Questõesde UEPB 2007 sobre Física

A atmosfera terrestre é composta por vários gases, formando uma imensa camada de ar que é atraída pela força de gravidade da Terra e, portanto, têm peso. Se não o tivesse, ela escaparia da Terra, dispersando-se pelo espaço. Devido ao seu peso, a atmosfera exerce uma pressão, chamada pressão atmosférica, sobre todos os objetos nela imersos. Foi o físico italiano Evangelista Torricelli (1608-1647) quem realizou uma experiência para determinar a pressão atmosférica ao nível do mar. Ele usou um tubo, de aproximadamente 1,0 m de comprimento, cheio de mercúrio (Hg) e com a extremidade tampada. Depois, colocou o tubo, em pé e com a boca tampada para baixo, dentro de um recipiente que também continha mercúrio. Torricelli observou que, após destampar o tubo, o nível do mercúrio desceu e estabilizou-se na posição correspondente a 76 cm, restando o vácuo na parte vazia do tubo.



Com base nessas informações, é correto afirmar que, se a experiência de Torricelli for realizada

O Princípio de Arquimedes tem manifestações e aplicações extremamente importantes: é este princípio que explica porque animais e pessoas nadam, enquanto objetos tal como navios navegam através de oceanos, etc. O comportamento dos sólidos na água é um dos conhecimentos mais antigos do homem. Historicamente, Arquimedes (287-212 a.C.) formulou o princípio que levou seu nome, ou lei do empuxo, que permite entender-se como os corpos podem ou não flutuar, quando recebeu a tarefa de determinar se uma coroa feita para o rei Hierão II, de Siracusa, era de ouro puro ou se continha um metal menos nobre. Arquimedes chegou à solução do problema durante um banho e após esse, saiu pelado pelas ruas de Siracusa gritando “Eureka! Eureka!” (palavra grega que significa “achei”). Ele havia descoberto um meio de verificar se o rei fora ou não enganado. (Adaptado de Máximo, Antonio & Alvarenga, Beatriz. Física. São Paulo: Scipione, 1997)



Como base nas informações do texto, observe, na figura, uma representação do raciocínio de Arquimedes para resolver o problema da coroa do rei de Siracusa. Na figura A, ele colocou na água uma massa de ouro igual à da coroa. Suponha que tenham sido recolhidos 40 cm³ de água, considerando a densidade do ouro igual a 20 g/cm³ e a densidade da prata igual a 10 g/cm³ . Na figura B, retomando o recipiente cheio de água, mergulhou nele uma massa de prata pura, também igual à massa da coroa, recolhendo a água que transbordou. Como a densidade da prata é menor que a do ouro, o volume de água recolhido nesta segunda operação era maior que na primeira. Podemos afirmar que, a massa da coroa em gramas e o volume da água recolhido na figura B, em cm³ , são, respectivamente, iguais a

No fim do século XVIII, Benjamin Thompson, engenheiro americano exilado na Inglaterra (país onde recebeu o título de Conde Rumford), realizou os primeiros experimentos convincentes sobre a natureza do calor, mas estes só seriam levados a sério em meados do século XIX, principalmente pelas contribuições de Julius Robert von Mayer (1814-1878), James Prescott Joule (1818-1889), e outros, que vieram corroborar com a teoria do calor. Assim, Conde Rumford escreveu:

“Foi por acaso que me vi levado a realizar as experiências que vou relatar agora. Estando ocupado, ultimamente, em supervisionar a perfuração de canhões nas oficinas do arsenal militar de Munich, chamou-me a atenção o elevado grau de aquecimento de um canhão de bronze, atingido em tempos muito curtos, durante o processo de perfuração; bem como a temperatura ainda mais alta (acima do ponto de ebulição da água, conforme verifiquei) das aparas metálicas removidas pela perfuração”.

A partir das experiências realizadas sobre a natureza do calor, somos naturalmente levados a refletir sobre a grande questão que tem sido objeto de tantas especulações filosóficas:

Que é o calor? Existe alguma coisa que possamos chamar de calórico? Calor e temperatura são a mesma coisa?, etc.

Acerca do assunto tratado no texto acima, atualmente, com base na Teoria do Calor, analise as proposições a seguir, escrevendo V ou F, conforme sejam Verdadeiras ou Falsas, respectivamente:

( ) Se o trabalho físico pode ser convertido em calor, então o calor é também uma forma de energia mecânica.

( ) O calor é um fluido invisível chamado calórico.

( ) O equivalente mecânico da caloria nos dá a taxa de conversão entre energia mecânica e calor.

( ) Temperatura é a quantidade de calor existente em um corpo. O calor contribui para a variação de temperatura dos corpos.

( ) Quando o calor de um corpo aumenta, suas partículas se movem rapidamente e sua temperatura fica maior, isto é, ao elevar-se, o corpo esquenta e dilata.

Assinale a alternativa que corresponde à seqüência correta:

A avaliação da temperatura do corpo humano é de grande importância na Medicina, pois em muitas doenças ocorrem sua variação. Quando a temperatura corporal aumenta além de 37 ºC (que pode ser considerado em valor médio normal), dizemos que a pessoa está com febre ou hipertermia. Há também situações de anormalidade em que a temperatura diminui abaixo de 37 ºC, caracterizando uma hipotermia. (JUNIOR, F.R. Os Fundamentos da Física. 8. ed. vol. 2. São Paulo: Moderna, 2003, p. 11)



Um médico inglês mede a temperatura de um paciente com suspeita de infecções e obtém em seu termômetro clínico o valor de 104,0 ºF (grau Fahrenheit). Tem ele motivo de preocupação com o paciente?

Com o auxilio do texto acima, assinale a alternativa correta:

Acerca do assunto tratado no texto I, em relação à produção de energia elétrica, analise as proposições a seguir, escrevendo V ou F, conforme sejam Verdadeiras ou Falsas, respectivamente:

( ) Nas represas das hidrelétricas, armazena-se energia em forma de energia potencial.

( ) O gerador transforma a energia mecânica em energia elétrica a partir de dispositivos que utilizam conceitos derivados da lei de indução de Faraday.

( ) A força gravitacional da queda de água se transforma em força elétrica, que é transportada por linhas de transmissão e transformada em energia elétrica nos centros de consumo.

( ) O gerador das usinas hidrelétricas é composto de eletroímãs e de fios enrolados como em um motor elétrico. A água, movimentando a turbina, faz girar o conjunto de eletroímãs, variando o fluxo do campo magnético através dos fios enrolados. A variação do fluxo magnético induz uma força eletromotriz.

( ) A água desce para as turbinas por uma diferença de potencial, produz uma força elétrica nos fios que compõem o gerador, produzindo uma corrente elétrica que é transportada por linhas de alta tensão até os centros de consumo.

Assinale a alternativa que corresponde à seqüência correta:

Ainda acerca do assunto tratado no texto I, em relação à transmissão e distribuição de energia elétrica, é correto afirmar que

Um aspecto importante adotado pelos engenheiros eletricistas ao projetarem as linhas de transmissão no abastecimento de energia elétrica refere-se às perdas na transmissão dessa energia do local de geração para o local de consumo. Considere que uma linha de transmissão de 2000 km que tem resistência elétrica de 3,4 Ω, submetida a uma voltagem de 100.000 V, fornece energia elétrica a uma cidade que consome uma potência de 1,0 x 10⁸ W. A corrente elétrica e a potência dissipada na linha de transmissão, valem, respectivamente,

Acerca do assunto tratado no texto II, para explicar o efeito fotoelétrico, Albert Einstein mostrou que a energia cinética máxima dos elétrons, emitidos por uma placa metálica iluminada, depende

Com base nas informações do texto II, considere um circuito elétrico construído conforme a figura que o ilustra, em que uma placa metálica de césio é iluminada por uma onda luminosa, de comprimento 3 × 10^-7 m, cuja função de trabalho do césio (W) é 2,1 eV, e considere, também, a velocidade da luz c = 3 x 10⁸ m/s e a constante de Planck h = 4 ×10^-15 eV.s. A energia cinética dos elétrons, emitidos por esta placa, em (eV), vale

Já considerado como tradição no Maior São João do Mundo, o trem do forró é uma das atrações de sucesso da programação da festa de Campina Grande. Nele as pessoas fazem uma viagem, com destino ao município de Galante, embalados por trios de forró e muita animação nos vagões do transporte. Um casal que se divertia intensamente numa das viagens sentiu uma certa dificuldade em acertar o passo do forró, pois ora eram lançados para frente, ora para trás, e quando o trem realizava curvas, sentiam-se deslocados para fora das mesmas. Assinale a alternativa que apresenta o conceito ou princípio que está relacionado ao que ocorreu com este casal forrozeiro.

Numa aula experimental de física, o professor, após discutir com seus alunos os movimentos dos corpos sob efeito da gravidade, estabelece a seguinte atividade:

Coloquem dentro de uma tampa de caixa de sapatos objetos de formas e pesos diversos: pedaço de papel amassado, pedaço de papel não amassado, pena, esfera de aço, e uma bolinha de algodão. Em seguida, posicionem a tampa horizontalmente a 2 metros de altura em relação ao solo, e a soltem deixando-a cair.

Com a execução da atividade proposta pelo professor, observando o que ocorreu, os alunos chegaram a algumas hipóteses:

I. A esfera de aço chegou primeiro no chão, por ser mais pesada que todos os outros objetos.

II. Depois da esfera de aço, o que chegou logo ao chão foi o pedaço de papel amassado, porque o ar não impediu o seu movimento, contrário ao que ocorreu com os outros objetos dispostos na tampa.

III. Todos os objetos chegaram igualmente ao chão, uma vez que a tampa da caixa impediu que o ar interferisse na queda.

IV. Os objetos chegaram ao chão, conforme a seguinte ordem: 1º- tampa da caixa e esfera de aço; 2º- pedaço de papel amassado; 3º- bolinha de algodão; 4º- pena e 5º- pedaço de papel não amassado.

Após analise das hipóteses acima apontadas pelos alunos, é correto afirmar que

Alguns brinquedos executam movimentos em que ocorrem efeitos surpreendentes, principalmente quando relacionados ao movimento circular, onde carrinhos conseguem mover-se de cabeça para baixo e executam curvas sem saírem das pistas. O autorama é um exemplo típico desses brinquedos, em que um carro movimenta-se numa pista, composta de trechos retilíneos e curvilíneos. A figura abaixo é uma representação de uma pista de autorama, em que o carro passa pelos trechos A, B, C e D (B e D são trechos retilíneos). Considerando que nos dois primeiros trechos (A e B), o carro passa mantendo o módulo de sua velocidade constante, e em seguida, passa pelos trechos (C e D), diminuindo sua velocidade, é correto afirmar que a resultante das forças sobre o carro é

O físico escocês James Clerk Maxwell (1831-1879), nascido em Edimburgo, verificou experimentalmente estudos teóricos, ao considerar a existência das ondas eletromagnéticas. Essas ondas surgem como conseqüência de dois efeitos: um campo magnético variável produz um campo elétrico, e um campo elétrico variável produz um campo magnético. Dentre a diversidade de ondas que compõem o espectro eletromagnético, têm-se, hoje, como exemplo, as ondas de rádio, TV, microondas, a luz, e outras. A respeito destas informações, analise as proposições a seguir.

I. As denominações “ondas longas”, “ondas médias” e “ondas curtas”, de que geralmente ouvimos falar, referem-se aos valores dos comprimentos de ondas, ou seja, (onda longa) > (onda média) > (onda curta).

II. A razão entre o maior e o menor comprimento de onda de uma rádio que emite numa faixa de freqüência de 90 MHz a 108 MHz é 1,5.

III. As ondas eletromagnéticas usadas pelas emissoras de TV têm as mesmas características das ondas de rádio. Entretanto, elas apresentam freqüências mais elevadas do que aquelas normalmente usadas pelas estações de rádio.

A partir da análise feita, assinale a alternativa correta:

Sabemos que as dimensões de um corpo se alteram, quando também alteramos sua temperatura. Salvo algumas exceções, todos os corpos, quer sejam sólidos, líquidos ou gasosos, dilatam-se quando sua temperatura aumenta. Na tira que segue, temos uma possibilidade de solução para o problema apresentado:



Após a leitura das imagens, é correto afirmar:

Um estudante curioso, a fim de testar a inversão de imagens, encheu um tubo de ensaio com água, vedou-o com uma rolha e, utilizando-se da expressão CHICO RALA COCO, impressa num cartão, percebeu que, ao afastar o instrumento do cartão, obteve uma nova expressão, conforme apresentado na figura abaixo.



Com base em sua análise e conhecimentos em fenômenos ópticos, esta observação do estudante acontece por que

Sadi Carnot (1796-1832), foi um físico e engenheiro do exército francês, destacando-se por seu estudo sobre as condições ideais para a produção de energia mecânica, a partir do calor, nas máquinas térmicas. Em 1824, Carnot descreveu e analisou o denominado ciclo de Carnot, cuja importância é devida ao seguinte teorema: “Nenhuma máquina térmica que opera entre duas dadas fontes, às temperaturas T1 e T2, pode ter maior rendimento que uma máquina de Carnot, operando entre estas mesmas fontes”. (Alvarenga, B. e Maximo, A. Curso de Física, Volume 2, Editora Scipíone, p. 158, São Paulo, 2000).

Considerando que uma máquina que extrai 375.10⁴ cal de uma fonte à temperatura de 127 o C e rejeita 15.10⁵ cal para uma fonte a 200 K, a diferença entre seu rendimento e o rendimento de uma máquina de Carnot, operando entre estas mesmas temperaturas, é de:

Em 1831 Michael Faraday (1791-1867), físico e químico inglês, descobriu a indução eletromagnética, ao verificar que toda vez que o fluxo magnético através de um circuito varia, surge, nesse circuito, uma força eletromotriz induzida. O gráfico abaixo, mostra como o fluxo magnético varia com o tempo, em uma bobina, com isso o valor absoluto da força eletromotriz máxima induzida na bobina, no intervalo de 0 a 3s, é:

O espelho esférico foi estudado pelo matemático grego Euclides (325 a.C. a 265 a.C.) em sua obra Catroptics, datada de 300 a.C., (...) o nome Euclides está intrinsecamente ligado à geometria. Ao postular a propagação em linha reta dos raios luminosos, ele tornou a óptica uma simples divisão da geometria. (Ricardo Barthem, Temas atuais de Física: A luz, Editora livraria da física, p. 5, São Paulo, 2005).

Os espelhos esféricos são aplicados tecnologicamente em uma variedade de instrumentos e objetos. No caso dos espelhos convexos, estes são utilizados como espelhos retrovisores de veículos, nas saídas das garagens de prédios e nas portas de certos elevadores. Considerando que um destes espelhos tem 20 cm de distância focal, e conjuga uma imagem a 4 cm do seu vértice, a distância do objeto ao espelho é de:

Um estudante de Ensino Médio resolveu montar um experimento para melhor compreender os tipos de equilíbrio, que tinha estudado em sua aula de física. Utilizando dois garfos, uma rolha, um prego e uma garrafa, construiu a estrutura, representada na figura abaixo:



Sendo PS o ponto de sustentação e CG o centro de gravidade da estrutura, o estudante concluiu que