Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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PAVE III — 1ª Etapa — Questões de Física comentadas — Método TEF

UFPel · Programa de Avaliação da Vida Escolar · Triênio 2006–2008 · Aplicação: 16/12/2006

Questões 20 a 25 — Física · gabarito oficial e resolução comentada Método TEF.

Q20
Ondulatória — Ondas — Fenômenos ondulatórios

De acordo com os seus conhecimentos sobre “Fenômenos Ondulatórios”, escolha a resposta correta.

(a)Difração é o fenômeno ondulatório que apresenta a propriedade de contornar obstáculos. Esse fenômeno só pode ocorrer com as ondas sonoras.
(b)Batimento é o fenômeno ondulatório, em que as ondas periódicas de freqüências quase iguais se sobrepõem, originando uma onda resultante periódica não senoidal de amplitude flutuante.
(c)Polarização é o fenômeno ondulatório que pode ocorrer tanto em ondas transversais como em ondas longitudinais.
(d)Reflexão é o fenômeno ondulatório tal que, sempre que uma onda atinge um obstáculo, ela retorna, totalmente, para o meio de origem.
(e)Refração é o fenômeno ondulatório pelo qual a onda passa de um meio para outro, permanecendo com a mesma velocidade de propagação.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(b)
Resolução comentada

O batimento resulta da superposição de ondas de frequências muito próximas: a amplitude da onda resultante oscila no tempo, com frequência igual à diferença entre as frequências das ondas somadas.

Nas demais: a difração ocorre com qualquer tipo de onda, e não só com o som; a polarização só ocorre em ondas transversais; ao atingir um obstáculo a onda nem sempre retorna totalmente (parte pode ser absorvida ou refratada); e, na refração, a velocidade de propagação muda ao passar de um meio a outro.

Q21
Termologia — Dilatação térmica — Lâmina bimetálica

As lâminas bimetálicas são muito utilizadas em aparelhos elétricos e são constituídas de dois metais de diferentes coeficientes de dilatação térmica, colados fortemente.

O desenho abaixo mostra um dispositivo que será submetido a um aumento de temperatura igual a 30°C e com α1 > α2, isto é, o coeficiente de dilatação linear da barra 1 é maior do que o coeficiente de dilatação da barra 2.

Duas barras coladas, a barra 1 (coeficiente α1) acima e a barra 2 (coeficiente α2) abaixo

De acordo com o texto e com seus conhecimentos, escolha a alternativa correta.

(a)O dispositivo se curva para baixo.
(b)O dispositivo se dilata, mantendo-se na horizontal.
(c)O dispositivo se contrai, mantendo-se na horizontal.
(d)O dispositivo não se altera, porque a variação de temperatura a que ele foi submetido é insignificante.
(e)O dispositivo se curva para cima.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(a)
Resolução comentada

Na dilatação linear, $\Delta L=L_0\,\alpha\,\Delta T$. Com o mesmo $L_0$ e o mesmo $\Delta T$, a barra 1 (maior $\alpha$) se alonga mais que a barra 2.

Como as barras estão coladas, a lâmina se curva de modo que a barra que mais se dilata fique na parte externa da curva. A barra 1 está em cima, então o dispositivo se curva para baixo.

Q22
Termologia — Propagação do calor — Coletor de energia solar

No esquema abaixo, temos um “Coletor de Energia Solar” onde a água de um reservatório, para ser aquecida, circula por canos de cobre que ficam sobre a placa escura, coletora de energia, a qual é coberta por um vidro.

Esquema de coletor solar: placa escura inclinada com canos, radiação solar incidente, reservatório de água quente, reservatório de água fria e saída de água quente para o consumo

Com base no esquema acima e em seus conhecimentos, analise as afirmativas abaixo.

I) Quanto mais escura a placa coletora de energia, melhor será a absorção da energia radiante.

II) O material do reservatório deve ser metálico para conduzir melhor o calor.

III) O vidro colocado sobre a placa escura tem o objetivo de reter a energia, pois o vidro não deixa os raios infravermelhos saírem para o ambiente.

IV) A água aquece porque ela circula sobre a placa coletora de energia empurrada pela água mais fria e menos densa.

Estão corretas

(a)I e II.
(b)II e IV.
(c)III e IV.
(d)I e III.
(e)I, II e IV.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(d)
Resolução comentada

I (verdadeira): superfícies escuras absorvem melhor a radiação incidente.

II (falsa): o reservatório deve conservar o calor da água, então deve ser isolante térmico, e não bom condutor.

III (verdadeira): o vidro é transparente à luz visível, mas opaco ao infravermelho emitido pela placa aquecida: a energia entra e fica retida (efeito estufa).

IV (falsa): a circulação ocorre por convecção: a água aquecida fica menos densa e sobe, empurrada pela água fria, que é mais densa. A afirmativa diz que a água fria é menos densa, o que está errado.

Q23
Termologia — Calorimetria — Equilíbrio térmico com fusão de gelo

Em um recipiente contendo 3 litros de água a 10°C, colocam-se 600g de gelo fundente e deixa-se atingir o equilíbrio térmico. O calor específico da água é 1 cal/g°C, o calor latente de fusão do gelo, 80cal/g, e a massa específica da água, 1kg/l.

De acordo com os seus conhecimentos, com as informações do texto e desprezando as trocas de calor com o ambiente e com o recipiente, é correto afirmar que a temperatura do equilíbrio térmico será

(a)0°C e todo o gelo se fundirá.
(b)0°C e somente 375g de gelo serão fundidos.
(c)0°C e somente 225g de gelo serão fundidos.
(d)2°C e restarão 125g de gelo não fundidos.
(e)0°C e restarão 300g de gelo não fundidos.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(b)
Resolução comentada

A massa de água é $3\text{ L}\cdot1\text{ kg/L}=3000\text{ g}$. O calor que a água libera ao resfriar de $10\,°\text{C}$ até $0\,°\text{C}$ é

$$Q=m\,c\,\Delta T=3000\cdot1\cdot10=30000\text{ cal}$$

Fundir os 600 g de gelo exigiria $600\cdot80=48000\text{ cal}$, mais do que o disponível. Logo, o gelo não funde por completo e a temperatura final é $0\,°\text{C}$. A massa fundida é

$$m_f=\frac{30000}{80}=375\text{ g}$$

Restam $600-375=225\text{ g}$ de gelo.

Q24
Óptica — Refração e lentes — Defeitos da visão

Uma grande e valiosa aplicação da Óptica Geométrica é a correção dos defeitos da visão.

Com base nos seus conhecimentos, as lentes indicadas para a correção da presbiopia, miopia e hipermetropia são, respectivamente, a

(a)divergente, a convergente e a convergente.
(b)convergente, a divergente e a divergente.
(c)divergente, a divergente e a convergente.
(d)convergente, a convergente e a divergente.
(e)convergente, a divergente e a convergente.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(e)
Resolução comentada

Presbiopia (vista cansada): o cristalino perde poder de acomodação e a imagem se forma atrás da retina, como na hipermetropia. Corrige-se com lente convergente.

Miopia: a imagem se forma antes da retina, e a lente indicada é a divergente, que afasta a imagem.

Hipermetropia: a imagem se forma depois da retina, e a lente indicada é a convergente.

Q25
Ondulatória — Ondas — Comprimento de onda

Um indivíduo joga uma pedra em um lago e observa a formação de ondas.

De acordo com seus conhecimentos a distância entre duas cristas sucessivas é chamada de

(a)elongação.
(b)freqüência.
(c)amplitude.
(d)comprimento de onda.
(e)fase.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(d)
Resolução comentada

O comprimento de onda $\lambda$ é a distância entre dois pontos consecutivos que vibram em fase, como duas cristas (ou dois vales) sucessivos. A frequência é o número de oscilações por unidade de tempo, a amplitude é o afastamento máximo em relação à posição de equilíbrio, e a elongação é o afastamento em um instante qualquer.

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