Considere duas garrafas idênticas, uma contendo 1 kg de leite e outra contendo 1 kg de água, ambas inicialmente a 15 °C e expostas à temperatura ambiente de 21 °C. A capacidade térmica do leite integral é, aproximadamente, 3,93 kJ·K⁻¹·kg⁻¹ e da água é 4,19 kJ·K⁻¹·kg⁻¹. Considere que a condutividade e a emissividade térmica sejam as mesmas para os dois líquidos. Com base nessas informações, é correto afirmar que, ao atingir o equilíbrio térmico com o ambiente,
Para massas iguais submetidas às mesmas condições de troca térmica, o líquido de menor calor específico necessita de menos energia para sofrer a mesma variação de temperatura. Como $c_{\text{leite}}\mathrel{<}c_{\text{água}}$, o leite aquece mais rapidamente e atinge 21 °C antes da água.
O combustível acondicionado no interior de um botijão de GLP — gás liquefeito de petróleo — de 13 kg ocupa aproximadamente 15% do espaço no estado gasoso, o restante encontra-se no estado líquido. Estando a fase gasosa e a fase líquida em equilíbrio térmico, é correto afirmar que
Em equilíbrio mecânico, desprezando a variação hidrostática de pressão, a pressão é a mesma nas duas fases em contato. Em eventual vazamento, parte do líquido vaporiza e absorve calor do ambiente.
De acordo com dados de um fabricante de fogões, uma panela com 2,2 litros de água à temperatura ambiente chega a 90 °C em pouco mais de seis minutos em um fogão elétrico. O mesmo teste foi feito em um fogão convencional, a GLP, sendo necessários 11,5 minutos. Sobre a água aquecida, é correto afirmar que
Nos dois testes, a mesma massa de água sofre a mesma variação de temperatura. Assim, $Q=mc\Delta T$ tem o mesmo valor. O que muda é a potência média, pois o aquecimento ocorre em tempos diferentes.
O gasto de energia pelo corpo humano depende da atividade física em execução. Ficar sentado consome de 3 a 7 kJ/min, em pé há um gasto de 6 a 10 kJ/min, caminhar consome de 5 a 22 kJ/min e jogar voleibol faz uso de 14 a 39 kJ/min. Considerando as taxas máximas de consumo energético, pode-se dizer corretamente que as atividades que mais preservam recursos energéticos no organismo são, em ordem crescente:
Pelas taxas máximas, os consumos são 7, 10, 22 e 39 kJ/min. Em ordem crescente: sentado, em pé, caminhada e voleibol.
A humanidade acaba de chegar ao meio de um caminho considerado sem volta rumo a mudanças climáticas de grande impacto. Um estudo divulgado pelo serviço britânico de meteorologia mostrou que a temperatura média da Terra teve um aumento de 1,02 °C no período correspondente ao início da Revolução Industrial até os dias atuais. É a primeira vez que se registra um aumento dessa magnitude e se rompe o patamar de 1 °C, um flagrante desequilíbrio no planeta. A fonte predominante e a forma de transmissão dessa energia térmica que chega à Terra é, respectivamente,
A principal fonte externa de energia para a Terra é o Sol. Como a energia atravessa o vácuo espacial, o mecanismo de transferência é a irradiação eletromagnética.
Um estudo realizado pela Embrapa Agrobiologia demonstrou que a produção do etanol de cana-de-açúcar tem um balanço energético em torno de 9:1, o que significa que, para cada unidade de energia fóssil consumida durante o processo produtivo, são geradas nove unidades de energia renovável na forma de etanol. Sobre essa energia, é correto afirmar que houve, durante o processo de produção do etanol,
A energia não é criada. O processo envolve transformações entre diferentes formas de energia, com destaque para a energia química armazenada na biomassa e no etanol produzido.
O periscópio é um instrumento ótico de uso bastante difundido em submarinos. O instrumento é utilizado para observação da superfície com o submarino ainda mergulhado. O princípio básico de funcionamento desse instrumento é a reflexão sucessiva da imagem por dois espelhos planos. No caso de um raio de luz horizontal incidir no espelho fora d’água, esse raio é refletido em uma direção vertical e posteriormente refletido pelo espelho no interior do submarino, de modo a sair do periscópio horizontalmente. Supondo que cada espelho absorva 50% do raio de luz incidente, a razão entre a intensidade da luz que incide no instrumento e a que sai do segundo espelho é
Após o primeiro espelho resta $I_0/2$ e, após o segundo, $I_0/4$. Logo, $I_{incidente}/I_{saída}=I_0/(I_0/4)=4$.
Considere uma lâmpada emitindo luz monocromática sobre a superfície de um tanque com água. A luz que incide sobre a água se propaga até a superfície na forma de um cone com eixo perpendicular à água. Sendo o índice de refração da água superior ao do ar, pode-se afirmar corretamente que o cone de luz dentro da água
Ao passar do ar para a água, a luz se aproxima da normal. Portanto, os raios laterais do cone ficam menos inclinados em relação ao eixo e a abertura do cone diminui.
Em uma projeção de cinema, de modo simplificado, uma película semitransparente contendo a imagem é iluminada e a luz transmitida passa por uma lente que projeta uma imagem ampliada. Com base nessas informações, pode-se afirmar corretamente que essa lente é
Para projetar sobre uma tela uma imagem real e ampliada, utiliza-se uma lente convergente, com o objeto colocado entre o foco e o dobro da distância focal.
Os parâmetros que caracterizam tanto ondas eletromagnéticas quanto ondas sonoras são:
Tanto ondas mecânicas quanto eletromagnéticas são caracterizadas por frequência, comprimento de onda e velocidade de propagação, relacionados por $v=\lambda f$.
Considerando a distância que estamos do Sol, podemos tratá-lo como uma fonte de luz puntiforme que emite frentes de ondas eletromagnéticas esféricas. As frentes de onda luminosas que chegam à Terra podem ser tratadas como planas, porque têm
A distância Sol–Terra é muito grande em comparação com a região observada. Assim, o raio de curvatura da frente esférica é enorme e, localmente, ela pode ser aproximada por um plano.
Considere que duas panelas elétricas, de diferentes fabricantes (Z e Y), elevam a temperatura da água de 21 °C até a fervura ao nível do mar. Em uma delas, a do fabricante Z, 2 litros de água fervem em 5 minutos e na outra, a do fabricante Y, 4 litros chegam à ebulição em 10 minutos. Sobre a potência utilizada para o aquecimento do líquido nas panelas dos fabricantes Z e Y, é correto afirmar que
Como $P=Q/\Delta t=mc\Delta T/\Delta t$, na panela Z a razão massa/tempo é $2/5$ e na Y é $4/10$, iguais. Portanto, as potências são iguais.
Considere uma pedra em queda livre e uma criança em um carrossel que gira com velocidade angular constante. Sobre o movimento da pedra e da criança, é correto afirmar que
Na queda livre próxima à superfície, o módulo da aceleração é $g$, constante. No movimento circular uniforme, a aceleração centrípeta tem módulo $a_c=\omega^2R$, também constante, embora sua direção varie.
Um automóvel desce uma rampa, com velocidade constante. Considere que o pneu tem diâmetro 60 cm e que gira sem deslizar. Se o tempo para o pneu dar uma volta completa for 0,314 s, a velocidade do carro, em m/s, é
No rolamento sem deslizamento, em uma volta completa o automóvel percorre o comprimento da circunferência do pneu:
$\Delta s=\pi d=\pi\cdot0{,}60\text{ m}$.
Como o período de rotação é $T=0{,}314\text{ s}$,
$v=\frac{\Delta s}{T}=\frac{\pi\cdot0{,}60}{0{,}314}\approx6{,}0\text{ m/s}$.
Esse valor não aparece entre as alternativas. Por isso, a questão foi oficialmente anulada pela CEV. Gabarito definitivo: NULA.
Em uma obra de construção civil, uma carga de tijolos é elevada com uso de uma corda que passa com velocidade constante de 13,5 m/s e sem deslizar por duas polias de raios 27 cm e 54 cm. A razão entre a velocidade angular da polia grande e da polia menor é
Sem deslizamento, a velocidade tangencial é a mesma: $v=\omega R$. Assim, $\omega_g/\omega_m=R_m/R_g=27/54=1/2$.
De um modo simplificado, pode-se descrever mecanicamente um amortecedor automotivo como uma haste cujo tamanho varia mediante a aplicação de uma força de tração ou compressão na direção de seu comprimento. Essa haste oferece uma força de resistência oposta à força aplicada. Diferentemente de uma mola helicoidal, cuja força é proporcional ao deslocamento, no amortecedor a força é proporcional à velocidade de compressão ou de distensão. Nesse amortecedor ideal, sendo aplicada uma tração que faça seu comprimento $L$ variar como $L=2t$, onde $t$ é o tempo, a força de resistência é
Como $L=2t$, a velocidade de variação do comprimento é $dL/dt=2$, constante e não nula. Sendo a força resistiva proporcional à velocidade, ela também é constante e não nula.
Um ventilador de teto gira a uma velocidade angular de 420 rpm, tem 130 W de potência e hélice com 96 cm de diâmetro. Devido à força de atrito com o ar, há forças atuando ao longo de cada uma das hélices. Essas forças atuam em pontos localizados desde próximos ao eixo de rotação a pontos na extremidade da hélice, provocando torques diferentes em relação ao eixo de rotação. Considerando que a força de atrito em cada ponto seja proporcional à velocidade linear do ponto, é correto afirmar que esse torque, a uma distância $R$ do eixo de rotação, é proporcional a
A velocidade linear é $v=\omega R$. Se $F\propto v$, então $F\propto R$. O torque vale $\tau=FR$, logo $\tau\propto R^2$.
Considere um pêndulo de relógio de parede feito com um fio flexível, inextensível, de massa desprezível e com comprimento de 24,8 cm. Esse fio prende uma massa puntiforme e oscila com uma frequência próxima a 1 Hz. Considerando que a força de resistência do ar seja proporcional à velocidade dessa massa, é correto afirmar que
No ponto mais baixo da oscilação, a energia potencial gravitacional é mínima e a velocidade é máxima. Como a força de resistência é proporcional à velocidade, seu módulo também é máximo nesse ponto.
Considere um sistema em que as unidades fundamentais sejam força, cujo símbolo para sua unidade de medida seja G, e velocidade, com unidade simbolizada por H. Em termos dessas unidades, potência seria dada em unidades de
Potência mecânica pode ser escrita como $P=Fv$. Portanto, na convenção proposta, sua unidade é o produto G×H.
A potência elétrica dissipada em um resistor ôhmico pode ser dada pelo produto da tensão aplicada pela corrente percorrida no elemento resistivo. Em termos de unidades fundamentais do SI, a potência é dada em unidades de
Potência é energia por tempo: $[P]=[J]/[s]=(kg\,m^2s^{-2})/s=kg\,m^2s^{-3}$.