Um carro e um caminhão estão correndo no mesmo sentido de uma estrada. Suas velocidades são constantes e, respectivamente, iguais a $72\,\mathrm{km/h}$ e $54\,\mathrm{km/h}$. No início da observação o carro está $100\,\mathrm{m}$ atrás do caminhão. Pode-se afirmar que:
A)o carro alcança o caminhão $20\,\mathrm{s}$ após o início da observação;
B)o carro e o caminhão percorrem o mesmo deslocamento até que se encontrem;
C)o carro não alcançará o caminhão;
D)o carro alcança o caminhão após percorrer $200\,\mathrm{m}$ a partir do início da contagem de tempo;
E)o caminhão percorre $100\,\mathrm{m}$ até ser alcançado pelo carro.
Gabarito oficial
A
Resolução
As velocidades são $20$ e $15\,\mathrm{m/s}$. No mesmo sentido, a separação cai à taxa de $20-15=5\,\mathrm{m/s}$. Logo, os $100\,\mathrm m$ iniciais desaparecem após $100/5=20\,\mathrm s$.
Logo, alternativa A.
Q43
Transformação isotérmica
Os gases perfeitos obedecem a três leis bastante simples: a lei de Boyle, a lei de Gay-Lussac e a lei de Charles, formuladas segundo o comportamento de três grandezas que descrevem as propriedades dos gases: o volume (V), a pressão (p) e a temperatura absoluta (T). O número de moléculas influencia a pressão exercida pelo gás, ou seja, a pressão depende também, diretamente, da massa do gás. Considerando esses resultados, Paul Emile Clapeyron (1799-1844) estabeleceu uma relação entre as variáveis de estado com esta expressão matemática: $pV=nRT$, onde n é o número de mols, e R é a constante universal dos gases perfeitos. Ao calibrar um pneu, altera-se o número de moléculas de ar no interior dele. Porém, a pressão e o volume podem, também, sofrer modificação com a variação da temperatura. O gráfico pressão (p) versus volume (V), que representa uma transformação isotérmica de uma quantidade fixa de um gás perfeito, é:
A)
B)
C)
D)
E)
Gabarito oficial
D
Resolução
Com $T$ e $n$ constantes, $pV=nRT$ é constante. Portanto, $p$ é inversamente proporcional a $V$. O gráfico é uma hipérbole decrescente, como em D.
Logo, alternativa D.
Q44
Efeito Doppler
A expansão do universo foi descoberta em 1926, pelo astrônomo americano Edwin Hubble, que, ao observar o espectro de emissão das galáxias, percebeu que este estava desviado para o vermelho. Esse efeito poderia ser explicado devido ao fato de as galáxias estarem se afastando de nós. A base dessas conclusões é o Efeito Doppler, descrito como uma característica observada em ondas emitidas ou refletidas por fontes em movimento relativo a um observador. Esse efeito foi descrito, teoricamente, pela primeira vez, em 1842, por Johann Christian Andreas Doppler, tendo recebido o nome de Efeito Doppler em sua homenagem.
Disponível em http://www.py2bbs.qsl.br/sat.php. Acesso em 14/05/2012. Uma fonte fixa emite uma onda com certa frequência, que se propaga com determinado comprimento de onda e é percebida por um observador também fixo. Se, no entanto, a fonte se mover, afastando-se do observador fixo, este perceberá uma onda, comparativamente àquela em que a fonte estava fixa, de comprimento de onda ................... e de frequência ...................... . As lacunas são corretamente preenchidas, respectivamente, por:
A)menor ; maior.
B)maior ; maior.
C)maior ; menor.
D)menor ; menor.
E)igual ; menor.
Gabarito oficial
C
Resolução
Ao se afastar, a fonte emite cada crista de um ponto mais distante do observador. A distância entre cristas sucessivas aumenta. Como a velocidade de propagação no meio permanece a mesma, $f=v/\lambda$ diminui.
Logo, alternativa C.
Q45
Calorimetria e potência
A longo prazo, necessitamos de uma fonte energética que seja renovável, economicamente eficiente e ambientalmente benigna. A energia solar é a única espécie de energia que satisfaz a todos esses requisitos. (CAPRA, Fritjof. O ponto de mutação São Paulo:Círculo do Livro, 1982, p. 393). Uma das formas de aproveitar a energia solar são os coletores solares. Sabe-se que a intensidade média de energia irradiada pelo Sol sobre a superfície da Terra é de $280\,\mathrm{W/m^2}$. Um coletor solar de $4\,\mathrm{m^2}$, com eficiência de $50\,\mathrm{\%}$, contém 200 litros ($200\,\mathrm{kg}$) de água e fica exposto ao Sol durante 10 horas. O calor específico da água é $4200\,\mathrm{J/(kg\,{}^\circ C)}$. Nessas condições, a temperatura da água aumenta, em ºC, de:
A)2,4
B)4,8
C)12,0
D)24,0
E)48,0
Gabarito oficial
D
Resolução
O coletor recebe $280(4)=1120\,\mathrm W$ e transfere metade dessa potência à água. Em $36\,000\,\mathrm s$, a energia útil vale $560(36\,000)=20\,160\,000\,\mathrm J$. Assim, $\Delta T=Q/(mc)=20\,160\,000/[200(4200)]=24\,^\circ\mathrm C$.