Provas Anteriores | Unifor 2020.1 (demais cursos)

Q16

Termologia — Termometria — Variação de temperatura em Fahrenheit e calor

Para medir temperaturas, os alunos de engenharia da Unifor dispunham de termômetros graduados na escala Fahrenheit para realizar operações envolvendo trocas de calor. Verteu-se, então, 300 mL de água a 35°F para o interior de um calorímetro, de capacidade térmica desprezível e, uma vez isolado o sistema do meio ambiente, fez atingir a temperatura de 125°F, após fornecer-lhe uma quantidade de calor Q. O calor específico da água foi considerado constante com o valor 1,0 cal/g °C e a densidade da água é de 1,0 g/mL.

A quantidade de calor Q, em cal, recebida pela amostra de água foi de

A)14000.

B)15000.

C)16000.

D)18000.

E)20000.

Gabarito oficial — Unifor 2020.1 (demais cursos)

Resolução

A massa de água, com densidade 1,0 g/mL:

\[m=300\,\mathrm{mL}\cdot1{,}0\,\mathrm{g/mL}=300\,\mathrm g\]

A variação de temperatura em °F e em °C:

\[\Delta T_F=125-35=90\,{}^\circ\mathrm F\;\Rightarrow\;\Delta T_C=\frac{5}{9}\cdot90=50\,{}^\circ\mathrm C\]

O calor recebido pela água, sem perdas para o calorímetro:

\[Q=mc\,\Delta T=300\cdot1{,}0\cdot50=15\,000\,\mathrm{cal}\]

Q17

Física moderna — Física quântica — Raios X

Na medicina, os médicos utilizam o exame de raios X para buscar anormalidades na densidade das estruturas do corpo, nas análises das condições dos órgãos internos, em caso de ossos quebrados, nos tratamentos de tumores, câncer (ou cancro), doenças ósseas, etc. O exame de raios X é um procedimento diagnóstico à base de radiação ionizante que permite gerar uma imagem médica (radiografia) de diferentes partes do corpo, flagrada na chapa como mostrado na figura abaixo.

Médico apontando uma região de uma radiografia da coluna vertebral.

Os raios X podem ser produzidos pela oscilação de elétrons das camadas mais internas dos átomos e formado por ondas eletromagnéticas que se propagam no vácuo à velocidade da luz.

Em relação aos raios X, analise as afirmações a seguir.

I. Os raios X estão sujeitos ao fenômeno da reflexão, refração, difração e interferência.

II. Sua penetrância nos materiais é relevante, pois todas as substâncias são penetradas pelos raios X em maior ou menor grau.

III. Por estar sujeito à reflexão, os raios X não penetram os ossos.

IV. A diferença entre raios X e raios de luz visível é devida ao comprimento de onda diferente dos mesmos.

É correto apenas o que se afirma em

A)I, II e III.

B)I, II e IV.

C)II e III.

D)III e IV.

E)I e IV.

Gabarito oficial — Unifor 2020.1 (demais cursos)

Resolução

I é verdadeira: raios X são ondas eletromagnéticas e apresentam fenômenos ondulatórios.

II é verdadeira no sentido da questão: a transmissão e a absorção variam entre materiais e espessuras.

III é falsa: ossos absorvem mais radiação que vários tecidos, mas não bloqueiam necessariamente todos os raios X.

IV é verdadeira: raios X e luz visível ocupam faixas diferentes de comprimento de onda.

Estão corretas I, II e IV.

Q18

Mecânica — Trabalho e energia — Energia e potência

Gravitylight é um pequeno gerador que acende um LED de alta potência. A energia gerada vem do peso de um saco cheio de areia ou de pedras, por exemplo, que desce lentamente. Durante a descida, a energia potencial gravitacional se transforma em energia cinética, que, por sua vez, é transformada em energia elétrica pelo gerador acoplado às engrenagens.

Sequência de imagens do dispositivo Gravitylight: um saco de peso é erguido e desce lentamente, mantendo a lâmpada acesa.

Disponível em: www.autossustentavel.com. Acesso em: 14 de jun. 2019 (Adaptado)

Suponha que o gerador elétrico deste dispositivo seja ideal, e que um saco de massa M desce sob a ação da gravidade com velocidade escalar constante e fornece a potência necessária para acender uma lâmpada de 0,15 W.

Calcule o valor da massa M necessária para que a luz fique acesa durante um intervalo de tempo de 25 minutos, quando a massa é posicionada a uma altura de 150 cm acima do chão. Despreze os atritos e adote g = 10 m/s².

A)2,5 kg

B)5,0 kg

C)10,0 kg

D)15,0 kg

E)25,0 kg

Gabarito oficial — Unifor 2020.1 (demais cursos)

Resolução

A energia elétrica necessária é:

\[t=25\cdot60=1500\,\mathrm s\]

\[E=Pt=0{,}15\cdot1500=225\,\mathrm J\]

No gerador ideal, ela vem da energia potencial gravitacional:

\[Mgh=225\]

\[M=\frac{225}{10\cdot1{,}5}=15\,\mathrm{kg}\]

Q19

Mecânica — Dinâmica — Mola e movimento circular

O cinto de segurança automotivo tem um dispositivo mecânico que impede que o mesmo seja puxado acima de uma velocidade limite. Se o cinto for puxado com essa velocidade, um pino preso a uma mola fixada ao eixo de rotação no disco rotativo (cinza claro) é lançado para longe do eixo em uma direção radial e atinge uma trava externa fixa (cinza escuro), fazendo com o que cinto pare bruscamente.

Duas imagens do disco do cinto de segurança com o pino preso à mola, antes e durante o movimento circular.

Na situação esquematizada nas imagens, o disco é plano, horizontal e está perfeitamente polido. A mola tem massa desprezível e comprimento natural (sem deformação) de 1,5 cm. Suponha que o pino (massa 20 g) descreva um movimento circular e uniforme com velocidade tangencial de módulo 1 m/s e que isso cause um alongamento na mola de 0,5 cm durante este movimento.

De acordo com os dados, calcule o valor da constante elástica dessa mola.

A)100 N/m

B)150 N/m

C)200 N/m

D)250 N/m

E)300 N/m

Gabarito oficial — Unifor 2020.1 (demais cursos)

Resolução

O raio é o comprimento da mola esticada:

\[r=1{,}5+0{,}5=2\,\mathrm{cm}=0{,}020\,\mathrm m\]

A força elástica fornece a resultante centrípeta:

\[k\Delta x=\frac{mv^2}{r}\]

\[k=\frac{0{,}020\cdot1^2}{0{,}020\cdot0{,}005}=200\,\mathrm{N/m}\]

Q20

Resistores e gráficos

O gráfico a seguir traz a relação entre a d.d.p e a corrente elétrica para dois resistores $R_1$ e $R_2$, quando cada um é ligado diretamente a uma fonte de energia.

Gráfico da d.d.p. V (em volts) em função da corrente i (em mA) para os resistores R₁ e R₂: duas retas que partem da origem.

Nos circuitos da figura, os resistores são associados em série (a) e em paralelo (b).

Circuitos (a), com R₁ e R₂ em série, e (b), com R₁ e R₂ em paralelo, ambos ligados a uma fonte de 12 V.

A corrente na fonte em cada associação é

A)$i_a = 240\ \text{mA}$ e $i_b = 480\ \text{mA}$.

B)$i_a = 480\ \text{mA}$ e $i_b = 120\ \text{mA}$.

C)$i_a = 9{,}6\ \text{mA}$ e $i_b = 480\ \text{mA}$.

D)$i_a = 96\ \text{mA}$ e $i_b = 600\ \text{mA}$.

E)$i_a = 48\ \text{mA}$ e $i_b = 300\ \text{mA}$.

Gabarito oficial — Unifor 2020.1 (demais cursos)

Resolução

A resistência é a razão entre tensão e corrente no gráfico:

\[R_1=\frac{0{,}30}{0{,}012}=25\,\Omega\]

\[R_2=\frac{0{,}40}{0{,}004}=100\,\Omega\]

Na associação em série:

\[R_a=25+100=125\,\Omega\]

\[i_a=\frac{12}{125}=0{,}096\,\mathrm A=96\,\mathrm{mA}\]

Na associação em paralelo:

\[R_b=\frac{25\cdot100}{25+100}=20\,\Omega\]

\[i_b=\frac{12}{20}=0{,}600\,\mathrm A=600\,\mathrm{mA}\]