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CESUPA 2007.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova

CESUPA 2007.1 · 6 questões de Física · numeração do caderno original.

As respostas identificam quando há gabarito fornecido e quando decorrem da resolução. Inconsistências do original são explicadas nas resoluções.

Q13
Termologia — Rendimento de Carnot

Um dos principais fatores que contribuem para a enorme movimentação de massa que acontece nos furacões é a energia liberada pela condensação do vapor d’água que ascende, verticalmente, a partir da superfície do mar, em uma região de baixa pressão atmosférica. Na superfície, a temperatura é em torno de 27°C (300K), enquanto que nas regiões mais altas, onde ocorre a condensação, a temperatura atinge valores mais baixos do que -70°C (aproximadamente 200K). Podemos entender este mecanismo que alimenta o furacão como uma máquina térmica funcionando entre essas duas temperaturas. Ainda que a quantidade de energia na movimentação do furacão seja imensa, ela é apenas uma fração da quantidade total de calor que circula entre as duas regiões. Uma noção da quantidade de calor envolvida no processo pode ser apreciada pelo cálculo do rendimento ideal do sistema, que é dado mais aproximadamente por:

A)15%
B)25%
C)35%
D)40%

Resposta pela resolução — Método TEF

C
Resolução comentada

O rendimento máximo entre as temperaturas absolutas 300 K e 200 K é $\eta=1-T_f/T_q=1-200/300=1/3\approx33{,}3\%$. Entre as opções, 35% é o valor mais próximo. Esse é um limite ideal, não o rendimento real do furacão.

Q14
Mecânica — Aceleração e conforto

Conforme um veículo acelera ou freia, as variações na própria aceleração é que causam maior desconforto aos passageiros. Uma pessoa precisa de tempo para que seus músculos se ajustem ao estado de tensão variável induzido pelas mudanças de aceleração. Isso quer dizer que, para evitar mal estar, a rapidez com que a aceleração varia deve ser a menor possível. Os gráficos abaixo, todos na mesma escala, representam as velocidades de um carro em função do tempo, durante várias freadas. Assinale a alternativa com o gráfico que apresenta a frenagem com maior conforto aos passageiros.

A)CESUPA 2007.1 — questão 14: gráfico da alternativa A
B)CESUPA 2007.1 — questão 14: gráfico da alternativa B
C)CESUPA 2007.1 — questão 14: gráfico da alternativa C
D)CESUPA 2007.1 — questão 14: gráfico da alternativa D

Resposta pela resolução — Método TEF

D
Resolução comentada

A aceleração é a inclinação do gráfico velocidade-tempo. Para uma freada confortável, ela deve começar e terminar suavemente, sem saltos bruscos. O gráfico D apresenta inclinação inicialmente pequena, que cresce em módulo e depois volta gradualmente a zero. A tem aceleração constante durante a freada, mas muda abruptamente de inclinação nas extremidades.

Q15
Ondulatória — Atenuação e efeito Doppler

As aparelhagens de som que animam as festas no Pará produzem sons muito intensos, fazendo vibrar tudo que se encontra próximo das caixas acústicas. Conforme uma pessoa se afasta das caixas acústicas, ela consegue distinguir, cada vez mais, apenas os sons mais graves, e o som que ela ouve vai ficando cada vez menos intenso até que, se ela se afasta o suficiente, não ouve mais nada do som da festa. Sobre esta situação, analise as seguintes afirmativas:

I – Longe das caixas acústicas, a pessoa ouve melhor o som de freqüências mais altas.

II – A energia das ondas sonoras é transformada, continuamente, em energia térmica conforme elas se afastam das caixas acústicas.

III – Se a pessoa estiver se afastando das caixas acústicas, rapidamente, perceberá sons com freqüências mais baixas do que se estiver parada em relação a elas. Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s):

A)I.
B)I e III.
C)II.
D)II e III.

Resposta pela resolução — Método TEF

D
Resolução comentada

Sons graves têm frequências menores, contrariando I. A absorção sonora transforma parte da energia da onda em energia interna do meio, tornando II verdadeira; a dispersão geométrica também reduz a intensidade. Um observador que se afasta recebe as frentes de onda em intervalos maiores e percebe frequência menor: III é verdadeira.

Q16
Eletricidade — Campo magnético terrestre

Um professor deseja construir um modelo para representar o campo magnético da Terra. Ele sabe que uma corrente elétrica cria um campo magnético e resolve usar correntes elétricas no interior de um globo. Dentre as configurações de correntes mostradas abaixo como linhas duplas, indique a mais adequada para simular o campo magnético da Terra na superfície do globo:

A)CESUPA 2007.1 — questão 16: gráfico da alternativa A
B)CESUPA 2007.1 — questão 16: gráfico da alternativa B
C)CESUPA 2007.1 — questão 16: gráfico da alternativa C
D)CESUPA 2007.1 — questão 16: gráfico da alternativa D

Resposta pela resolução — Método TEF

B
Resolução comentada

O campo terrestre pode ser aproximado por um dipolo magnético. Uma bobina ou solenoide orientado aproximadamente ao longo do eixo norte-sul produz um campo de dipolo com dois polos, como a configuração B. Um fio reto isolado produz linhas circulares ao seu redor e não reproduz esse padrão global.

Q17
Ondulatória — Frequência de ondas de rádio

Na antena de uma estação de rádio, elétrons livres são movimentados e oscilam com a freqüência da onda que será emitida. Na antena de uma rádio AM, que transmite ondas de 300m, os elétrons livres oscilam

A)dez vezes por segundo.
B)cem vezes por segundo.
C)mil vezes por segundo.
D)um milhão de vezes por segundo.

Resposta pela resolução — Método TEF

D
Resolução comentada

Para a onda eletromagnética, $f=c/\lambda=3\cdot10^8/300=10^6$ Hz. Os elétrons da antena oscilam, portanto, um milhão de vezes por segundo.

Q18
Óptica — Refração e dispersão

Quando você assiste a um filme em um cinema, você está apreciando o resultado do desvio que a luz sofre ao passar de um meio para outro com diferentes velocidades. No caso, a focalização das imagens na tela é feita desviando-se apropriadamente os raios de luz que passam pelas lentes do projetor. O mesmo fenômeno ótico é a causa principal do aparecimento das cores

A)das auroras boreais.
B)que se formam em manchas de óleo na água.
C)que formam o arco íris.
D)que formam a imagem na TV.

Resposta pela resolução — Método TEF

C
Resolução comentada

A mudança de direção da luz na passagem entre meios é refração. No arco-íris, a refração com dispersão separa as cores, junto à reflexão interna nas gotas. Manchas de óleo mostram principalmente interferência em filmes finos; auroras e telas de TV envolvem emissão luminosa.