Provas Anteriores | PUC Goiás 2024/1

Q06

Termometria — Conversão de Escalas

Para se aferir a temperatura corporal de uma pessoa, podem-se utilizar termômetros clínicos (mercúrio). Nesse processo, quando o termômetro é colocado em contato com o corpo, durante certo intervalo de tempo, ocorre o equilíbrio térmico entre o termômetro e o corpo. Quando o estado estacionário é atingido, faz-se a leitura da temperatura.

Problema: Suponha que, em um laboratório de Física, você encontre um termômetro graduado em uma escala que não consegue reconhecer, denominada escala G. Ao verificar as temperaturas para o gelo em fusão e água em ebulição, encontra, respectivamente, $3\text{°G}$ e $178\text{°G}$. Se a sua temperatura corporal, medida por um termômetro graduado na escala Celsius, for de $38\text{°C}$, ao utilizar o termômetro G, você encontrará qual valor?

Marque a única resposta correta:

A)$42{,}3\text{°G}$.

B)$50{,}5\text{°G}$.

C)$69{,}5\text{°G}$.

D)$86{,}4\text{°G}$.

Gabarito sugerido

C

Resolução

A relação entre as escalas Celsius e G é linear: $\dfrac{T_C-0}{100-0}=\dfrac{T_G-3}{178-3}$.

Substituindo $T_C=38$: $\dfrac{38}{100}=\dfrac{T_G-3}{175}\Rightarrow T_G-3=0{,}38\times175=66{,}5\Rightarrow T_G=69{,}5\text{°G}$ — confirma a alternativa (C).

Q16

Consumo de Energia Elétrica

LED significa Diodo Emissor de Luz (Light Emissor Diode) e refere-se a componentes eletrônicos que conseguem emitir luz visível ao transformar energia elétrica em energia luminosa.

Uma lâmpada de LED é um dispositivo eletrônico capaz de gerar luz, com baixo consumo de energia e com uma vida útil longa. Em termos de equivalência de luminosidade, uma lâmpada fluorescente compacta de $20\text{ W}$ pode ser substituída por uma lâmpada de LED compacta de $9\text{ W}$.

Problema: Considere uma residência que possui 3 lâmpadas fluorescentes de $20\text{ W}$, cada uma, que permanecem ligadas durante 8 horas por noite. Considerando que o kWh cobrado pela Companhia Energética seja de $\text{R\$}\,0{,}85$, qual será a economia gerada no final do mês pela substituição destas 3 lâmpadas por 3 lâmpadas compactas de LED?

Marque a alternativa que corretamente responde ao problema proposto:

A)$\text{R\$}\,6{,}73$.

B)$\text{R\$}\,9{,}28$.

C)$\text{R\$}\,12{,}27$.

D)$\text{R\$}\,18{,}91$.

Gabarito sugerido

A

Resolução

Potência economizada por lâmpada: $\Delta P=20-9=11\text{ W}$. Para as 3 lâmpadas: $3\times11=33\text{ W}=0{,}033\text{ kW}$.

Energia economizada por noite: $0{,}033\times8=0{,}264\text{ kWh}$. Em 30 dias: $0{,}264\times30=7{,}92\text{ kWh}$.

Economia financeira: $7{,}92\times0{,}85\approx\text{R\$}\,6{,}73$ — confirma a alternativa (A).

Q25

Estática dos Fluidos — Empuxo e Pascal

Os fluidos desempenham papel fundamental em vários aspectos da vida cotidiana, desde os líquidos que precisam ser ingeridos ou os que circulam pelo corpo de um animal até o ar que respiramos.

A respeito da estática dos fluidos, analise as assertivas a seguir:

I. Fluidos são substâncias que podem fluir, ou seja, líquidos e gases. Por não suportarem uma força tangente à sua superfície (tensão de cisalhamento), os fluidos se moldam aos contornos do recipiente onde estão contidos.

II. Se a densidade da água do mar for de $1{,}05\text{ g/cm}^3$ e a densidade do gelo que constitui um iceberg for de $0{,}95\text{ g/cm}^3$, a relação entre o volume submerso do iceberg e seu volume total é de $0{,}1$.

III. De acordo com o Princípio de Pascal, sempre que uma variação de pressão é aplicada em um fluido incompressível e fechado, essa variação é transmitida parcialmente por uma porção do fluido ou pelas paredes do recipiente.

Em relação às assertivas analisadas, marque a única resposta correta:

A)I apenas.

B)II apenas.

C)I e II apenas.

D)II e III apenas.

Gabarito sugerido

A

Resolução

A afirmativa I está correta: é a própria definição física de fluido (líquidos e gases não suportam tensão de cisalhamento estática e se moldam ao recipiente).

A afirmativa II é falsa: pelo equilíbrio de empuxo, a fração submersa é $\dfrac{V_{\text{sub}}}{V_{\text{total}}}=\dfrac{\rho_{\text{gelo}}}{\rho_{\text{água}}}=\dfrac{0{,}95}{1{,}05}\approx0{,}905$ (cerca de 90,5% submerso), não $0{,}1$ — esse valor corresponde, na verdade, à fração emersa ($1-0{,}905\approx0{,}095$), não à fração submersa.

A afirmativa III é falsa: o Princípio de Pascal estabelece que a variação de pressão é transmitida integralmente (não parcialmente) a todos os pontos do fluido e às paredes do recipiente.

Confirma-se a alternativa (A): apenas I é correta.

Q34

Dinâmica — Sistemas de Blocos e Atrito

Têm-se três caixas de massas: $m_1=5\text{ kg}$; $m_2=3\text{ kg}$ e $m_3=8\text{ kg}$ constituídas de um mesmo material, encostadas uma na outra. As caixas 1 e 3 encontram-se nas extremidades, enquanto a caixa 2 está no centro do conjunto. Essas caixas estão sendo empurradas em linha reta e com velocidade constante, sobre uma superfície de concreto, por uma força de $112\text{ N}$ aplicada sobre a terceira caixa. Adote $g=10\text{ m/s}^2$.

A partir das condições apresentadas, marque a única alternativa que corretamente aponta o coeficiente de atrito cinético entre as caixas e a superfície de concreto:

A)$0{,}15$.

B)$0{,}33$.

C)$0{,}56$.

D)$0{,}70$.

Gabarito sugerido

D

Resolução

Como o conjunto se move com velocidade constante, a força aplicada equilibra exatamente o atrito total sobre a massa total: $F=\mu(m_1+m_2+m_3)g$.

Massa total: $5+3+8=16\text{ kg}$.

$\mu=\dfrac{F}{(m_{\text{total}})g}=\dfrac{112}{16\times10}=\dfrac{112}{160}=0{,}70$ — confirma a alternativa (D).

Q43

Óptica — Lentes e Correção Visual

Uma famosa influencer digital anunciou nas redes sociais que, por ser míope, foram-lhe receitados óculos com lentes de $8{,}0$ graus. O valor de $8{,}0\text{ di}$ para a vergência das lentes causou estranhamento e várias piadas por parte da influencer.

Marque a alternativa que corretamente corresponde às lentes indicadas na receita do oftalmologista para a influencer:

A)Divergentes e com 0,125 cm de distância focal.

B)Divergentes e com 12,5 cm de distância focal.

C)Convergentes e com 0,125 cm de distância focal.

D)Convergentes e com 12,5 cm de distância focal.

Gabarito sugerido

B

Resolução

A miopia é corrigida com lentes divergentes (vergência negativa por convenção física, mas a magnitude prescrita costuma ser informada em módulo, $8{,}0\text{ di}$).

A distância focal é o inverso da vergência: $f=\dfrac{1}{V}=\dfrac{1}{8{,}0}=0{,}125\text{ m}=12{,}5\text{ cm}$.

Confirma-se a alternativa (B): lentes divergentes com $12{,}5\text{ cm}$ de distância focal.

Q52

Ondas Eletromagnéticas — Micro-ondas

Os fornos de micro-ondas emitem ondas eletromagnéticas com frequência de $2450\text{ MHz}$ (mesma frequência de ressonância das moléculas de água) geradas por um magnétron e irradiadas por uma antena metálica para o interior do compartimento onde estão os alimentos.

Problema: Considere que a velocidade de ondas eletromagnéticas vale $3\times10^5\text{ km/s}$, no vácuo.

Marque, a seguir, a resposta que corretamente apresenta a classificação e o comprimento de onda das ondas emitidas em um forno de micro-ondas:

A)Ionizantes e 122 cm.

B)Ionizantes e 8,16 cm.

C)Não ionizantes e 0,122 m.

D)Não ionizantes e 8,16 m.

Gabarito sugerido

C

Resolução

Micro-ondas possuem baixa energia por fóton e não são capazes de ionizar átomos — são classificadas como radiação não ionizante (assim como ondas de rádio, infravermelho e luz visível).

O comprimento de onda: $\lambda=\dfrac{c}{f}=\dfrac{3\times10^8\text{ m/s}}{2450\times10^6\text{ Hz}}=\dfrac{3\times10^8}{2{,}45\times10^9}\approx0{,}122\text{ m}$.

Confirma-se a alternativa (C): não ionizantes e $0{,}122\text{ m}$.