Selecione a alternativa que completa CORRETAMENTE as lacunas dos períodos seguintes:
I. Um gás ideal sofre uma transformação isotérmica quando recebe uma quantidade de calor Q. Nessa transformação termodinâmica, o trabalho realizado é .............
II. Quando um feixe de luz emitido por um objeto reflete em um espelho côncavo, de modo a convergir para um ponto, teremos, neste ponto, a formação de uma imagem ............ do objeto.
III. Em uma panela de pressão, ao se cozinhar feijão, a água atinge temperatura superior a 100 °C sem entrar em ebulição, pois a pressão da panela é ............ a 1 atmosfera.
IV. Um relógio de pêndulo, que foi regulado no inverno, tende a se ............ quando chega o verão.
I. Em uma transformação isotérmica de gás ideal, $\Delta U=0$. Se o gás recebe calor e se expande, o trabalho realizado pelo gás é positivo.
II. Raios refletidos que convergem formam imagem real.
III. Na panela de pressão, a pressão interna é superior a 1 atm, elevando a temperatura de ebulição.
IV. No verão, o comprimento do pêndulo aumenta por dilatação térmica; o período aumenta e o relógio atrasa.
Resposta: alternativa D.
Em uma experiência, fez-se um feixe de luz monocromática passar do ar para um líquido desconhecido e transparente. Através de um disco vertical como mostrado na figura, foi medido que b era ¾ de a. Considerando o índice de refração do ar igual a 1, qual é o índice de refração do líquido desconhecido?
No disco, os segmentos $a$ e $b$ são proporcionais aos senos dos ângulos de incidência e refração.
Pela lei de Snell, $n_{ar}\sin i=n_x\sin r$.
Como $n_{ar}=1$ e $b=\dfrac34a$, temos $n_x=\dfrac{a}{b}=\dfrac{4}{3}$.
Resposta: alternativa A.
Uma pessoa deseja aquecer água contida num recipiente cilíndrico de grande altura. Para isso, dispõe de um aquecedor elétrico de imersão. Em que posição deve colocá-lo dentro da água para que o aquecimento seja mais homogêneo?
O aquecedor deve ficar na parte inferior. A água aquecida torna-se menos densa e sobe, enquanto a água mais fria desce, estabelecendo correntes de convecção que distribuem melhor a energia térmica.
Resposta: alternativa C.
Um satélite está descrevendo uma órbita elíptica, tendo a Terra localizada em um dos focos da elipse, conforme mostra a figura abaixo.
Sobre este assunto, considere a validade das afirmativas a seguir.
I. Há variação da energia potencial do satélite.
II. A energia cinética do satélite em sua órbita elíptica independe da sua posição relativa à Terra.
III. Caso a excentricidade da órbita do satélite fosse e=1, o módulo da velocidade do satélite seria constante, indicando aceleração nula.
IV. O teorema da energia cinética falha neste caso, pois se sabe que, no percurso da órbita, há variação de energia cinética, porém o trabalho da força resultante é nulo por ser perpendicular à órbita do satélite.
I. ✓ Correta. A distância entre o satélite e a Terra varia ao longo da órbita, portanto a energia potencial gravitacional também varia.
II. ✗ Incorreta. A velocidade e a energia cinética variam ao longo da órbita elíptica.
III. ✗ Incorreta. Excentricidade igual a 1 corresponde a uma trajetória parabólica, não a movimento com velocidade constante e aceleração nula.
IV. ✗ Incorreta. O teorema da energia cinética permanece válido; na órbita elíptica, a força gravitacional não é sempre perpendicular ao deslocamento.
Resposta: alternativa A.
A partícula de massa m, presa à extremidade de uma mola, oscila em um plano horizontal de atrito desprezível em trajetória retilínea em torno da posição de equilíbrio. O movimento é harmônico simples, de amplitude X.
Tendo em vista o exposto, julgue a validade das afirmativas abaixo.
I. A energia mecânica do corpo no ponto +X é maior que a energia mecânica no ponto −X.
II. A energia cinética do corpo no ponto +X é igual à energia cinética no ponto −X.
III. A velocidade máxima do corpo depende da massa do corpo e da constante elástica da mola.
IV. A energia mecânica do corpo, ao passar pelo ponto O, é exclusivamente potencial.
I. ✗ Incorreta. Sem atrito, a energia mecânica é constante em toda a oscilação.
II. ✓ Correta. Nos extremos +X e −X, a velocidade é nula; portanto, a energia cinética é zero em ambos.
III. ✓ Correta. A velocidade máxima é $v_{máx}=X\sqrt{\dfrac{k}{m}}$.
IV. ✗ Incorreta. No ponto de equilíbrio O, a energia potencial elástica é mínima e a energia cinética é máxima.
Resposta: alternativa D.