Provas Anteriores | PASSE 2022–2024 — 2ª Etapa

Q36

Eletrodinâmica — Resistor Limitador de Corrente para LED

Um estudante deseja utilizar um LED (Light-Emitting Diode ou diodo emissor de luz) como fonte de luz e dispõe de uma bateria de $9\text{ V}$.

As especificações do LED indicam que sua tensão máxima de operação é $3\text{ V}$ e que a potência utilizada durante a operação é $0{,}45\text{ W}$.

Para que o LED possa ser ligado à bateria de $9\text{ V}$, é necessário colocar um resistor $R$ em série com o LED e a bateria.

Qual deve ser o valor da resistência elétrica do resistor $R$ para que o LED funcione sem queimar?

a)$R=60\ \Omega$.

b)$R=20\ \Omega$.

c)$R=10\ \Omega$.

d)$R=50\ \Omega$.

e)$R=40\ \Omega$.

Gabarito — PASSE-UFMS Triênio 2022–2024 (2ª Etapa)

E

Resolução

A corrente que deve circular pelo LED (e, como estão em série, também pelo resistor) é obtida a partir da potência de operação:

$i=\dfrac{P_{LED}}{V_{LED}}=\dfrac{0{,}45}{3}=0{,}15\text{ A}$.

Como o resistor está em série com o LED, a tensão da bateria se divide entre os dois. A tensão que deve cair sobre o resistor é:

$V_R=V_{bateria}-V_{LED}=9-3=6\text{ V}$.

Pela Lei de Ohm:

$R=\dfrac{V_R}{i}=\dfrac{6}{0{,}15}=40\ \Omega$.

Alternativa correta: E

Q37

Dilatação Térmica Superficial — Diferença de Área Constante

Duas chapas metálicas, 1 e 2, compostas por materiais distintos, com coeficientes de dilatação térmica superficial $\beta_1$ e $\beta_2$, apresentam áreas iniciais, a certa temperatura, iguais a $A_{1,inicial}=10\text{ m}^2$ e $A_{2,inicial}=20\text{ m}^2$.

À medida que a temperatura aumenta, a diferença de área entre as duas chapas permanece constante.

Para que isso ocorra, qual deve ser a razão entre os coeficientes de dilatação térmica superficial $\dfrac{\beta_1}{\beta_2}$ das duas chapas?

a)$\dfrac{\beta_1}{\beta_2}=0{,}5$.

b)$\dfrac{\beta_1}{\beta_2}=1{,}0$.

c)$\dfrac{\beta_1}{\beta_2}=1{,}5$.

d)$\dfrac{\beta_1}{\beta_2}=2{,}0$.

e)$\dfrac{\beta_1}{\beta_2}=2{,}5$.

Gabarito — PASSE-UFMS Triênio 2022–2024 (2ª Etapa)

D

Resolução

A dilatação superficial de cada chapa é $\Delta A=A_0\,\beta\,\Delta T$. Para que a diferença $A_2-A_1$ permaneça constante ao longo do aquecimento, é preciso que ambas as chapas dilatem exatamente a mesma quantidade de área, isto é, $\Delta A_1=\Delta A_2$:

$A_{1,inicial}\,\beta_1\,\Delta T=A_{2,inicial}\,\beta_2\,\Delta T$.

$10\,\beta_1=20\,\beta_2\Rightarrow\dfrac{\beta_1}{\beta_2}=\dfrac{20}{10}=2{,}0$.

Alternativa correta: D

Q38

Termologia — Convecção em Ar-Condicionado

Observe a imagem a seguir. A figura apresenta um aparelho de ar-condicionado instalado na parte superior de um ambiente, sendo esse aparelho indicado pelo número 6.

Esquema de um ambiente com o ar-condicionado instalado próximo ao teto, mostrando o ar frio descendo e o ar quente subindo, formando correntes de convecção

Ar-condicionado instalado próximo ao teto: correntes de convecção no ambiente.

O elemento destacado na imagem com o número 6 foi instalado na parte superior, pois:

a)ele retira o calor do meio mais quente e o transfere para o meio mais frio.

b)o ar que ele coloca no meio é mais denso e, assim, o processo de condução é facilitado.

c)facilita a troca de calor do meio interno com o meio externo pelo processo de radiação.

d)facilita a troca de calor do meio interno com o meio externo pelo processo de condução.

e)facilita a troca de calor do meio interno com o meio externo pelo processo de convecção.

Gabarito — PASSE-UFMS Triênio 2022–2024 (2ª Etapa)

E

Resolução

O ar resfriado pelo aparelho é mais denso que o ar quente do ambiente, por isso tende a descer. Ao ser instalado próximo ao teto, o ar frio desce e o ar quente, menos denso, sobe para ser resfriado, estabelecendo uma corrente de convecção que circula e resfria todo o ambiente de forma mais eficiente. Esse é justamente o processo de convecção — transporte de calor por movimento de massa de um fluido —, e não condução (que depende de contato direto entre partículas) nem radiação (que não depende de um meio material).

Alternativa correta: E

Q39

Eletrostática — Processos de Eletrização

Observe as situações a seguir:

• os pelos do braço ficam arrepiados ao aproximá-los de um monitor ligado;
• a carroceria de um carro em movimento fica eletrizada, podendo dar choque em uma pessoa ao tocá-la;
• as folhas de um eletroscópio de folhas se afastam ao aproximar um bastão eletrizado de sua esfera condutora;
• os cabelos de uma pessoa ficam eletrizados ao tocar um gerador de Van de Graaff.

O principal processo de eletrização que explica cada situação é, respectivamente:

a)indução, indução, contato e contato.

b)atrito, indução, indução e contato.

c)atrito, indução, indução e indução.

d)indução, atrito, indução e contato.

e)indução, atrito, contato e indução.

Gabarito — PASSE-UFMS Triênio 2022–2024 (2ª Etapa)

D

Resolução

Os pelos do braço se arrepiam ao se aproximar (sem tocar) de um monitor eletrizado: é indução, causada pelo campo elétrico do monitor sobre as cargas dos pelos, sem contato.

A carroceria do carro se eletriza pelo atrito constante do ar e das rodas com o solo durante o movimento: é eletrização por atrito.

As folhas do eletroscópio se afastam ao se aproximar (sem tocar) um bastão eletrizado da esfera: é o exemplo clássico de eletrização por indução.

Os cabelos se eletrizam ao tocar diretamente o gerador de Van de Graaff: é eletrização por contato.

Alternativa correta: D

Q40

Eletrodinâmica — Corrente Elétrica em Circuitos Residenciais

Observe a imagem a seguir, que ilustra uma instalação residencial dividida em circuitos.

Nessa residência, os quatro circuitos, 1, 2, 3 e 4, possuem tensão de $220\text{ V}$. Há cinco disjuntores, sendo um para cada circuito e um disjuntor geral.

As potências máximas de cada circuito são, respectivamente: $1.100\text{ W}$, $3.300\text{ W}$, $8.800\text{ W}$ e $4.400\text{ W}$.

Assim, o valor do disjuntor geral e o circuito conectado ao menor disjuntor são:

a)$80\text{ A}$ e circuito das lâmpadas.

b)$40\text{ A}$ e circuito do chuveiro.

c)$20\text{ A}$ e circuito da máquina de lavar roupas.

d)$15\text{ A}$ e circuito das tomadas.

e)$5\text{ A}$ e circuito das lâmpadas.

Gabarito — PASSE-UFMS Triênio 2022–2024 (2ª Etapa)

A

Resolução

A corrente máxima de cada circuito é obtida por $i=P/V$, com $V=220\text{ V}$:

Circuito 1 (lâmpadas): $i_1=\dfrac{1.100}{220}=5\text{ A}$.

Circuito 2 (tomadas): $i_2=\dfrac{3.300}{220}=15\text{ A}$.

Circuito 3 (chuveiro): $i_3=\dfrac{8.800}{220}=40\text{ A}$.

Circuito 4 (máquina de lavar): $i_4=\dfrac{4.400}{220}=20\text{ A}$.

O disjuntor geral precisa suportar a soma das correntes de todos os circuitos:

$i_{geral}=5+15+40+20=80\text{ A}$.

O menor disjuntor (menor corrente, $5\text{ A}$) protege o circuito de menor potência, o das lâmpadas.

Alternativa correta: A

PASSE 2022–2024 2ª Etapa

Dados utilizados