímpicos de 100m e 200m, as provas mais rápidas de corrida, vêm realizando nas últimas décadas um verdadeiro trabalho de reengenharia muscular, cujo resultado é o de fortalecer muito a massa muscular do tronco e os ligamentos perna-tronco desses atletas. Muitos especialistas acreditam que a barreira para o homem alcançar maiores velocidades nas provas olímpicas é mais psicológica do que fisiológica (...)”http://cienciaecultura.bvs.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0009-67252005000300018(03/2011). O gráfico da velocidade (v) como função do tempo (t) a seguir mostra o desempenho de um atleta durante um treinamento.

16) A distância percorrida pelo atleta durante o treinamento foi:
(a) 152 m
(b) 285 m
(c) 346 m
(d) 421 m
(e) 530 m

17) A velocidade média do atleta durante a prova é aproximadamente:
(a) 6,4 m/s
(b) 7,3 m/s
(c) 7,8 m/s
(d) 8,5 m/s
(e) 9,7 m/s

18) As acelerações médias do atleta nos trechos AB, BC, e CD são respectivamente:
(a) 4,0 m/s²; nula; -3,0 m/s²
(b) nula; 5,0 m/ s²; -1,0 m/s²
(c) 3,0 m/s²; nula; 4,0 m/s²
(d) 10,0 m/s²; nula; nula
(e) nula; - 1,0 m/s² ; nula

19) No decorrer do último século o ser humano sempre buscou por lugares onde possa haver vida. A NASA (Agência Espacial Americana) tem enviado sondas de exploração a Marte com o intuito de receber informações advindas do planeta vermelho, objetivando uma futura colonização. Apesar de apresentar condições favoráveis tal colonização enfrentaria problemas como a elevada pressão atmosférica, baixa gravidade, entre outros. Marte situa-se a 1,5 UA (uma unidade astronômica é igual à distância da Terra ao Sol), sua massa é cerca de nove vezes menor que a massa da Terra, e seu raio equatorial é cerca de a metade do raio terrestre. Um ano marciano (tempo necessário para que Marte complete uma volta em torno do Sol) equivale a (AT = ano terrestre):

As questões de 20 e 22 são referentes ao texto abaixo.
O ser humano possui a capacidade de manter uma temperatura média de 36°C. O estado febril é caracterizado para temperaturas entre 37,5°C e 38°C. Para temperaturas superiores é diagnosticada febre. Os médicos recomendam medicação adequada e banho para baixar a temperatura. A água do banho deve estar a uma temperatura de 30°C aproximadamente.

20) Contando apenas com um termômetro graduado na escala fahrenheit uma mãe verificou que seu bebê
estava a uma temperatura de 100,4 °F. A temperatura do bebê em Celsius é:
(a) 37,5 °C
(b) 38,0 °C
(c) 38,5 °C
(d) 39,0 °C
(e) 39,5 °C

Obs: (0 ºC → 32 ºF e 100 ºC → 212 °F)

21) De acordo com o texto e seus conhecimentos sobre calorimetria é correto afirmar que:
(a) A água do banho baixa a capacidade térmica do corpo humano.
(b) A água do banho aumenta a capacidade térmica do corpo humano.
(c) A água do banho não altera a capacidade térmica do corpo humano.
(d) A capacidade térmica da água é negativa.

(e) A temperatura de equilíbrio é definida como a média das temperaturas iniciais.

22) O volume mínimo de água necessário para que um bebê de 3 kg tenha sua temperatura de 39 ºC baixada de 1°C é aproximadamente ( l = litro)
(a) 1,00 l
(b) 0,80 l
(c) 0,60 l
(d) 0,50 l
(e) 0,30 l
O calor específico do ser humano é : 0,85cal /g oC
A densidade da água é: 1g /cm³

O recordista mundial do salto em distancia, o atleta americano Mike Powell disse que o atual recordista mundial dos 100 e 200 metros rasos Usain Bolt poderia bater o recorde do salto em distância. Powell, que ainda tem a melhor marca da história no salto em distância com os 8,95 metros no Mundial de Tóquio, em 1991, afirmou na capital alemã que Bolt poderia se arriscar nos saltos devido a sua velocidade e altura. (http://www.clicrbs.com.br/esportes/rs/noticias/default,2626306,Mike-Powell-diz-que-Bolt-poderia-bater-orecorde- do-salto-em-distancia.html - março 2011).

A figura abaixo ilustra a trajetória de um atleta do salto em distância durante o salto.

Dado: sen45° = cos 45° = 2
23) O tempo que o atleta permanece no ar durante o salto é:

24) A altura máxima h atingida pelo atleta durante o salto é:
(a) 1,2 m
(b) 1,4 m
(c) 1,6 m
(d) 1,8 m
(e) 2,0 m

25) O alcance horizontal d conseguido pelo atleta é:
(a) 2,8 m
(b) 3,6 m
(c) 5,2 m
(d) 6,4 m
(e) 8,2 m

Use o texto e o gráfico a seguir como referência para as questões de 26 a 29:
Em 2007, pesquisadores da Universidade de Oakland analisaram o batimento cardíaco máximo de 132 indivíduos com base em estudos realizados num período de 25 anos. A melhor representação gráfica do número máximo batimentos cardíacos de uma pessoa saudável com relação à idade é a representada no gráfico a seguir. bpm = batimentos por minuto.

26) A taxa de diminuição do batimento cardíaco máximo por ano é:
(a) 0,2 bpm/ano
(b) 0,5 bpm/ano
(c) 0,7 bpm/ano
(d) 0,8 bpm/ano
(e) 0,9 bpm/ano

27) A função que representa a curva é:
(a) f (t) = 207+ 0,7t
(b) f (t) = 207−0,7t
(c) f (t) = 230+ 0,5t
(d) f (t) =100−0,2t
(e) f (t) =156− 0,9t

28) Utilizando a própria freqüência cardíaca como “medida de tempo”, Galileu Galilei observou que o tempo decorrido para o candelabro da igreja completar um ciclo era sempre o mesmo. A freqüência cardíaca média de um adulto saudável em repouso é 70 bpm. A mesma freqüência em Hertz é:
(a) 1,17 Hz
(b) 2,30 Hz
(c) 3,24 Hz
(d) 5,42 Hz
(e) 6,71 Hz

29) Utilizando a idéia de Galileu, um estudante observou o balanço do lustre pendurado no teto de sua casa e contou 70 pulsações durante 30 ciclos. Assim foi possível calcular o comprimento da haste do lustre. O valor encontrado foi:
(a) 0,62 m
(b) 0,83 m
(c) 1,11 m
(d) 1,60 m
(e) 1,75 m

30) “A catarata é uma patologia dos olhos que consiste na opacidade parcial ou total do cristalino ou de sua cápsula. Pode ser desencadeada por vários fatores, como traumatismo, idade, Diabetes mellitus, uveítes, uso de medicamentos, etc. Tipicamente apresenta-se como embaçamento visual progressivo que pode levar a cegueira ou visão subnormal.” (http://pt.wikipedia.org/wiki/Catarata - fev/2011). É muito comum o desenvolvimento de catarata em idosos, sendo necessária intervenção cirúrgica. No desenvolvimento inicial da catarata relacionada a idade a magnificação das lentes pode ser aumentada causando miopia; o gradual amarelamento e o aumento de opacidade da lente podem ocasionar redução da percepção do azul. É correto afirmar que:
(a) O indivíduo com catarata enxerga apenas algumas cores devido à lesão no cristalino.
(b) A catarata implica na diminuição da intensidade de luz detectada na retina.
(c) O amarelamento do cristalino se deve ao fato de ocorrer maior absorção do amarelo.
(d) A catarata implica no aumento da intensidade de luz detectada na retina.
(e) Em alguns casos a catarata ocasiona aumento da distância focal do olho afetado

Comentário:

A catarata implica na diminuição da intensidade da luz uma vez que como há aumento da opacidade do cristalino, parte da luz é absorvida fazendo com que parte da intensidade luminosa que incide sobre ele seja menor.

Conteúdo Para as olimpiadas estaduais de física (OBFEP)

2012-05-18T09:44:00.001-07:00

PROGRAMA OFICIAL PARA AS PROVAS

Os estudantes deverão conhecer e utilizar, preferencialmente, as unidades do Sistema Internacional de Unidades (SI) com seus múltiplos e submúltiplos. Poderão ser incluídas questões sobre assuntos que não constam do programa básico mas, quando o forem, conterão informações suficientes para sua resolução.
Nível A: Estudantes do 9º ano do Ensino Fundamental

A - Fundamentos matemáticos necessários

Álgebra fundamental (inclui resolução de equações do 1o e 2º graus);

Geometria plana (calculo de área);

Noções de geometria espacial (cálculo de volume).

B - Noções básicas de Gravitação

Movimentos de rotação e translação;

Estações do ano;

Fases lunares;

Eclipses.

C - Conceitos básicos de Cinemática

Movimento uniforme (equação horária);

Movimento uniformemente variado (equação horária).

D - Leis de Newton

Conceito de massa;

2ª e 3ª leis.

E - Conceito de Energia

Formas de energia;

Conservação da energia;

Calor e Temperatura;

Escalas termométricas.

F - Medidas de Tempo, Espaço e Temperatura

Nível B: Estudantes das 1a e 2a séries do Ensino Médio

A – Mecânica Clássica

Fundamentos da cinemática do ponto material (tratamento escalar e vetorial);

Leis de Newton e suas aplicações;

Trabalho e energia: sistemas conservativos e não-conservativos. Potência e rendimento;

Teorema do impulso, quantidade de movimento e sua conservação;

Gravitação universal;

Estática de corpos extensos;

Hidrostática.

B - Termofísica

Termometria;

Calorimetria e mudanças de fase;

Dilatação de sólidos e líquidos;

Propagação do calor;

Comportamento térmico dos gases. Teoria cinética;

1ª e 2ª leis da Termodinâmica.

C - Óptica Geométrica

Princípios básicos;

Leis da reflexão e aplicações (espelhos planos e esféricos);

Leis da refração e aplicações (dioptros, lentes e instrumentos).

Nível C: Estudantes da 3a série do Ensino Médio
Para os estudantes do 3a série o programa incluirá os tópicos do Nível B e também:

D - Oscilações e Ondas

Oscilador harmônico simples;

Ondas periódicas: transversais e longitudinais;

Propagação, reflexão e refração;

Difração, interferência e polarização.

E - Eletricidade

Carga elétrica e lei de Coulomb;

Campo e potencial elétrico;

Corrente e resistência elétrica, lei de Ohm;

Trabalho e potência em corrente contínua;

Geradores e receptores.

F - Magnetismo

Fenômenos magnéticos;

Lei de Ampère;

Indução Eletromagnética.

G - Noções Básicas de Física Moderna e Contemporânea

Relatividade Restrita;

Modelo atômico de Bohr;

Dualidade onda partícula;

Física Nuclear-radiatividade;

Fusão nuclear;

Fissão nuclear.

Olimpíada Brasileira de Física das Escolas Públicas (OBFEP)

2012-05-18T09:43:00.001-07:00

A Olimpíada Brasileira de Física das Escolas Públicas visa a valorização da escola pública, a melhoria do ensino e estudo das ciências, propiciando ao estudante uma forma de avaliar sua aptidão e seu interesse pela Ciência, em geral, e pela Física em particular. A OBFEP de um ponto de vista mais geral, se insere no conjunto de ações que buscam o sucesso e a permanência do estudante na escola e o desenvolvimento de práticas educativas que envolvam o maior número possível de estudantes; visa-se, assim, o uso das ciências para compreensão da realidade dos alunos com a realização de atividades que estimulem sua criatividade, podendo-se citar como objetivos gerais: a) Contribuir para a melhoria da qualidade do ensino em ciências na educação básica; b) Promover maior inclusão social por meio da difusão da ciência; c) Ampliar o uso das tecnologias da informação e da comunicação com fins educacionais; d) Ampliar canais de colaboração entre universidades, institutos de pesquisa, sociedades científicas e escola públicas; e) Fomentar a integração entre escola e comunidade.

A OBFEP 2012, conforme o Regulamento, terá duas fases; a primeira que acontecerá no dia 28 de AGOSTO (terça-feira) nas escolas, será teórica e objetiva; a segunda fase ocorrerá em 10 de NOVEMBRO (sábado), será discursiva, terá uma parte teórica e uma parte prática e será aplicada nos Centros de Aplicação. Em cada fase a prova será específica para a série que o aluno estiver cursando no ano de 2012, havendo três níveis:

Nível A: para estudantes que estiverem cursando em 2012 o 9º ano do Ensino Fundamental;
Nível B: para estudantes que estiverem cursando em 2012 as 1ª e 2ª séries do Ensino Médio;
Nível C: para estudantes que estiverem cursando em 2012 a. 3ª série do Ensino Médio.

Simulador de nota ENEM e processos seletivos

2011-12-14T16:32:00.000-08:00

Para quem quer ter a possibilidade de conhecer qual seria seu provável desempenho na prova da ufpa, uepa e ufra já acrescentando a pontuação obtida no ENEM, a dica é esse simulador (figura):

É preciso efetuar um cadastro no site: http://www.inconnext.com.br/

Se voce já quer ir direto para o simulador da UFPA tem esse aqui:

http://incovest.inconnext.com.br/simulador_universo.html

PROCESSO SELETIVO 2012 - UFPA - FÍSICA (3 de dezembro de 2011)

2011-12-04T16:37:00.001-08:00

PROCESSO SELETIVO 2012 - UFPA
(3 de dezembro de 2011)

FÍSICA

21 (PS - 2012 - UFPA) O mapa abaixo mostra uma distribuição típica de correntes na desembocadura do rio Pará duas horas antes da preamar, momento no qual se pode observar que as aguas fluem para o interior do continente.

A principal causa para a ocorrência desse fenômeno de fluência das águas é:

(A) A dilatação das águas do oceano ao serem aquecidas pelo Sol.

(B) A atração gravitacional que a Lua e o Sol exercem sobre as águas.

(D) O atrito da água com os fortes ventos que sopram do nordeste nesta região.

(E) A contração volumétrica das águas do rio Pará ao perderem calor durante a noite.

Comentário:

No texto está implicito a resposta "duas horas antes da preamar". Sabemos que a peamar é um fenômeno ocasionado pela atração gravitacional da lua e do sol sobre a terra. As marés são as alterações do nível das águas do mar causadas pela interferência gravitacional. Quando a maré está em seu ápice chama-se maré alta, maré cheia ou preamar; quando está no seu menor nível chama-se maré baixa ou baixa-mar.

22 (PS - 2012 - UFPA) Em 29 de maio de 1919, em Sobral (CE), a teoria da relatividade de Einstein foi testada medindo-se o desvio que a luz das estrelas sofre ao passar perto do Sol. Essa medição foi possível porque naquele dia, naquele local, foi visível um eclipse total do Sol. Assim que o disco lunar ocultou completamente o Sol foi possível observar a posição aparente das estrelas. Sabendo-se que o diâmetro do Sol é 400 vezes maior do que o da Lua e que durante o eclipse total de 1919 o centro do Sol estava a 151 600 000 km de Sobral, é correto afirmar que a distância do centro da Lua até Sobral era de:

(A) no máximo 379 000 km

(B) no máximo 279 000 km

(D) no mínimo 479 000 km

(E) exatamente 379 000 km

Comentário:
Essa questão pode ser resolvida por meio de semelhança de triângulos. Primeiramente vamos formar a imagem a que o texto se refere (eclipse):

Podemos imaginar um triângulo retangulo na imagem assim:

O diametro do sol (dSol) é de 400 vezes o diametro da lua (dLua), portanto, podemos escrever

dSol = 400 x dlua.

Outra informação importante é a distância entre o centro do sol (Dsol)e sobral que é

Dsol = 151 600 000 km.

Então a distância do centro da lua Dlua = ?.

dSol / Dsol = dLua / Dlua,

400 . dLua / Dsol= dLua / Dlua,

400 / 151 600 000 = 1 / Dlua,

Dlua = 379 000 km.

23 (PS - 2012 - UFPA) O Brasil possui um centro de lançamento de satélites em Alcântara (MA), pois, devido à rotação da Terra, quanto mais próximo da linha do Equador for lançado um foguete, menor a variação de velocidade necessária para que este entre em órbita. A esse respeito, considere um sistema de referência inercial em que o centro da Terra está em repouso, estime tanto o módulo da velocidade VE de um ponto da superfície da Terra na linha do Equador quanto o módulo da velocidade VS de um satélite cuja órbita tem um raio de 1,29 x 10^4 Km. É correto afirmar que VE é aproximadamente

** Considere que o perímetro da Terra no Equador é 40 080 Km, que a aceleração da gravidade na órbita do satélite é 3,1 x 10^4 Km/h² e que a Terra dá uma volta completa a cada 24 horas.

(A) 1 % de VS

(B) 2 % de VS

(D) 6 % de VS

(E) 8 % de VS

Comentário:

Para que o satélite se mantenha em órbita é necessário que a força gravitacional seja equilibrada com a força centrípeta,

FG =FC,

m.g= m.Vs² / R,

Vs = raiz (g . R ).

No caso do equador terrestre temos que considerar

VE = Ds /Dt ,

que nos permite fazer a seguinte relação entre VE e VS:

VE/ VS = [ raiz (g . R )] / (Ds /Dt) ,

VE/ VS = [ raiz (3,1 x 10^4 . 1,29 x 10^4 )] / (40 080 / 24) ,

VE/ VS = [ raiz (3,999 x 10^8 )] / (1670) ,

VE/ VS = [ ~2. 10^4 ] / (1670) ,

VE/ VS = 20000 / 1670 = 0,0835,

VE = 0,0835 VS,

VE ~ 0,08 VS ~8/100 VS ~ 8% VS

24 (PS - 2012 - UFPA) Um técnico de manutenção de máquinas pôs para funcionar um motor térmico que executa 20 ciclos por segundo. Considerando-se que, em cada ciclo, o motor retira uma quantidade de calor de 1200 J de uma fonte quente e cede 800 J a uma fonte fria, é correto afirmar que o rendimento de cada ciclo é

(A) 13,3%

(B) 23,3%

(C) 33,3%

(D) 43,3%

(E) 53,3%

Comentário:

Há duas formas de resolver a questão

1º forma de resolver: O trabalho realizado em cada ciclo pela máquina

W = Q2 - Q1.

Onde Q2 é a quantidade de energia (calor) que o motor retira (Q2 = 1200 J) e Q1 é a quantidade de energia (calor) que o motor cede (Q1 = 800 J). Portanto o trabalho realizado pela maquina é de

W = 1200 - 800 = 400 J

E desta forma o Rendimento é definido como a razão entre o trabalho realizado no ciclo e a quantidade de energia retirada da fonte quente na forma de calor:

r =W/Q2.

Portanto:

r = 400 / 1200 = 0,333... ~ 33,3 %

2º forma de resolver (e mais rápida) é aplicar diretamente na outra equação de rendimento que tem a seguinte estrutura:

r = 1 - Q1/Q2,

r = 1 - 800/1200,

r = 1 - 0,666... = 0,333... ~33,3 %.

24 (PS - 2012 - UFPA) Um homem gasta 10 minutos para tomar seu banho, utilizando-se de um chuveiro elétrico que fornece uma vazão constante de 10 litros por minuto. Sabendo-se que a água tem uma temperatura de 20°C ao chegar no chuveiro e que alcança 40°C ao sair do chuveiro, e admitindo-se que toda a energia elétrica dissipada pelo resistor do chuveiro seja transferida para a água nesse intervalo de tempo, é correto concluir-se que a potência elétrica desse chuveiro é:

** Considere que a densidade da água é 1 kg/litro, que o calor específico da água é 1 cal/g ºC e que 1 cal = 4,2 J

(A) 10 KW

(B) 12 KW

(C) 14 KW

(D) 16 KW

(E) 18 KW

Comentário:

Pelo conceito de vazão temos que :

vazao = volume / tempo,

volume = vazão x tempo .

Tempo = 10 min

Vazao = 10 l / mim

volume = 10 x 10

volume = 100 litros

Conceito de densidade

volume = 100 litros

densidade = 1 kg / l = 1000 g/l

(densidade) = (massa) /(volume)

(massa) = (densidade ) x ( volume)

(massa) = 100 x 1000

(massa) = 100 000 g

A quantidade de energia para alterar a temperatura de T_0 =20 °C para T = 40 °C, portanto a variação de temperatura vale DT = 40 - 20 = 20 °C:

Energia (calor) = (massa) x (calor especfico) x (var. de temperatura )

E = 100 000 x 4,2 x 20

E = 8 400 000 Joules

Conceito de Energia eletrica

tempo de banho = 10 min = 600 seg

(energia) = (potência) x (tempo de banho)

(potência) = (energia)/ (tempo de banho)

(potencia) = 8 400 000/ 600 = 14000 W

(potência) = 14 kw

Segunda Etapa PRISE UEPA 2011

2011-12-01T14:41:00.001-08:00

PROSEL 2012 / PRISE SUBPROGRAMA XIV

2ª ETAPA

Esta questão do morcego que segue abaixo foi anulada !

(PRISE UEPA 2011 - 2ª Etapa) A chamada ecolocalização é um mecanismo de localização baseado em ecos. Para localizar suas presas, alguns animais, como os golfinhos, fazem uso desse mecanismo. Admita que um golfinho com velocidade de 10 m/s emita um ultrassom de 150 kHz e receba um eco de 151,5 kHz. Sendo a velocidade do som na água igual a 1500 m/s, a velocidade de aproximação da presa, em m/s, é aproximadamente igual a:

(a) 5

(b) 10

(d) 20

(e) 25

Resolução:
Talvez a resolução estivesse baseada na seguinte idéia:

O morcego está produzindo ondas com frequência f e seu movimento em direção à presa (que esta em movimento também) fará com que a frequência da onda que atingirá a presa seja f'

f' = f (v0 +- v / v0 -+ vf)

sinais superiores - devem ser usados quando há aproximação entre a fonte e o observador
sinais inferiores - devem ser usados quando há afastamento entre a fonte e o observador

Na equação acima v0 é a velocidade da onda sonora e vf é a velocidade do morcego (a fonte sonora). A presa se comporta como uma fonte refletindo as ondas sem alterar as frequências da mesma.

151,5.10^3 = 150.10^3 (1500 + v/ 1500 – 10)

logo

v= 4,9 m/s

Mas....

Neste problema a fonte é o próprio emissor o que torna a questão confusa!

(PRISE UEPA 2011 - 2ª Etapa) Durante as obras para a construção de um edifício, um operário deixa cair um capacete de uma altura de 80 metros, o qual atinge uma placa de metal no solo, produzindo um som de intensidade igual a 10–4 W/m2 e de frequência igual a 160 Hz. Considerando a velocidade do som no ar igual a 320 m/s, analise as afirmativas abaixo.

I. A partir do momento da queda do capacete, o som do impacto deste com a placa de metal no solo será ouvido pelo operário no instante t = 0,25 s.

II. O nível sonoro produzido no choque do capacete com a placa foi de 60 dB.

III. O comprimento de onda do som produzido foi de 2 m.

IV. Se a intensidade do som decair para 10–8 W/m2, o nível sonoro diminuirá para a metade do nível original.

De acordo com as afirmativas acima, a alternativa correta é:

(a) I e II

(b) I e III

(d) II e III

(e) III e IV

Resolução

ALTERNATIVA I (INCORRETA): Aqui tinha uma pegadinha do faustão! O candidato seria levado a acreditar qeu esta opção é correta porqeu realmente o tempo qeu o som leva para chegar ao operario é de 0,25 s. MAS... Para o operário ouvir o som do capacete primeiro há o tempo que o capacete demora para cair e em seguida há o tempo que o som leva para voltar ao operário, portanto:

Tempo total = tempo que o capacete leva para cair + tempo do som

Ttotal = raiz (2 . h / g ) + DeltaS / Vsom

T total = 2 s + 0,25 s

Ttotal = 2,25 s

ALTERNATIVA II (INCORRETA):

dB = 10 log (I / I0)

dB = 10 log {10 ^(-4) / 10 ^(-12)}

dB = 80 decibéis

ALTERNATIVA III (CORRETA)

v = lambda.f

lambda = v/f = 320 / 160 = 2 m

ALTERNATIVA IV (CORRETA)

80 decibeis é a intensidade do som original se decair (10^-8), então:

dB = 10 log (I / I0)

dB = 10 log {10 ^(-8) / 10 ^(-12)}

dB = 40 decibéis -----> Sim METADE!!!

(PRISE UEPA 2011 - 2ª Etapa) Um grupo de estudiosos do meio-ambiente deseja realizar medidas de poluentes na atmosfera. Entre seus instrumentos de pesquisa, os cientistas carregam um balão de borracha preenchido com um gás ideal, usado para medidas termodinâmicas. A tabela abaixo representa os valores da pressão atmosférica em função da altitude, medida a partir do nível do mar, no local do experimento.

Altitude (m) Pressão (cm Hg)

0 76

500 72

1000 67

2000 60

3000 53

4000 47

5000 41

Admitindo-se que, dentro da faixa de altitudes da tabela, a temperatura da atmosfera seja
constante, afirma-se que a razão entre os valores da densidade do gás ideal nas altitudes
de 5000 m e de 2000 m é aproximadamente igual a:
(a) 0,3
(b) 0,7
(c) 1,1
(d) 1,5
(e) 1,9

RESOLUÇÃO
lembrando que P= d g h , ou simplesmente para o calculo da densidade d = p/dh.

- Definindo d1 a densidade onde a pressão na altitude 5000 m é 41 cmHg:
(calculando d1 = p1/g.h1) ---->41/ g . 5000

- Definindo d2 a densidade onde a pressão na altitudade 2000 m é 60 cmHG:
(d2 = p2/g.h2) ---> 60 / g . 2000

A questão é clara em pedir a "razao entre as densidades" isto é :

razão = d1 / d2
= 41/ g . 5000 : 60 / g . 2000
= 41 / 5000 : 60/ 2000
= 41 / 5 : 60 / 2
= 41/5 : 30
= 41/ 60
= 0,68 ~ 0,7

(PRISE UEPA 2011 - 2ª Etapa) A superlotação em embarcações constitui uma importante fonte de risco, de modo que o controle do número de passageiros deve ser rigoroso. Uma embarcação pesando 20000 N desloca uma quantidade de água correspondente a 40% do volume do seu casco, quando está atracada no porto, sem nenhum passageiro a bordo. Admitindo-se que, por razões de segurança, o deslocamento máximo de água corresponda a 64% do volume do casco, e que a massa média de um ser humano adulto seja aproximadamente igual a 75 kg, afirma-se que o número máximo de passageiros adultos permitidos na embarcação, de modo a respeitar a norma de segurança, é de:

Dados:

g=10 m/s²

Densidade da água igual a 1000 kg/m³

(a) 4
(b) 8
(c) 12
(d) 16
(e) 20