Feevale · Verão 2015 — Física com resolução

4 questões de Física · gabarito conferido

Q31
Ondulatória — Ondas de rádio — Comparação de faixas de frequência

Atualmente, as rádios FM têm faixa de frequência de 87,9 MHz a 107,9 MHz, enquanto a faixa de frequência das rádios AM é de 535 kHz a 1 700 kHz.

Considerando essas informações, marque a alternativa correta.

A)O intervalo da faixa de frequência AM é maior que o intervalo da faixa de frequência FM.
B)O intervalo da faixa de frequência AM é igual ao intervalo da faixa de frequência FM.
C)O intervalo da faixa de frequência AM é menor que o intervalo da faixa de frequência FM.
D)A velocidade de propagação das ondas de rádio AM é menor que a velocidade de propagação das ondas de rádio FM.
E)O comprimento de onda das ondas de rádio AM é menor que o comprimento de onda das ondas de rádio FM.
C
Resolução comentada

Usam-se as faixas fornecidas no caderno de 2015 como dados do exercício, sem tratá-las como uma descrição atual da distribuição de frequências.

Para FM:

$$\Delta f_{\rm FM}=107{,}9-87{,}9=20\ \mathrm{MHz}$$

Para AM:

$$\Delta f_{\rm AM}=1700-535=1165\ \mathrm{kHz}$$

Convertendo a unidade:

$$\Delta f_{\rm AM}=1{,}165\ \mathrm{MHz}$$

$$\Delta f_{\rm AM}<\Delta f_{\rm FM}$$

As duas faixas são de ondas eletromagnéticas. No vácuo, propagam-se com a mesma velocidade. Para uma mesma velocidade de propagação:

$$\lambda=\frac vf$$

Como as frequências de AM fornecidas são menores, seus comprimentos de onda são maiores. A comparação pedida entre as larguras das faixas aponta para um intervalo menor em AM.

Alternativa C.

Q32
Mecânica — Cinemática — Proporcionalidade entre distância e tempo

A mobilidade urbana, tanto nas cidades como entre elas, influencia a qualidade de vida das pessoas. Considere que um ônibus lotado de passageiros, em determinado dia, faz o percurso de 50 km entre Porto Alegre e Novo Hamburgo em 50 min. Se a velocidade média fosse constante, em quanto tempo percorreria a distância de 1 500 km entre Novo Hamburgo e a cidade do Rio de Janeiro?

A)2,5 horas.
B)25 horas.
C)30 horas.
D)50 horas.
E)100 horas.
B
Resolução comentada

A rapidez média do primeiro percurso é:

$$\bar v=\frac{50\ \mathrm{km}}{50\ \mathrm{min}}=1\ \mathrm{km/min}$$

$$\bar v=60\ \mathrm{km/h}$$

Mantendo esse valor médio no percurso hipotético:

$$t=\frac d{\bar v}$$

$$t=\frac{1500}{60}$$

$$t=25\ \mathrm h$$

Também se pode observar que o novo percurso é trinta vezes maior, exigindo trinta vezes cinquenta minutos. A questão usa velocidade média no sentido de percurso por tempo; o resultado não é uma estimativa real de uma viagem com condições e paradas diferentes.

Alternativa B.

Q37
Mecânica — Densidade — Massa em tanque cúbico

A massa específica de um biodiesel é $900\ \mathrm{kg/m^3}$. Um tanque cúbico tem aresta de 10 m e está completamente cheio desse óleo. Marque a alternativa que apresenta a massa de óleo contida nesse tanque.

A)90 kg
B)900 kg
C)9 000 kg
D)90 000 kg
E)900 000 kg
E
Resolução comentada

O volume interno do tanque cúbico é calculado pela aresta ao cubo.

$$V=a^3$$

$$V=10^3=1000\ \mathrm{m^3}$$

Pela definição de massa específica:

$$\rho=\frac mV$$

$$m=\rho V$$

$$m=900\cdot1000$$

$$m=900000\ \mathrm{kg}$$

O tanque está completamente cheio, portanto todo o volume calculado é ocupado pelo óleo. A massa do próprio tanque não participa do resultado.

Alternativa E.

Q39
Energia — Conversão fotovoltaica — Potência e rendimento

Um painel fotovoltaico tem área de $0{,}50\ \mathrm{m^2}$ e rendimento de 20%. Sobre ele, incide radiação solar com intensidade de $100\ \mathrm{W/m^2}$. Marque a alternativa que apresenta a potência elétrica fornecida pelo painel.

A)1 000 W
B)200 W
C)50 W
D)40 W
E)10 W
E
Resolução comentada

A intensidade fornecida é potência por unidade de área. Considerando a área iluminada e a incidência descritas no exercício:

$$P_{\rm incidente}=IA$$

$$P_{\rm incidente}=100\cdot0{,}50=50\ \mathrm W$$

O rendimento relaciona a potência elétrica útil à potência incidente.

$$\eta=\frac{P_{\rm elétrica}}{P_{\rm incidente}}$$

$$P_{\rm elétrica}=\eta P_{\rm incidente}$$

$$P_{\rm elétrica}=0{,}20\cdot50$$

$$P_{\rm elétrica}=10\ \mathrm W$$

Os outros 80% da potência incidente não são convertidos em potência elétrica útil nesse modelo. Não é necessário um intervalo de tempo, pois a grandeza solicitada é potência.

Alternativa E.