Mecânica — Hidrostática — Sedimentação e comparação entre peso e empuxo
Numa estação de tratamento de água para consumo humano, durante uma das etapas do tratamento, a água passa por tanques de cimento e recebe produtos como sulfato de alumínio e hidróxido de cálcio. Essas substâncias fazem as partículas finas de impurezas presentes na água se juntarem, formando partículas maiores e mais pesadas, que se vão depositando, aos poucos, no fundo do tanque. Após algumas horas nesse tanque, a água que fica sobre as impurezas, e que está mais limpa, é passada para outro tanque, onde o tratamento continua.
As partículas maiores e mais pesadas se depositam no fundo do tanque porque o peso
A)delas é menor que o empuxo exercido sobre elas.
B)delas é maior que o empuxo exercido sobre elas.
C)do líquido deslocado é maior que o empuxo.
D)do líquido deslocado é menor que o empuxo.
Gabarito da COMPERVE/UFRN
B
Resolução comentada
As partículas sedimentam quando a resultante das forças verticais aponta para baixo.
Desprezando inicialmente o arrasto, isso ocorre quando o peso da partícula supera o empuxo exercido pela água.
$$P>E$$
Logo, o peso delas é maior que o empuxo.
Alternativa correta: B.
Q26
Mecânica — Dinâmica — Par ação-reação na interação com a água
Numa estação de tratamento de água para consumo humano, durante uma das etapas do tratamento, a água passa por tanques de cimento e recebe produtos como sulfato de alumínio e hidróxido de cálcio. Essas substâncias fazem as partículas finas de impurezas presentes na água se juntarem, formando partículas maiores e mais pesadas, que se vão depositando, aos poucos, no fundo do tanque. Após algumas horas nesse tanque, a água que fica sobre as impurezas, e que está mais limpa, é passada para outro tanque, onde o tratamento continua.
Considere as forças que agem no processo de tratamento de água: a força que a água exerce sobre as partículas, a que o peso das partículas exerce sobre a Terra, a que as partículas exercem sobre a água e a que o peso da água exerce sobre a Terra.
Com base na 3ª Lei de Newton, é correto afirmar que formam um par ação-reação o empuxo e a força que
A)o peso das partículas exerce sobre a Terra.
B)a água exerce sobre as partículas.
C)as partículas exercem sobre a água.
D)o peso da água exerce sobre a Terra.
Gabarito da COMPERVE/UFRN
C
Resolução comentada
O empuxo é a força resultante que a água exerce sobre a partícula.
Pela terceira lei de Newton, a reação correspondente é a força que a partícula exerce sobre a água.
As duas forças têm mesmo módulo e sentidos opostos, mas atuam em corpos diferentes.
Alternativa correta: C.
Q27
Mecânica — Cinemática — Velocidade e aceleração na frenagem retilínea
Considere que um carro se desloca em linha reta com velocidade constante e, em dado instante, o motorista aciona os freios e o carro se desloca por uma distância, d, até parar. Ao longo do percurso em que o carro se move com os freios acionados, os vetores velocidade e aceleração apresentam, respectivamente,
A)a mesma direção e sentidos opostos.
B)a mesma direção e o mesmo sentido.
C)direções opostas e sentidos opostos.
D)direções opostas e o mesmo sentido.
Gabarito da COMPERVE/UFRN
A
Resolução comentada
Enquanto o carro ainda se move para a frente, seu vetor velocidade aponta no sentido do deslocamento.
Para reduzir seu módulo até zero em trajetória retilínea, a aceleração aponta no sentido oposto.
Os vetores têm a mesma direção e sentidos opostos.
Alternativa correta: A.
Q28
Termologia — Dilatação Térmica — Curvatura de lâmina bimetálica
A figura 1, abaixo, mostra o esquema de um termostato que utiliza uma lâmina bimetálica composta por dois metais diferentes – ferro e cobre – soldados um sobre o outro. Quando uma corrente elétrica aquece a lâmina acima de uma determinada temperatura, os metais sofrem deformações, que os encurvam, desfazendo o contato do termostato e interrompendo a corrente elétrica, conforme mostra a figura 2.
A partir dessas informações, é correto afirmar que a lâmina bimetálica encurva-se para cima devido ao fato de
A)o coeficiente de dilatação térmica do cobre ser maior que o do ferro.
B)o coeficiente de dilatação térmica do cobre ser menor que o do ferro.
C)a condutividade térmica do cobre ser maior que a do ferro.
D)a condutividade térmica do cobre ser menor que a do ferro.
Gabarito da COMPERVE/UFRN
A
Resolução comentada
Ao aquecer, o material com maior coeficiente de dilatação precisa ocupar o arco mais longo, no lado externo da curva.
Na figura, a lâmina se curva para cima e o cobre, inicialmente embaixo, fica na parte externa.
Portanto, o coeficiente de dilatação térmica do cobre é maior que o do ferro.
Alternativa correta: A.
Q29
Eletricidade — Eletrodinâmica — Efeito Joule e colisões no metal
A figura 1, abaixo, mostra o esquema de um termostato que utiliza uma lâmina bimetálica composta por dois metais diferentes – ferro e cobre – soldados um sobre o outro. Quando uma corrente elétrica aquece a lâmina acima de uma determinada temperatura, os metais sofrem deformações, que os encurvam, desfazendo o contato do termostato e interrompendo a corrente elétrica, conforme mostra a figura 2.
Com base nas informações sobre termostato (Figuras 1 e 2), é correto afirmar que a corrente elétrica é capaz de aquecer a lâmina bimetálica devido
A)ao campo elétrico gerado pelo movimento dos elétrons dentro dos metais.
B)aos choques entre os portadores de carga e os íons dos metais.
C)ao campo magnético gerado pelo movimento dos elétrons dentro dos metais.
D)ao fato de os portadores de carga moverem-se livremente nos metais.
Gabarito da COMPERVE/UFRN
B
Resolução comentada
O campo elétrico fornece energia aos portadores de carga.
Durante seu movimento no metal, a interação e os espalhamentos com a rede transferem energia à estrutura do material, elevando sua agitação térmica.
Na linguagem do enunciado, o aquecimento ocorre pelos choques entre portadores de carga e íons do metal.
Alternativa correta: B.
Q30
Eletricidade — Eletrostática — Distribuição de cargas em nuvem e solo
Uma nuvem eletricamente carregada induz cargas na região imediatamente abaixo dela, e essa região, por sua vez, também se eletriza. A figura que melhor representa a distribuição de cargas no interior da nuvem e na região imediatamente abaixo desta é:
A)
B)
C)
D)
Gabarito da COMPERVE/UFRN
C
Resolução comentada
Na representação usual da nuvem de tempestade, a base apresenta excesso de cargas negativas.
Essas cargas repelem elétrons na superfície do solo, deixando a região imediatamente abaixo com excesso de cargas positivas.
A representação compatível é a que mostra base negativa e solo positivo.
Alternativa correta: C.
Q31
Termologia — Termodinâmica — Aquecimento isovolumétrico no ciclo Otto
A transformação termodinâmica b → c , ilustrada no diagrama PV da figura ao lado, constitui um dos processos do ciclo Otto, utilizado em motores de combustão interna de automóveis a gasolina. No diagrama, P representa a pressão na câmara de combustão, e V o volume da câmara.
Esse processo ocorre quando, no instante da queima da mistura ar- gasolina contida na câmara de combustão, fornece-se calor ao sistema, produzindo-se
A)aumento da pressão interna, com variação do volume da câmara.
B)diminuição da pressão interna, sem variação do volume da câmara.
C)diminuição da pressão interna, com variação do volume da câmara.
D)aumento da pressão interna, sem variação do volume da câmara.
Gabarito da COMPERVE/UFRN
D
Resolução comentada
O trecho b→c é vertical no diagrama PV, logo o volume não varia.
Com a queima, o gás recebe calor e sua temperatura aumenta. Para quantidade de gás e volume fixos:
$$P\propto T$$
A pressão interna aumenta sem variação do volume da câmara.
Alternativa correta: D.
Q32
Física Moderna — Física Nuclear — Conversões de energia em usina nuclear
As usinas nucleares funcionam a partir da grande quantidade de calor liberada pelas reações nucleares. O calor é absorvido por um circuito de água primário, do tipo ciclo fechado. Esse circuito fica em contato com outro, o circuito secundário, que, por sua vez, produz vapor de água a alta pressão, para fazer girar uma turbina capaz de acionar um gerador elétrico, conforme mostra, esquematicamente, a figura abaixo.
Com base nas informações acima, a seqüência correta das principais formas de energia envolvidas nesse processo é:
A)energia nuclear, energia mecânica, energia potencial e energia elétrica.
B)energia nuclear, energia mecânica, energia térmica e energia elétrica.
C)energia nuclear, energia potencial, energia mecânica e energia elétrica.
D)energia nuclear, energia térmica, energia mecânica e energia elétrica.
Gabarito da COMPERVE/UFRN
D
Resolução comentada
As reações nucleares liberam energia que aquece o circuito de água: energia nuclear transforma-se em térmica.
O vapor movimenta a turbina, convertendo parte dessa energia em mecânica.
O gerador converte o movimento em energia elétrica.
Óptica — Princípios da Óptica — Absorção e reflexão da luz pelas clorofilas
A coloração das folhas das plantas é determinada, principalmente, pelas clorofilas a e b – nelas presentes –, que são dois dos principais pigmentos responsáveis pela absorção da luz necessária para a realização da fotossíntese. O gráfico abaixo mostra o espectro conjunto de absorção das clorofilas a e b em função do comprimento de onda da radiação solar visível.
Com base nessas informações, é correto afirmar que, para realizar a fotossíntese, as clorofilas absorvem, predominantemente,
A)o violeta, o azul e o vermelho, e refletem o verde.
B)o verde, e refletem o violeta, o azul e o vermelho.
C)o azul, o verde e o vermelho, e refletem o violeta.
D)o violeta, e refletem o verde, o vermelho e o azul.
Gabarito da COMPERVE/UFRN
A
Resolução comentada
O gráfico mostra absorção elevada nas regiões do violeta/azul e do vermelho.
Na região verde, a absorção é menor. Parte importante dessa luz é refletida, contribuindo para a aparência verde das folhas.
As clorofilas absorvem predominantemente violeta, azul e vermelho e refletem o verde.
Alternativa correta: A.
Q34
Óptica — Refração — Reflexão interna total em fibra óptica
A fibra óptica é um filamento de vidro ou de material polimérico que tem capacidade de transmitir luz. Na atualidade, esse tipo de fibra é largamente utilizado em diversos ramos das telecomunicações, substituindo os conhecidos fios de cobre e melhorando as transmissões de dados na medicina e na engenharia civil, entre outras áreas.
Em uma transmissão por fibra óptica, um feixe luminoso incide numa das extremidades da fibra e, devido às características ópticas desta, esse feixe chega à outra extremidade. A Figura 1, abaixo, representa a transmissão de luz através de uma fibra óptica, enquanto a Figura 2 mostra a secção transversal da mesma fibra, onde são indicados o núcleo, cujo índice de refração é nN,e o revestimento, de índice de refração nR.
Figura 1 Figura 2 A transmissão da luz dentro da fibra é possível graças a uma diferença de índices de refração entre o revestimento e o núcleo. Isso ocorre devido à
A)refração múltipla, que só ocorre quando nN > nR .
B)reflexão interna total, que só ocorre quando nN < nR .
C)reflexão interna total, que só ocorre quando nN > nR .
D)refração múltipla, que só ocorre quando nN < nR .
Gabarito da COMPERVE/UFRN
C
Resolução comentada
A luz percorre o núcleo e incide na interface com o revestimento.
Para que possa ocorrer reflexão interna total, o núcleo deve ser mais refringente:
$$n_N>n_R$$
Para os raios guiados, o ângulo de incidência também deve superar o ângulo crítico.
As sucessivas reflexões mantêm a luz confinada no núcleo.
Alternativa correta: C.
Q35
Eletromagnetismo — Campo Magnético — Campo magnético da bobina em um relé
O relé é um dispositivo elétrico constituído de uma bobina dotada de um núcleo de ferro doce, a qual, ao ser percorrida por uma corrente elétrica contínua, aciona uma alavanca de ferro, permitindo ligar os contatos elétricos de um circuito externo, representados por A e B nas Figuras I e II, abaixo.
A alavanca de ferro é atraída pelo núcleo, porque, quando a bobina é percorrida por uma corrente,
A)é gerado um campo magnético no núcleo da bobina, o qual atrai a alavanca.
B)induz uma força eletromotriz, que atrai a alavanca.
C)é gerado um campo elétrico no núcleo da bobina, o qual atrai a alavanca.
D)induz cargas elétricas que atraem a alavanca.
Gabarito da COMPERVE/UFRN
A
Resolução comentada
A corrente na bobina cria um campo magnético que magnetiza o núcleo de ferro doce.
O núcleo passa a atuar como um eletroímã e atrai a alavanca ferromagnética, fechando os contatos.
A causa do acionamento é o campo magnético gerado na região do núcleo.
Alternativa correta: A.
Q36
Física Moderna — Física Quântica — Radiação térmica e teoria de Planck
Os óculos de visão noturna detectam a radiação infravermelha emitida ou refletida pelos corpos. Esses equipamentos são bastante utilizados em aplicações militares, em navegação, e também por pesquisadores, que, com o auxílio deles, podem detectar animais na mata durante a noite, entre outras aplicações. Um desses tipos de óculos, que utiliza a técnica da imagem térmica, opera por meio da captura do espectro luminoso infravermelho, emitido, na forma de calor, pelos objetos. A teoria física que explica a emissão de radiação pelos corpos, e na qual se baseia o funcionamento dos óculos de visão noturna, é a teoria
A)do efeito fotoelétrico, de Einstein.
B)do átomo, de Bohr.
C)da dualidade onda-partícula, de De Broglie.
D)da radiação do corpo negro, de Planck.
Gabarito da COMPERVE/UFRN
D
Resolução comentada
Corpos emitem radiação eletromagnética em um espectro associado à sua temperatura.
A descrição do espectro da radiação de corpo negro foi desenvolvida por Planck mediante a quantização das trocas de energia.
É essa teoria que fundamenta a emissão térmica explorada na imagem infravermelha.
