CESUPA 2004.2: questões de Física resolvidas

Eletricidade — Aplicações do eletromagnetismo

Alguns fenômenos eletromagnéticos e alguns dispositivos de um carro cujo funcionamento estão baseados nestes fenômenos estão listados abaixo: Fenômenos

I - Força gerada pelo movimento de elétrons em um campo magnético;

II - Aquecimento de um metal por efeito Joule;

III - Geração de diferença de potencial elétrico por meio de reações químicas. Aplicações 1 - faróis 2 - bateria 3 - desembaçadores de vidros 4 - gerador de energia elétrica (alternador) Assinale a alternativa que contém a associação correta entre cada aplicação e o respectivo fenômeno.

A)1-I, 2-I, 3-II, 4-III

B)1-II, 2-I, 3-III, 4-I

C)1-II, 2-III, 3-II, 4-I

D)1-III, 2-II, 3-I, 4-III

Resposta pela resolução — Método TEF

Resolução comentada

Faróis incandescentes emitem luz pelo aquecimento do filamento, associado ao efeito Joule: 1–II. A bateria converte energia química em elétrica: 2–III. O desembaçador aquece por efeito Joule: 3–II. No alternador, cargas em movimento no campo magnético participam da geração de tensão: 4–I.

Mecânica — Velocidade média

Durante seu trajeto até o CESUPA, José precisa percorrer alguns trechos da cidade. Na rodovia BR-316, ele percorre um trecho de 6km a velocidade média de 60km/h; a velocidade média para percorrer 6km na avenida Almirante Barroso é de 30km/h; e os 3 km restantes são percorridos a 30km/h. Para que José chegue às 7h 50min no CESUPA ele precisa sair de casa exatamente às

A)6 h 32min

B)7 h 26min

C)7 h 12min

D)6 h 56min

Resposta pela resolução — Método TEF

Resolução comentada

Os tempos dos três trechos são $6/60=0{,}1$ h, $6/30=0{,}2$ h e $3/30=0{,}1$ h. O total é 0,4 h, ou 24 minutos. Para chegar às 7h50, José deve sair às 7h26.

Mecânica — Empuxo

A hidroginástica é recomendada para reduzir o impacto nas articulações durante a atividade física. Considere uma pessoa em pé na piscina com 2/3 de seu volume submerso. A densidade do corpo humano é aproximadamente igual à densidade da água. Nesta situação analise as afirmativas abaixo:

I – a força que atua na base da coluna sofre menor redução que a força que atua no tornozelo, quando a pessoa está na piscina;

II-o peso aparente da pessoa é reduzido de aproximadamente 1/3;

III-o empuxo que atua na pessoa é aproximadamente 2/3 do seu peso;

IV-A pressão que a água exerce ao nível do tornozelo é igual à pressão ao nível da base da coluna; Assinale a alternativa que contém as afirmativas corretas.

A)I e III

B)II e IV

C)I e II

D)III e IV

Resposta pela resolução — Método TEF

Resolução comentada

Como a densidade média do corpo é aproximadamente a da água, $E=\rho g(2V/3)=2P/3$: III é verdadeira. O peso aparente fica P/3, portanto a redução é de 2P/3, não de P/3: II é falsa. A água reduz mais a carga suportada nos tornozelos do que na base da coluna: I é verdadeira. A pressão cresce com a profundidade, invalidando IV.

Q10

Eletricidade — Circuito com capacitor

Em uma aula prática no laboratório de física o professor montou o circuito da figura abaixo. Considere que L1 e L2 sejam lâmpadas idênticas, alimentadas por uma bateria B, e que C seja um capacitor, inicialmente descarregado.

B Considere as afirmativas abaixo sobre o funcionamento do circuito:

I-enquanto a chave permanece fechada a diferença de potencial nas duas lâmpadas é a mesma;

II-enquanto a chave permanece fechada a corrente elétrica circula apenas em L2;

III-quando a chave é aberta, após permanecer fechada um certo tempo, a lâmpada L1 é ativada por algum tempo;

IV-o capacitor permanece descarregado durante o período em que a chave fica fechada; Assinale a alternativa que contêm as afirmativas corretas em relação ao funcionamento deste circuito:

A)I e IV

B)I e III

C)II e IV

D)II e III

Resposta pela resolução — Método TEF

Resolução comentada

Após o transitório de carga, o capacitor bloqueia corrente contínua no ramo de L1, enquanto L2 continua ligada à bateria: II é verdadeira no regime permanente. Ao abrir a chave, o capacitor descarrega no circuito formado pelas lâmpadas e L1 acende por algum tempo: III é verdadeira. A tensão em L1 não coincide com a de L2 no regime permanente, e o capacitor fica carregado. Ressalva: a afirmação II não vale no instante inicial da carga; a alternativa D pressupõe a chave fechada por tempo suficiente.

Q11

Ondulatória — Som e micro-ondas

Telefones celulares são uma conveniência cada vez mais usada em nossa sociedade. Em uma conversa feita através do celular estão envolvidos dois tipos de ondas: (1) as ondas do som emitido pela pessoa que fala e pelo alto-falante do aparelho e (2) as ondas, na faixa de micro-ondas, que fazem a comunicação entre o aparelho e as antenas que as empresas operadoras instalam em torres espalhadas pela cidade. Considere as afirmativas abaixo, comparando os dois tipos de ondas:

I – As ondas de som têm freqüência mais baixa que as micro-ondas.

II – A propagação das ondas de som é transversal e a das micro-ondas é longitudinal.

III – A velocidade de propagação das micro-ondas é muito menor do que a do som.

IV – Ondas sonoras são ondas mecânicas e as micro-ondas são de natureza eletromagnética. Estão corretas apenas as afirmativas:

A)I e II.

B)II e III

C)III e IV

D)IV e I

Resposta pela resolução — Método TEF

Resolução comentada

O som audível tem frequência muito menor que as micro-ondas: I é verdadeira. No ar, som é longitudinal e micro-ondas são transversais, contrariando II. As micro-ondas propagam-se muito mais rapidamente que o som, contrariando III. Som exige meio material; micro-ondas são eletromagnéticas: IV é verdadeira.

Q12

Eletricidade — Potência elétrica

Aqui em Belém, a tensão fornecida às residências pela rede de distribuição de energia elétrica é de 127V. Em outras regiões do Brasil as residências recebem uma tensão de 220V. Os aparelhos elétricos vendidos em cada região devem ser ajustados para funcionar na voltagem da rede local. As lâmpadas incandescentes são fabricadas para funcionar na voltagem de cada região e as especificações são escritas no bulbo de cada lâmpada. Por exemplo, uma lâmpada de 100W para ser usada no Nordeste terá a especificação: 100W – 220V. Se uma lâmpada com essas especificações for instalada em uma residência em Belém, pode-se afirmar que:

A)A lâmpada pode operar, mas em uma potência mais baixa do que a especificada.

B)A potência da lâmpada será a mesma, mas ela irá operar com uma corrente mais intensa do que se estivesse na rede de 220V.

C)A lâmpada poderá queimar facilmente.

D)A iluminação fornecida pela lâmpada será a mesma, mas para isso sua potência seria maior do que a especificada.

Resposta pela resolução — Método TEF

Resolução comentada

No modelo de resistência constante, $R=220^2/100=484$ Ω. Em 127 V, $P=127^2/484\approx33{,}3$ W, inferior aos 100 W nominais. A lâmpada opera com menor potência e menor luminosidade. O valor exato depende da resistência do filamento à nova temperatura, mas a conclusão permanece.

CESUPA 2004.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova