Provas Anteriores | Unifor 2011.1 | Prof. Ricardo Bastos

Q16

Mecânica — Hidrostática — Pressão para elevar água à caixa d'água

A Companhia de Água e Esgoto do Ceará (CAGECE) fornece água até a cisterna de uma residência. Para elevar a água até a caixa d’água foi utilizada uma bomba submersa (figura abaixo). A caixa d’água se encontra 10 metros acima do nível da bomba. Portanto, para encher a caixa d’água, a bomba deve vencer uma pressão de:

Considere g = 9,8 m/s².

Esquema de uma caixa d’água elevada ligada por um tubo a uma bomba submersa em uma cisterna; o nível da água na cisterna está marcado como h = 0.

A)98,0 × 10³ N/m²

B)19,6 × 10³ N/m²

C)12,6 × 10³ N/m²

D)4,9 × 10³ N/m²

E)3,8 × 10³ N/m²

Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado

Resolução

A bomba precisa vencer a diferença de pressão correspondente à coluna de água de 10 m. Usando a densidade usual da água:

\[\Delta P=\rho gh\]

\[\Delta P=1000\cdot9{,}8\cdot10\]

\[\Delta P=98\,000\,\mathrm{Pa}=98\cdot10^3\,\mathrm{N/m^2}\]

Q17

Ondas e movimento relativo

As ondas de superfícies formadas nos oceanos são originadas pela ação do vento que, por transferir parte da sua energia para a água, cria forças de pressão e fricção, causando perturbação no equilíbrio destas superfícies. Considerando uma embarcação ancorada em um porto e sujeita à ação de ondas periódicas de comprimento 8 metros, formadas pela ação do vento, e que se propaga com velocidade de 1 m/s, é CORRETO afirmar que:

Fotografia de uma embarcação de madeira vista de frente, flutuando na água.

A)O período de oscilação do barco é de 1/8 s.

B)A frequência de oscilação do barco é proporcional ao comprimento da onda.

C)O período de oscilação do barco é decrescente em caso de movimento dele em sentido contrário ao de propagação das ondas.

D)O período de oscilação do barco é constante embora o mesmo se movimente em sentido contrário ao de propagação das ondas.

E)A frequência de oscilação do barco é 8 Hz.

Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado

Resolução

Com o barco parado, o período da onda é:

\[T=\frac{\lambda}{v}=\frac81=8\,\mathrm{s}\]

Se o barco avança contra as ondas com velocidade de módulo u, ele encontra as cristas mais rapidamente:

\[T_{\text{encontro}}=\frac{\lambda}{v+u}\]

O período observado diminui. Isso corresponde à alternativa C.

Q18

Lâmpadas em série

A lâmpada incandescente é um dispositivo elétrico que transforma energia elétrica em energia luminosa e energia térmica. Uma lâmpada, quando ligada à tensão nominal, brilhará normalmente. A associação em série é uma das formas básicas de se conectarem componentes elétricos ou eletrônicos. Assim, considere o fato de um eletricista instalar duas lâmpadas de filamento incandescente em série e aplicar à associação uma tensão elétrica de 220 V. Considerar: lâmpada L1 (100 W; 110 V); lâmpada L2 (200 W, 110 V). Portanto, é CORRETO afirmar:

Duas lâmpadas incandescentes ligadas em série no mesmo fio.

A)L1 e L2 brilharão normalmente.

B)L1 e L2 brilharão com intensidade acima do normal.

C)L1 e L2 brilharão com intensidade inferior ao normal.

D)Somente L1 brilhará acima do normal e provavelmente “queimará”.

E)Somente L2 brilhará acima do normal e provavelmente “queimará”.

Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado

Resolução

No modelo resistivo, calculamos as resistências pelos valores nominais:

\[R_1=\frac{110^2}{100}=121\,\Omega\]

\[R_2=\frac{110^2}{200}=60{,}5\,\Omega\]

A corrente é a mesma nas duas lâmpadas:

\[i=\frac{220}{121+60{,}5}\approx1{,}21\,\mathrm{A}\]

As tensões são:

\[U_1=iR_1\approx146{,}7\,\mathrm{V}\]

\[U_2=iR_2\approx73{,}3\,\mathrm{V}\]

A lâmpada L1 recebe tensão acima de 110 V e pode queimar; L2 recebe tensão inferior à nominal. A resistência real do filamento varia com a temperatura, mas esse é o modelo adotado pela questão.

Q19

Mecânica — Gravitação — Órbita circular

Os satélites artificiais são artefatos de larga utilização nos nossos dias. São usados nas telecomunicações, como bases para o funcionamento do GPS, como sensores de radiação, no geomonitoramento do desmatamento global e das plantações, para fins militares etc. Considere um satélite cuja altura em relação à superfície da Terra seja h. Se a massa da Terra é M, o raio da Terra é R e a constante de gravitação universal é G, o período (tempo necessário para uma volta completa em torno da Terra) deste satélite é:

Satélite artificial com painéis solares em órbita, sobre a curvatura da Terra.

A)$T = 2\pi\sqrt{\dfrac{GM}{(R+h)^3}}$

B)$T = 4\pi\sqrt{\dfrac{(R+h)^2}{GM}}$

C)$T = 2\pi\sqrt{\dfrac{(R+h)^2}{GM}}$

D)$T = 4\pi\sqrt{\dfrac{(R+h)^3}{GM}}$

E)$T = 2\pi\sqrt{\dfrac{(R+h)^3}{GM}}$

Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado

Resolução

O raio orbital é a distância ao centro da Terra:

\[r=R+h\]

A força gravitacional fornece a resultante centrípeta:

\[\frac{GMm}{r^2}=\frac{mv^2}{r}\]

\[v^2=\frac{GM}{r}\]

O período corresponde ao comprimento da órbita dividido pela velocidade:

\[T=\frac{2\pi r}{v}\]

\[T=2\pi\sqrt{\frac{(R+h)^3}{GM}}\]

Q20

Termologia — Transmissão de calor — Processos de transmissão de calor

Quando há diferença de temperatura entre dois corpos ou entre as partes de um mesmo corpo, ocorre transferência de calor. É a troca de energia calorífica entre dois sistemas de temperaturas diferentes. Assim, considerando as afirmativas abaixo, assinale a VERDADEIRA:

Ilustração de formas de propagação do calor: mãos sobre uma lâmpada, uma haste de metal aquecida na fogueira e mãos diante de uma fogueira.

A)Ao colocar a mão sob uma lâmpada acesa, sem tocá-la, tem-se a sensação de calor. Esse fenômeno é explicado pela irradiação térmica.

B)Quando um ambiente é resfriado, esse resfriamento é feito pela parte inferior, pois a tendência é o fluido frio descer.

C)Em uma cidade litorânea como Fortaleza, durante o dia, a terra se aquece mais que o mar. Esse fenômeno é explicado pela irradiação térmica.

D)Convecção térmica é o fenômeno responsável por fazer o calor do Sol chegar à Terra.

E)Na circulação de ar em geladeira, está presente o fenômeno da condução.

Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado

Resolução

A lâmpada emite radiação térmica, que pode aquecer a mão sem contato direto.

A convecção envolve o movimento de um fluido; não transporta a energia do Sol pelo vácuo.

A diferença de aquecimento entre terra e mar depende de suas propriedades térmicas. Na geladeira, a circulação do ar envolve convecção.

Assim, a descrição correta é a da alternativa A.