Devido aos transtornos nos aeroportos brasileiros, a viagem pela ponte aérea Rio – São Paulo está cada vez mais demorada. Viajando de carro do Rio para São Paulo pela via Dutra, gastam-se em média 5 horas e 30 minutos. Caso o vôo atrase e o passageiro demore 4 horas e quarenta minutos para embarcar, considerando que a distância aérea entre Rio e São Paulo seja de 300 km e que um avião viaje com velocidade média de 400 km/h, em qual das duas maneiras o passageiro gastaria menos tempo, e qual é o tempo que economizaria?
Carro: 5 h 30 min $= 330$ min.
Avião: o tempo de voo é $\Delta t = \dfrac{300}{400} = 0{,}75\ \text{h} = 45\ \text{min}$. Somando a espera: $4\ \text{h}\,40\ \text{min} + 45\ \text{min} = 280 + 45 = 325$ min.
Diferença: $330 - 325 = 5$ min a favor do avião.
Alternativa D.
No circuito elétrico abaixo, E é a força eletromotriz do gerador e $R_1$ é sua resistência interna. Para este circuito são feitas as seguintes afirmações:
Observe as alternativas e assinale a opção de acordo com as respostas.
1. Como o circuito está aberto, não há diferença de potencial entre os terminais A e B.
2. Os resistores $R_1$ e $R_2$ estão associados em série.
3. Não há corrente elétrica em $R_2$, pois o circuito está aberto.
4. A tensão entre A e B é dada pela diferença $(E - R_1\cdot i)$, onde $i$ é a corrente em $R_2$.
O gerador (fonte $E$ com resistência interna $R_1$) está ligado ao resistor $R_2$: o circuito formado por $E$, $R_1$ e $R_2$ está fechado. Os terminais A e B são apenas pontos acessíveis nos fios, sem nada ligado a eles por fora.
- 1 é falsa: há ddp entre A e B, igual à tensão sobre $R_2$.
- 2 é verdadeira: a mesma corrente percorre $R_1$ (interna) e $R_2$, então elas estão em série.
- 3 é falsa: o circuito está fechado e $R_2$ é percorrido por corrente.
- 4 é verdadeira: pela equação do gerador, a tensão nos terminais é $U_{AB} = E - R_1\,i$, com $i$ a corrente do circuito (a mesma de $R_2$).
Corretas: 2 e 4.
Alternativa C.
É comum pessoas deixarem seus computadores em “stand by” enquanto fazem outros afazeres durante o dia. Estes computadores consomem energia, mesmo estando apenas conectados na tomada. Em geral, esses dados podem ser comprovados nos manuais. No manual de um computador, por exemplo, informa-se que na situação de “stand by” é consumida uma potência de aproximadamente 4 W. Considerando que 1 kWh custa R$ 0,60, para este computador que fica em “stand by” 5 horas por dia, terá gasto, no final de 30 dias:
Energia em 30 dias: $E = P\,\Delta t = 0{,}004\ \text{kW}\cdot(5\cdot 30)\ \text{h} = 0{,}004\cdot 150 = 0{,}6\ \text{kWh}$.
Custo: $0{,}6\cdot 0{,}60 = 0{,}36$, ou seja, R$ 0,36.
Alternativa C.
O gráfico abaixo, conhecido como diagrama de Clapeyron, relaciona duas das três variáveis de estado de um gás, a pressão e o volume. As transformações indicadas por I, II e III ilustram o que ocorre com n moles de um gás ideal. Sobre as transformações representadas no gráfico, observe as alternativas e assinale a opção de acordo com as respostas.
1. Na transformação cíclica A-B-C, o gás recebe trabalho, logo o trabalho é negativo.
2. A transformação A-B é denominada isocórica, e o trabalho nesta transformação é negativo.
3. Na transformação cíclica A-B-C, o gás perde calor para o meio externo.
4. Na transformação B-C, a temperatura do gás permanece constante, logo é uma transformação isotérmica.
No gráfico, A→B é vertical (volume constante), B→C é horizontal (pressão constante) e C→A é a reta de volta. O sentido A→B→C→A é anti-horário.
- 1 é verdadeira: em ciclo anti-horário o trabalho total é negativo (o gás recebe trabalho).
- 2 é falsa: A→B é isocórica, mas, sem variação de volume, o trabalho é nulo, e não negativo.
- 3 é verdadeira: em um ciclo, $\Delta U = 0$, então $Q = W < 0$: o gás perde calor.
- 4 é falsa: B→C é a transformação de pressão constante (isobárica); com o volume aumentando, a temperatura aumenta.
Corretas: 1 e 3.
Alternativa B.
A figura a seguir representa uma alavanca constituída por uma barra homogênea e uniforme, de comprimento de 3 m, e por um ponto de apoio fixo sobre o solo. Sob a ação de um contrapeso, que está representado pelo seu peso $P_A$ igual a 80 N, a barra permanece em equilíbrio, em sua posição horizontal, nas condições especificadas na figura. Qual é o peso da barra?
Medindo a partir da extremidade esquerda da barra (comprimento 300 cm):
- apoio: $300 - 250 = 50$ cm;
- contrapeso $P_A$: 20 cm, ou seja, a $50 - 20 = 30$ cm do apoio (à esquerda);
- centro de massa da barra (uniforme): 150 cm, ou seja, a $150 - 50 = 100$ cm do apoio (à direita).
Equilíbrio de momentos em relação ao apoio:
$$P_A\cdot 30 = P_{barra}\cdot 100 \Rightarrow P_{barra} = \frac{80\cdot 30}{100} = 24\ \text{N}$$Alternativa B.