Como forma de economia de energia elétrica, pode-se fazer com que a iluminação pública seja acionada automaticamente, conforme a luminosidade do ambiente. Para que isso ocorra, os postes devem ser equipados com sensores conhecidos como fotocélulas. Por meio de uma pequena abertura, os sensores, ao detectarem os raios de luz, interrompem o circuito elétrico e as luzes são então apagadas. Quando os sensores não captam a luz do Sol, o circuito é fechado e as lâmpadas são acionadas.
É correto afirmar que o princípio de funcionamento desses sensores baseia-se no
Uma fotocélula converte luz em sinal elétrico: a radiação incidente arranca elétrons do material do sensor, gerando uma corrente que varia com a iluminação. Esse é o efeito fotoelétrico.
- O efeito Doppler trata da mudança de frequência por movimento relativo entre fonte e observador.
- O efeito Compton é o espalhamento de fótons de alta energia (raios X) por elétrons.
- Efeito eletrostático diz respeito a cargas em repouso, sem relação com a detecção de luz.
O município de Rio Quente (Goiás) abriga um importante polo de preservação ambiental do país e possui o único rio de águas quentes do mundo.
A título de experiência, um turista estadunidense coloca em um balde $1{,}5$ litros da água desse rio e mede sua temperatura em $113\ ^\circ$F. Passados $2$ minutos, ele volta a medir a temperatura da água e constata ser de $77\ ^\circ$F.
Dados: densidade da água $=1000\ \text{kg/m}^3$ e calor específico da água $=1\ \text{cal/g}\cdot{}^\circ$C.
Assinale a alternativa correta que indica a perda de energia da água para o ambiente, no intervalo de tempo considerado:
Conversão para Celsius, com $C=\dfrac59(F-32)$:
$$C_i=\frac59(113-32)=45\ ^\circ\text{C},\qquad C_f=\frac59(77-32)=25\ ^\circ\text{C}.$$A variação é $\Delta T=25-45=-20\ ^\circ$C. Massa: $1{,}5$ L de água têm $1500$ g.
$$Q=mc\,\Delta T=1500\cdot1\cdot(-20)=-30000\ \text{cal}=-30\ \text{kcal}.$$O sinal negativo indica energia perdida pela água. Como a variação em Fahrenheit é de $36$ graus, $\Delta T_C=36\cdot\frac59=20$ também pode ser obtida direto, sem converter cada temperatura.
O Bolt é o primeiro carro elétrico da Chevrolet a chegar ao Brasil. O veículo destaca-se por sua potência, autonomia e, principalmente, economia. O Bolt EV pode ir de $0$ a $100$ km/h em apenas $7$ segundos, atingindo a velocidade máxima de $146$ km/h. O veículo conta com um conjunto de baterias de lítio com $60$ kWh, gerando uma autonomia total de $383$ km.
(Disponível em: https://carroeletrico.com.br/blog/carro-eletrico/. Acesso em: 2 jan. 2019.)
Se o Chevrolet Bolt EV possui uma massa de $1600$ kg, assinale a alternativa correta que indica qual é, aproximadamente, a potência média desenvolvida pelo motor:
Na aceleração de $0$ a $100$ km/h, o trabalho do motor é a variação da energia cinética. Com $100$ km/h $\approx28$ m/s:
$$\tau=\frac{mv^2}{2}=\frac{1600\cdot28^2}{2}=627200\ \text{J}.$$A potência média é o trabalho dividido pelo tempo de $7$ s:
$$P_m=\frac{\tau}{\Delta t}=\frac{627200}{7}=89600\ \text{W}.$$Com $v=100/3{,}6=27{,}8$ m/s exato, o resultado seria $\approx88000$ W; a alternativa pedida é a aproximação com $28$ m/s. Os dados da bateria e da autonomia são irrelevantes para esse cálculo.
O som de muitas pessoas falando, de buzinas, sirenes, barulho do metrô… A exposição diária a todos esses ruídos pode ser muito nociva ao aparelho auditivo humano.
Para um melhor controle da poluição sonora, algumas grandes cidades têm critérios específicos ou mesmo programas de fiscalização como é o caso da iniciativa paulistana – Programa de Silêncio Urbano (PSIU), que determina os níveis máximos de ruídos aceitáveis em área residencial (50 decibéis durante o dia e 45 durante a noite) e em área industrial (70 decibéis durante o dia e 60 durante a noite).
(Disponível em: https://www.hospitaloswaldocruz.org.br/prevencao-e-saude/dicas-saude/impacto-da-poluicao-sonora-no-aparelho-auditivo. Acesso em: 5 jan. 2019. Adaptado.)
Dado: intensidade sonora de referência correspondente ao limiar de audição humana $=1\cdot10^{-12}\ \text{W/m}^2$.
Assinale a alternativa cujas intensidades sonoras correspondem a $70$ dB e $60$ dB, respectivamente:
O nível sonoro é $\beta=10\log\dfrac{I}{I_0}$, com $I_0=10^{-12}\ \text{W/m}^2$. Isolando a intensidade:
$$I=I_0\cdot10^{\beta/10}.$$$$\beta=70\ \text{dB}:\ I=10^{-12}\cdot10^{7}=10^{-5}\ \text{W/m}^2,\qquad \beta=60\ \text{dB}:\ I=10^{-12}\cdot10^{6}=10^{-6}\ \text{W/m}^2.$$Cada $10$ dB de diferença corresponde a um fator $10$ na intensidade, de modo que a intensidade de $70$ dB é dez vezes a de $60$ dB.