Um dos pilares da Indústria 4.0 é a Internet das Coisas, que representa a possibilidade de que objetos físicos estejam conectados à internet podendo assim executar de forma coordenada uma determinada ação. Por exemplo, diversos dispositivos de uma casa podem ser controlados hoje por um aplicativo de celular.
Marque a alternativa em que o assunto está mais relacionado com a Internet das Coisas:
1. Conectividade sem fio e propagação de dados:
A comunicação entre dispositivos na "Internet das Coisas" (IoT) ocorre por meio de redes de radiofrequência, como Wi-Fi, Bluetooth e redes móveis (4G/5G). Todas essas tecnologias utilizam ondas eletromagnéticas para a transmissão de sinais e dados, tópico fundamentado nos princípios do Eletromagnetismo.
Em 2020, a montadora de carros elétricos Tesla ultrapassou a Toyota em capitalização de mercado e se tornou o fabricante de automóveis mais valioso do mundo. As ações subiram mais de 700% só em 2020; indicando que o mercado de carros elétricos está ganhando ainda mais espaço e é uma grande tendência para o futuro.
Considere que uma bateria de um carro da Tesla possua $90\text{ kWh}$ de energia e que ele irá se deslocar por $500\text{ km}$ em uma pista retilínea. Tratando o carro como um bloco deslizando por uma superfície sem atrito, que força constante seria necessária para realizar o deslocamento do carro ao longo de todo o percurso?
1. Conversão da energia para o Sistema Internacional (Joules):
\[W = 90\text{ kWh} = 90 \times 10^3\text{ W} \times 3.600\text{ s} = 324 \times 10^6\text{ J}\]2. Conversão da distância para metros:
\[d = 500\text{ km} = 500 \times 10^3\text{ m} = 5 \times 10^5\text{ m}\]3. Aplicação do Teorema do Trabalho mecânico ($W = F \cdot d$):
\[F = \frac{W}{d} = \frac{324 \times 10^6\text{ J}}{5 \times 10^5\text{ m}} = 64{,}8 \times 10 = 648\text{ N}\]Uma das complicações da Covid-19 é a obstrução de vasos sanguíneos em diferentes locais do corpo, o que aumenta a probabilidade de o paciente desenvolver tromboses, infartos e alguns tipos de AVC.
Considere uma condição hidrostática de uma artéria que está na vertical em relação ao solo. A pressão arterial em um ponto é de $9000\text{ Pa}$. Subindo $10{,}0\text{ cm}$, a área da artéria cai pela metade. O valor da pressão nesse ponto é de, aproximadamente:
Dados: Gravidade da Terra $= 10{,}0\text{ m/s}^2$; Densidade do sangue $= 1{,}04\text{ g/cm}^3$
1. Identificação do estado hidrostático:
Como o enunciado especifica que o sistema se encontra em condição hidrostática, a variação da área transversal da artéria não altera a pressão (a Equação da Continuidade e de Bernoulli aplicam-se apenas a fluidos em escoamento dinâmico).
2. Aplicação do Teorema de Stevin ($\Delta P = \rho \cdot g \cdot h$):
- Densidade do sangue: $\rho = 1{,}04\text{ g/cm}^3 = 1.040\text{ kg/m}^3$
- Deslocamento vertical para cima: $h = 10{,}0\text{ cm} = 0{,}10\text{ m}$
Ao subir no fluido, a pressão diminui:
\[P_2 = P_1 - \rho \cdot g \cdot h = 9.000 - (1.040 \times 10{,}0 \times 0{,}10)\] \[P_2 = 9.000 - 1.040 = 7.960\text{ Pa} = 7{,}96\text{ kPa}\]Dentre as primeiras vacinas criadas no mundo para combater a pandemia, provocada pelo COVID-19, uma que mostrou boa eficiência foi a criação da farmacêutica Pfizer. No entanto, a temperatura para o armazenamento do imunizante da Pfizer, produzida em parceria com a BioNTech, é de $-75^\circ\text{C}$.
Suponha que em uma caixa térmica haja 10 vacinas que totalizam uma capacidade térmica de $300\text{ J/K}$ e estão a $-65^\circ\text{C}$. Para evitar que as vacinas percam sua eficácia, será jogado nitrogênio líquido a $-195^\circ\text{C}$. Suponha que essa amostra de nitrogênio líquido possua um calor específico de $2000\text{ J/(kg}\cdot\text{K)}$. Que massa de nitrogênio líquido deve ser adicionada ao recipiente para que a vacina volte para a temperatura correta de armazenamento, supondo que o sistema seja termicamente isolado? Desconsidere qualquer tipo de transformação de fase.
1. Equilíbrio térmico em sistema isolado ($Q_{\text{cedido}} + Q_{\text{recebido}} = 0$):
- Temperatura final desejada: $T_f = -75^\circ\text{C}$
- Calor da amostra de vacinas: $Q_v = C \cdot \Delta T = 300\text{ J/K} \times (-75 - (-65))\text{ K} = -3.000\text{ J}$
- Calor do nitrogênio líquido: $Q_{N_2} = m \cdot c \cdot (-75 - (-195)) = m \times 2.000 \times 120 = 240.000 m$
2. Resolução da massa necessária:
\[240.000 m - 3.000 = 0 \implies m = \frac{3.000}{240.000} = 0{,}0125\text{ kg} = 1{,}25 \times 10^{-2}\text{ kg}\]Os ventiladores pulmonares ficaram muito conhecidos durante a pandemia do COVID-19, devido à sua importância para salvar vidas de pacientes com insuficiência respiratória, desencadeada pelo vírus. No mercado, existem algumas modalidades de ventilação pulmonar mecânica, como a Ventilação com Volume Controlado (VCV): nesse modo, fixa-se a frequência respiratória, o volume corrente e o fluxo inspiratório. O início da inspiração (Disparo) ocorre de acordo com a frequência respiratória pré-estabelecida. A ciclagem ocorre assim que atingir o volume correto pré-determinado. A pressão é variável e consequente à mecânica ventilatória do paciente.
Um paciente está usando o equipamento no qual alguns parâmetros podem ser retirados da figura abaixo:
Considerando o sistema com um Movimento Harmônico Simples, é correto afirmar que
1. Análise do Período ($T$):
No gráfico do MHS, $0{,}15\text{ s}$ corresponde ao intervalo de tempo para alcançar o primeiro pico ($\frac{T}{4}$). O tempo necessário para um ciclo completo de oscilação é:
\[T = 4 \times 0{,}15\text{ s} = 0{,}60\text{ s}\]2. Análise da Amplitude ($A$):
A amplitude é o afastamento máximo em relação à posição central de equilíbrio, indicado diretamente no gráfico como $25{,}0\text{ mm}$.
Portanto, o período do sistema é 0,60 s, e a amplitude do movimento, 25,0 mm.