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PAVE I — 1ª Etapa — Questões de Física comentadas — Método TEF

UFPel · Programa de Avaliação da Vida Escolar · Triênio 2004–2006 · Aplicação: 2004

Questões 13, 15, 17 e 18 — Física · gabarito oficial e resolução comentada Método TEF.

Q13
Termologia — Mudanças de fase — Fusão de uma mistura (cera)

“Dédalo construiu o labirinto para Minos mas, depois, caiu no desagrado do rei e foi aprisionado em uma torre. Conseguiu fugir da prisão, mas não podia sair da ilha por mar, pois o rei mantinha severa vigilância sobre todos os barcos que partiam e não permitia que nenhuma embarcação zarpasse antes de rigorosamente revistada.

‘Minos pode vigiar a terra e o mar, mas não o ar’ – disse Dédalo. ‘Tentarei esse caminho’.

Pôs-se, então, a fabricar asas para ele próprio e seu jovem filho, Ícaro. [...] Prendeu as penas maiores com fios e as menores com cera e deu ao conjunto uma curvatura delicada, como as asas das aves.[...]

‘Ícaro, meu filho’ – disse, quando tudo ficou pronto para o vôo -, ‘recomendo-te que voes a uma altura moderada, pois, se voares muito baixo, a umidade emperrará tuas asas, e, se voares muito alto, o calor as derreterá. Conserva-te perto de mim e estarás em segurança’.

[...] quando o rapazinho, exultante com o vôo, começou a abandonar a direção do companheiro e a elevar-se para alcançar o céu, a proximidade do ardente sol amoleceu a cera que prendia as penas e estas se desprenderam. O jovem agitava os braços, mas já não havia penas para sustentá-lo no ar. Lançando gritos dirigidos ao pai, mergulhou nas águas azuis do mar que, de então para diante, recebeu o seu nome.

‘Ícaro, Ícaro, onde estás?’ – gritou o pai.[...] Afinal, viu as penas flutuando na água e, amargamente, lamentando a própria arte, enterrou o corpo e denominou a região Içaria, em memória ao filho.

Dédalo chegou são e salvo à Sicília, onde ergueu um templo a Apolo, lá depositando as asas, que ofereceu ao deus.”

BULFINCH, Thomas. O livro de ouro da mitologia. Rio de Janeiro: Tecnoprint, 1965.

De acordo com o texto sobre a mitologia grega, seus conhecimentos e considerando a cera uma mistura de substâncias, é correto afirmar que

(a)o episódio – ambientado no contexto do período Clássico da Grécia – narra a queda de Ícaro e está relacionado com a ação do Sol, que aqueceu a cera das asas do filho de Dédalo, provocando o amolecimento desse material por uma vaporização.
(b)pela narrativa, percebe-se intensa atividade marítima no local, reforçada pelo fato de ser ele uma ilha; assim, Dédalo e Ícaro optaram por uma fuga aérea, mas este morreu em virtude da queda provocada pelo desprendimento das asas presas com cera, que, quando aquecida, sofreu uma fusão cristalina com “ponto de fusão” bem definido.
(c)ambos os personagens, devido à autoridade absoluta do rei Minos, fugiram da ilha usando asas presas com cera – que, ao ser aquecida, entrou em ebulição rapidamente –, porém Ícaro se aproximou do Sol, suas asas se desprenderam, provocando a queda e conseqüentemente sua morte.
(d)o jovem personagem morreu ao fugir da Ilha devido à queda provocada pelo derretimento da cera nas asas, processo de fusão pastosa sem um ponto específico de temperatura e pressão para que se efetive a mudança de fase.
(e)após a morte de Ícaro, provocada pela queda decorrente do derretimento de suas asas presas com cera – a qual sofreu o processo de sublimação –, Dédalo, ao chegar à Sicília, agradeceu ao deus Apolo por ter sobrevivido, o que comprova o politeísmo grego.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(d)
Resolução comentada

A questão pede o fenômeno físico do “derretimento da cera”. O calor do Sol faz a cera passar do estado sólido para o líquido: é a fusão (e não vaporização, ebulição ou sublimação, que são mudanças para o estado gasoso).

Substâncias puras e cristalinas fundem a uma temperatura bem definida, que se mantém constante durante a fusão. Já a cera, tomada como uma mistura de substâncias (como diz o enunciado), não tem um ponto de fusão único: ela amolece gradualmente em uma faixa de temperaturas, a chamada fusão pastosa.

Q15
Óptica — Espelhos — Espelho convexo (retrovisor)
Fotografia do espelho retrovisor lateral de um carro, em que se veem motocicletas atrás do veículo em um campo visual amplo

Fotos: Eduardo Santaliestra

Frente à crescente violência urbana, cada vez mais, o homem abre mão de sua privacidade em busca de uma maior segurança e garantia de vida. Um recurso que pode ser encontrado em supermercados, em portas de elevadores, de prédios e de garagens, bem como no fundo de lojas são os espelhos, de uso habitual, que permitem a visão de grande parte do ambiente, por divergirem os raios refletidos e, com isso, ampliarem o campo visual. Com essa mesma finalidade, esses espelhos são utilizados em motos e carros.

Com base no texto, na figura e em seus conhecimentos, é correto afirmar que o retrovisor usado em motos e carros, para possibilitar um campo visual maior, utiliza um espelho

(a)plano, porque oferece uma imagem real e exata.
(b)convexo, porque oferece uma imagem virtual e reduzida.
(c)côncavo, porque oferece uma imagem ampliada e virtual.
(d)côncavo, porque oferece uma imagem real e direita.
(e)plano, porque oferece uma imagem virtual e reduzida.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(b)
Resolução comentada

O enunciado diz que o espelho faz divergir os raios refletidos e amplia o campo visual. Isso é característico do espelho convexo: para um objeto real, ele conjuga sempre uma imagem virtual, direita e menor que o objeto, o que permite “enxergar” uma região mais ampla.

O espelho plano forma imagem virtual do mesmo tamanho do objeto (e nunca real), e o côncavo só forma imagem virtual e ampliada com o objeto muito próximo, restringindo o campo visual.

Q17
Ondulatória — Acústica — Nível sonoro (escala em decibéis)
Recorte de revista com o título “Decibéis além dos limites”: jovens abusam do walkman e perdem capacidade auditiva sem perceber, com perda que chega a 10% em um ano de exposição a ruídos acima de 85 decibéis. Ilustração de um jovem com fones de ouvido

O nível sonoro está relacionado com a energia que ele transporta. Quando submetido a níveis sonoros superiores a 85 dB, o sistema auditivo humano sofre lesões irreparáveis, com diminuição na audição. Exposições prolongadas a 110 dB ou curtas a 140 dB podem lesar os nervos auditivos, provocando surdez definitiva. Uma exposição repentina a sons superiores a 140 dB pode romper o tímpano.

RAMALHO, F. et al. – Os Fundamentos da Física, vol2. São Paulo: Moderna. 8ª Ed., 2003.

Considere $N(x)=10\log\dfrac{10^{x}}{10^{-12}}$, em que $N$ é o nível sonoro e $10^{x}$ é a intensidade do som.

Com base nos textos e em seus conhecimentos, é correto afirmar que o nível sonoro, para

(a)x = – 1, corresponde ao limite do som não prejudicial à audição.
(b)x = – 3,5, corresponde ao limite do som não prejudicial à audição.
(c)x = 2, corresponde ao limite da audibilidade.
(d)x = – 4, gera problema de surdez, com o rompimento do tímpano.
(e)x =1, corresponde ao limiar da audibilidade.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(b)
Resolução comentada

Simplificando a expressão do nível sonoro:

$$N(x)=10\log\frac{10^{x}}{10^{-12}}=10\log10^{\,x+12}=10\,(x+12)$$

Calculando $N$ para cada valor de $x$ dado:

$$x=-1\Rightarrow N=110\text{ dB}\quad x=-3{,}5\Rightarrow N=85\text{ dB}\quad x=2\Rightarrow N=140\text{ dB}\quad x=-4\Rightarrow N=80\text{ dB}\quad x=1\Rightarrow N=130\text{ dB}$$

Segundo o texto, acima de $85\text{ dB}$ o sistema auditivo sofre lesões, então $85\text{ dB}$ é o limite do som não prejudicial. As demais afirmativas não combinam o valor de $N$ com o efeito descrito: $110\text{ dB}$ já é prejudicial; $140\text{ dB}$ está no limite do dano e não é o limite da audibilidade; $80\text{ dB}$ não rompe o tímpano; e $130\text{ dB}$ está muito acima do limiar de audibilidade.

Q18
Termologia — Mudanças de fase — Evaporação do suor e resfriamento do corpo

Durante as inundações, a bactéria Leptospira sp, presente na urina do rato, se espalha nas águas, invade as casas e pode contaminar, através da pele, aqueles que entrarem em contato com áreas infectadas.

A contaminação do ser humano ocorre através das mucosas ou da pele, principalmente quando existe alguma lesão.

A leptospirose tem início súbito. Os sintomas, semelhantes aos da gripe, são: dor de cabeça, dor muscular – insuportável na “batata” da perna (panturrilha) –, febre alta e mal-estar.

Normalmente, quando curada, a doença não deixa seqüelas.

http://www.biomania.com.br/monera/doencasbacterianas.php. [acessado em 20/10/2004]. [adapt.]

Com base no texto e em seus conhecimentos, é correto afirmar que, na febre, a água liberada através do suor, para evaporar sobre a pele, necessita

(a)ceder energia sob a forma de calor, provocando convecção na região próxima da pele e proporcionando a sensação térmica de “mais quente”, fenômeno evidente na leptospirose – moléstia causada pela atuação de um microrganismo pertencente ao reino Monera que, por ser de reprodução assexuada, prolifera rapidamente no organismo.
(b)receber energia sob forma de calor, e, se aquecida, dará a sensação térmica de “mais quente”, evidenciada nas febres, que podem também ser causadas pela atuação da Leptospira – microrganismo pertencente ao reino Protoctista, e de reprodução sexuada – cuja erradicação é muito difícil, uma vez que a sua proliferação se efetiva em meio líquido.
(c)perder energia sob forma de calor, proporcionando seu aquecimento e, daí, a sensação de “mais quente”, evidenciada nessa enfermidade, cuja contaminação é facilitada pelas enchentes, nas quais a água entra em contato com a urina de ratos contaminados, levando a leptospira a locais onde normalmente não entraria.
(d)perder calor para efetivar sua evaporação, reduzindo a temperatura corporal, fenômeno importante observado nessa enfermidade – causada por seres microscópicos, sem núcleo e DNA na sua estrutura – principalmente quando as pessoas permanecem muito tempo em contato com a água contaminada pela urina dos ratos.
(e)receber energia sob a forma de calor, proporcionando a sensação térmica de “mais frio”, fenômeno evidente no curso da leptospirose – moléstia causada por seres unicelulares e procariontes, cuja disseminação pode ser controlada pelo extermínio dos ratos.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(d)
Resolução comentada

Do ponto de vista da Física, a evaporação é uma mudança de fase que exige energia: o calor latente de vaporização. Para evaporar, a água do suor retira essa energia do corpo (da pele), e, com isso, a temperatura corporal diminui. É por isso que o suor ajuda a combater a febre.

Nas alternativas que dizem que a água, para evaporar, “cede” energia ou aquece a pele, o sentido da troca de calor está invertido, e as que falam em “receber energia” associada à sensação de “mais frio” ou “mais quente” não descrevem esse mecanismo. A alternativa de gabarito é a única que associa a evaporação ao resfriamento do corpo.

Observação: o enunciado mistura Física e Biologia. As afirmações sobre as bactérias, nas alternativas, não alteram a análise do fenômeno físico pedido na questão.

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