Unifor 2025.2 — MED — Física com gabarito e resolução comentada

Madalena estava brincando no quintal de sua casa, utilizando um artefato por ela construído. Utilizou uma porca de aço de massa m e um fio de nylon de comprimento L, esse de massa desprezível e inextensível. Amarrou bem o fio de nylon na porca e passou a girá-la em uma trajetória circular de raio R, no plano vertical, com velocidade constante v, como um pêndulo físico. Seu irmão Guido, utilizando o celular, em dado momento, fotografou de frente a proeza dela. Em seu computador, utilizando o software adequado, gerou a circunferência da trajetória da porca ligada ao fio, marcando cinco pontos A, B, C, D, E, conforme figura. Ele passou então a fazer alguns questionamentos, que estão indicados nos itens a seguir.

Analise as afirmativas.

I. Madalena estava girando a porca com velocidade v constante, portanto, trata-se de um movimento circular uniforme, com aceleração igual a zero.

II. No momento em que a porca está passando pelo ponto mais baixo da trajetória D, a força peso é igual a força de tração no fio de nylon.

III. No ponto C da trajetória da porca, a força de tração no fio é igual a componente da força peso na direção do fio.

IV. Nos pontos A e D da trajetória da porca, a força tangencial que nela atua é nula.

V. No ponto E da trajetória da porca, a força centrípeta que nela atua é a própria tração no fio de nylon.

É correto apenas o que se afirma em

Tem-se percebido uma onda intensa de calor em algumas regiões e o aumento da temperatura nesses lugares. A sensação térmica pode ser ainda maior em razão da umidade do ar, causando, na pele da pessoa, um efeito diferente da registrada no termômetro. Isso acontece porque o nosso mecanismo natural de redução da temperatura corporal através do suor não consegue evaporar o suficiente e reduzir a temperatura superficial da pele e, consequentemente, da parte interna. A velocidade do vento ajuda a dissipar o calor corporal melhorando a sensação térmica, mas, estando o ar úmido, essa sensação é bastante reduzida. Para se ter uma ideia, pode-se sentir muito mais “calor” em um ambiente muito úmido a 30 °C, do que em um outro muito seco a 40 °C. Considerando essas informações, analise as afirmativas a seguir.

I. Em uma sala de aula sem climatização com janelas e portas abertas, ao colocarmos dois termômetros idênticos, tendo um deles seu bulbo coberto com uma gaze úmida, esse fornecerá uma temperatura menor.

II. Em um determinado ambiente, dois termômetros idênticos, tendo um deles seu bulbo coberto por uma gaze úmida, apresentam a mesma temperatura, o que leva a crer que esse ambiente está saturado.

III. A sensação de bem-estar que se sente ao entrar em um ambiente com o ar condicionado é maior devido à baixa umidade relativa do que à sua temperatura.

É correto, apenas, o que se afirma em

Para proteger certos materiais contra corrosão e outros danos superficiais, a engenharia utiliza processos eletroquímicos para aplicar uma camada de um segundo material, mais resistente, sobre eles ou reações como a anodização do alumínio. Dentre os processos de aplicações de camada superficial de proteção, tem-se a galvanoplastia, a cromagem, revestimento de níquel, o revestimento de ouro, de prata, produtos à base de nanopartículas e outros. Em um experimento realizado por três colegas em um laboratório de uma instituição de ensino superior, Arthur, Maria Eduarda e João Arthur, tentaram aplicar sobre um anel uma camada de proteção de prata de uma solução de nitrado de prata (AgNO₃) contida numa cuba (adote o átomo-grama da prata 108 g). O anel foi inserido na cuba com a solução, sendo essa atravessada por uma intensidade de corrente elétrica de 1,25 A por um período de 2 h. Nesse processo, determine qual a quantidade aproximada de massa de prata libertada, em gramas.

Nota: numa eletrólise, a carga elétrica que, liberta ou transforma, um equivalente-grama de um elemento ou íon é denominado Faraday e vale 9,65 × 10⁴ C.

Noticiários indicam que “a energia eólica enfrenta período de crise”. A matriz eólica certamente é uma das fontes energéticas mais importantes de nossa época. Esse cenário evidencia a importância de compreender as diferentes formas de geração de energia e a eficiência de conversão energética em diversas tecnologias. Durante a Primeira Revolução Industrial, a máquina a vapor foi o motor do progresso tecnológico, operando com base na conversão de calor em trabalho. O cientista francês Nicolas Carnot formulou um modelo teórico que estabelece o limite máximo de eficiência para uma máquina térmica operando entre duas fontes de calor, conceito que ainda hoje é referência em estudos sobre eficiência energética.

Fonte: https://g1.globo.com/jornal-da-globo/video/energia-eolica-enfrenta-periodo-de-crise-13563512.ghtml (Acesso em 04/05/2025)

Nesse contexto, suponha que se estude, de forma teórica, a eficiência de uma máquina térmica ideal, como forma de entender os limites máximos de aproveitamento energético em comparação com tecnologias reais. Essa máquina apresenta um rendimento de 40%, opera com uma fonte de descarte à 27 °C e fornece um trabalho de 8000 Cal. Quais os valores representam, respectivamente, o valor da temperatura da fonte quente, o calor desperdiçado pela máquina térmica e o calor total recebido pela máquina?

Um dos avanços tecnológicos importantes nos veículos híbridos é o sistema de frenagem regenerativa, conhecido como KERS (do inglês Kinetic Energy Recovery System). Esse sistema permite recuperar parte da energia cinética que normalmente seria dissipada durante a frenagem, convertendo-a em energia elétrica que pode ser reutilizada.

Suponha que, durante uma frenagem, o sistema tenha armazenado energia equivalente a uma potência de 80 cavalos-vapor (CV) durante 6 segundos. Determine qual volume aproximado de café, em L, poderia ser preparado se toda essa energia fosse utilizada para aquecer água de 25 °C até a fervura, considerando que não há perdas no processo e que, para preparar um café, é necessário apenas aquecer a água.

Dados:

1 CV = 735 W

c = 4,2 J/g°C

ρ = 1 g/mL