Um medicamento para tratamento de doenças das vias respiratórias é comercializado na forma de spray. O produto farmacêutico é acondicionado em um frasco de alumínio que não permite observar a quantidade de líquido no interior do recipiente. Porém, é possível saber, realizando um teste simples, se há medicamento no interior do frasco.
Nesse teste, o frasco fechado é mergulhado em uma vasilha com água. Se o recipiente afundar, podemos concluir que ainda há medicamento em seu interior.
Assinale a alternativa CORRETA em relação a esse teste.
Um objeto afunda quando sua densidade média é maior que a do líquido em que é colocado, e flutua quando é menor. Para que o teste funcione — frasco vazio flutuando, frasco com medicamento afundando —, é necessário que o frasco vazio (cheio de ar, oco) tenha densidade média menor que a da água, e que o frasco com medicamento tenha densidade média maior que a da água.
Isso descarta a alternativa A (diria que até o frasco vazio afundaria) e a C (o frasco é oco, sua densidade média não é a do alumínio maciço). A densidade do medicamento é justamente a variável decisiva que aumenta a densidade média do conjunto, o que descarta B.
A afirmação correta é que, quando o frasco afunda, é porque sua densidade média (frasco + medicamento) ficou maior do que a densidade da água — alternativa D.
Os moradores de uma residência, no intuito de economizar energia elétrica, resolveram desligar um dos aparelhos elétricos em funcionamento. Para isso, coletaram informações sobre a potência de quatro aparelhos, a tensão necessária para que eles apresentassem essa potência e uma estimativa do tempo de uso diário de cada um.
| Aparelho | Potência | Tensão | Tempo de uso diário |
|---|---|---|---|
| Chuveiro elétrico | 4000 W | 120 V | 0,5 hora |
| Computador | 100 W | 120 V | 24 horas |
| Máquina de lavar roupa | 2000 W | 220 V | 1 hora |
| Televisão | 500 W | 120 V | 6 horas |
Sabendo-se que a potência de um aparelho representa a quantidade de energia consumida por tempo, assinale a alternativa que indica o aparelho que proporcionaria a maior economia de energia caso fosse desligado.
A energia consumida por cada aparelho, ao longo de um dia, é $E=P\times t$ (potência vezes tempo de uso diário).
Calculando para cada um: chuveiro $=4000\times0{,}5=2000\text{ Wh}$; computador $=100\times24=2400\text{ Wh}$; máquina de lavar $=2000\times1=2000\text{ Wh}$; televisão $=500\times6=3000\text{ Wh}$.
A televisão é o aparelho que mais consome energia ao longo do dia (3000 Wh), mesmo tendo potência instantânea bem menor que o chuveiro — porque fica ligada por muito mais tempo. Desligá-la traria a maior economia — alternativa D.
Uma usina hidroelétrica usa água para produzir energia elétrica. Esse processo se inicia a partir da queda da água, a uma altura inicial h, em uma tubulação que se dirige à turbina do gerador como mostrado na ilustração a seguir.
Nesse processo ocorrem várias transformações de energia.
Assinale a alternativa que apresenta a ordem CORRETA dessas transformações.
A água parada no reservatório, a uma altura $h$, possui energia potencial gravitacional, por estar sujeita à gravidade e poder cair.
Ao cair pela tubulação, essa energia potencial se converte em energia cinética (a água ganha velocidade à medida que desce).
Ao chegar à turbina, a energia cinética da água em movimento faz a turbina girar, acionando o gerador, que converte esse movimento em energia elétrica, transmitida pela torre. A sequência correta é potencial gravitacional → cinética → elétrica — alternativa C.
Duas lâmpadas, L1 e L2, estão presas no teto de uma sala fechada com paredes escuras que não refletem a luz. Nenhuma outra fonte de luz existe nessa sala.
Inicialmente, apenas a lâmpada L1 está acesa. Nessas condições uma mesa intercepta a luz emitida por essa lâmpada. Consequentemente, uma região de sombra é formada entre os objetos A e B, tal como mostrado a seguir.
Assinale a alternativa que apresenta qual (ou quais) objeto (ou objetos) será (ou serão) iluminado(s) se a lâmpada L1 for apagada e a lâmpada L2 for acesa.
Com L1 acesa, a sombra da mesa se estende exatamente do ponto A ao ponto B — os raios que tangenciam as bordas da mesa, partindo de L1 (posicionada mais à esquerda), definem essa faixa de sombra.
L2 está posicionada mais à direita que L1. Deslocar a fonte de luz para a direita desloca a sombra projetada para a esquerda: o raio que tangencia a borda esquerda da mesa, agora partindo de L2, atinge o chão mais à esquerda do que o ponto A (então A permanece dentro da nova sombra); e o raio que tangencia a borda direita da mesa, partindo de L2, atinge o chão mais à esquerda do que o ponto B — deixando o ponto B fora da nova sombra, e portanto iluminado.
Assim, ao apagar L1 e acender L2, o ponto A continua na sombra, e apenas o ponto B passa a ser iluminado — alternativa C.
Dois irmãos preparam suas xícaras de achocolatado pela manhã. Um deles gosta de beber a bebida gelada (temperatura menor do que a do ambiente), enquanto o outro gosta dessa bebida quente (temperatura maior do que a do ambiente). Ambos deixam as suas xícaras sobre a mesa enquanto preparam uma torrada.
No tempo em que as xícaras ficam sobre a mesa, as temperaturas dos achocolatados mudam e aproximam-se da temperatura ambiente.
Isso ocorre, porque o achocolatado inicialmente
O calor flui espontaneamente do corpo de temperatura mais alta para o de temperatura mais baixa — nunca o contrário. O achocolatado quente está mais quente que o ambiente, então é ele quem cede calor para o ambiente (mais frio), esfriando até se aproximar da temperatura ambiente.
É importante notar que o que se transfere é energia, na forma de calor — a temperatura é uma propriedade do corpo, não uma substância que 'passa' de um lugar para outro. Isso descarta as alternativas B e D, que erram ao falar em transferência de 'temperatura'.
A descrição fisicamente correta é a do achocolatado quente cedendo calor ao ambiente mais frio — alternativa C.
Um menino observou que um pequeno cubo de gelo, após descer por uma rampa, deslizou em linha reta sobre uma mesa plana e horizontal, percorrendo certa distância até parar.
Curioso para entender esse fenômeno o menino perguntou a dois adultos o porquê de o gelo parar e obteve as seguintes respostas.
I – O gelo parou, porque a força horizontal que mantinha o seu movimento diminuiu lentamente até se extinguir.
II – O gelo parou, porque uma força horizontal, o atrito, atuou no sentido contrário ao movimento adquirido pelo gelo na descida da rampa.
III – O gelo parou, porque o repouso é o estado natural dos objetos que só se movem caso uma força constante atue no sentido do movimento.
Assinale a alternativa que contém a(s) resposta(s) CORRETA(S) dadas pelos adultos.
A afirmação I sugere que havia uma força motriz interna ao gelo que foi se esgotando — essa é uma concepção equivocada: depois que o gelo deixa a rampa, não existe nenhuma força horizontal empurrando-o para frente, apenas sua inércia (tendência a manter o movimento) combinada com o atrito, que o freia.
A afirmação III repete a antiga concepção aristotélica de que é preciso uma força constante para manter qualquer movimento, e que o repouso é o estado 'natural'. Isso contraria a 1ª Lei de Newton (Lei da Inércia): um corpo em movimento tende a permanecer em movimento, a menos que uma força resultante atue sobre ele.
A única explicação correta é a II: o atrito entre o gelo e a mesa é uma força horizontal que se opõe ao movimento, desacelerando o cubo até pará-lo — alternativa B.
Em um dia muito seco, é normal sentirmos um pequeno choque elétrico ao colocarmos a mão na carroceria metálica de um carro que acabou de estacionar, após se deslocar por algum tempo. Isso ocorre porque o carro, durante o seu movimento, adquire um excesso de carga elétrica.
O contato da mão faz com que parte do excesso de carga seja transferida entre o carro e o corpo da pessoa.
As cargas que se movimentam na carroceria metálica do carro são constituídas por
Em um condutor metálico, como a carroceria do carro, os únicos portadores de carga capazes de se mover livremente são os elétrons livres da estrutura metálica — os núcleos atômicos (com seus prótons) permanecem fixos na rede cristalina do metal, e não existem íons livres se deslocando por um metal sólido.
Assim, tanto o excesso de carga acumulado durante o atrito com o ar (movimento do carro) quanto sua posterior transferência para a mão da pessoa acontecem exclusivamente por meio do fluxo de elétrons.
As cargas que se movimentam são elétrons de carga negativa — alternativa A.