Questõesde UPE sobre Física

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1245547d-6a
UPE 2021 - Física - Transformações Gasosas, Física Térmica - Termologia

Uma máquina térmica utiliza um mol de gás ideal diatômico para realizar ciclo ABCA. O ponto A está sobre a isotérmica T1, e os pontos B e C estão sobre a isotérmica T2, como mostra a figura ao lado. Sobre esse tema, analise as seguintes afirmativas e assinale a CORRETA.


A
O processo AB é isobárico.
B
A temperatura do gás em A é maior que em B.
C
O processo BC é isocórico.
D
A variação de energia interna entre BC é nula.
E
O gás absorve calor ao longo do processo CA.
12539692-6a
UPE 2021 - Física - Física Térmica - Termologia, 1ª Lei da Termodinâmica

A atmosfera da Terra pode ser considerada uma máquina térmica. A energia solar é absorvida, em média, a uma temperatura mais alta que a temperatura na qual a energia da radiação infravermelha é emitida de volta ao espaço. Portanto, de acordo com o conceito de motor térmico, existe energia mecânica disponível, que é utilizada para impulsionar a circulação da atmosfera e dos oceanos. A aplicação mais simples é que a luz do sol é absorvida na superfície onde a temperatura média é 288 K, e o infravermelho é emitido para o espaço a uma temperatura média de 255 K. Isso implica que a eficiência máxima do motor térmico da Terra é igual a 11,5%, sendo limitado puramente pela diferença de temperatura entre a superfície e a temperatura de equilíbrio radiativo. Essa diferença é resultado do efeito estufa. Portanto, nesse conceito simplista, quanto maior o efeito estufa mais energia mecânica que teoricamente estaria disponível. Como resultado, com o aquecimento global, a eficiência deve aumentar. Com um aquecimento de superfície de 4 °C, a eficiência aumentaria para X, o que significa que a circulação deve se tornar mais energética, com intensificação de fenômenos meteorológicos, a exemplo de tempestades severas, inundações, vendavais, ondas de calor, secas prolongadas, entre outros.

Disponível em: atmo.arizona.edu. Acesso em: 08 nov. 2020. (Adaptado)

Com base nas informações do texto e na eficiência de uma máquina térmica de Carnot, a nova eficiência da atmosfera terrestre X é aproximadamente igual a

Na questão, considere o módulo da aceleração da gravidade g = 10,0 m/s2 , 1 kcal = 4,2 J, calor específico da água = 1 cal/g°C, calor latente de fusão da água LF = 80 cal/g, calor latente de vaporização da água Lv = 540 cal/g, índice de refração do ar nar = 1,0 e utilize π = 3 e a constante universal dos gases ideais R = 8,3 JK-1mol-1 .
A
10,2 %
B
11,9 %
C
12,7 %
D
14,3 %
E
15,1 %
122fdc27-6a
UPE 2021 - Física - Lentes, Ótica

Miopia é a formação de uma imagem desfocada ou borrada antes da retina quando se observam objetos distantes, conforme ilustra a figura A abaixo. Para corrigir tal problema de saúde, oftalmologistas prescrevem, como um dos possíveis tratamentos, o uso de lentes corretivas na frente dos olhos. Então, com seu uso, a imagem é deslocada e formada sobre a retina, resultando em uma visão clara e nítida, conforme ilustra a figura B abaixo. Que tipo de lente é capaz de produzir esse efeito?


A
Plana
B
Divergente
C
Convergente
D
Plana convergente
E
Côncava
1225d855-6a
UPE 2021 - Física - Ótica, Refração

Deseja-se medir uma das dimensões de um prisma utilizando um feixe de luz. A figura mostra a vista superior de um prisma acrílico com índice de refração n = 5/3 e formato trapezoidal. Sabendo que um feixe de luz que entra pelo ponto P percorre as faces do prisma e emerge no ponto Q, obtenha o valor da dimensão desconhecida x.


Na questão, considere o módulo da aceleração da gravidade g = 10,0 m/s2 , 1 kcal = 4,2 J, calor específico da água = 1 cal/g°C, calor latente de fusão da água LF = 80 cal/g, calor latente de vaporização da água Lv = 540 cal/g, índice de refração do ar nar = 1,0 e utilize π = 3 e a constante universal dos gases ideais R = 8,3 JK-1mol-1 .
A
3,0 cm
B
6,5 cm
C
7,0 cm
D
7,5 cm
E
8,0 cm
122ac7c4-6a
UPE 2021 - Física - Ótica, Espelhos Esféricos

Um espelho esférico e côncavo de raio de curvatura R = 4,0 m foi instalado no piso de um laboratório. Um objeto O de massa m = 0,5 kg na forma de seta foi projetado para cair sem girar, sendo colocado a 7,0 m acima do vértice do espelho, como mostra a figura a seguir. O objeto é solto em queda livre. Em que instante de tempo, em s, a seta e sua imagem estão apontando para o mesmo sentido? 


Na questão, considere o módulo da aceleração da gravidade g = 10,0 m/s2 , 1 kcal = 4,2 J, calor específico da água = 1 cal/g°C, calor latente de fusão da água LF = 80 cal/g, calor latente de vaporização da água Lv = 540 cal/g, índice de refração do ar nar = 1,0 e utilize π = 3 e a constante universal dos gases ideais R = 8,3 JK-1mol-1 .
A
1,0
B
2,0
C
5,0
D
10,0
E
12,0
1240793f-6a
UPE 2021 - Física - Física Térmica - Termologia, Calor Latente

O esquema ao lado ilustra o funcionamento de uma câmara de reação com hidrogênio. Inicialmente a câmara está a 273 K com pressão de 1 atm, confinando 7 moles e 3 moles dos gases hidrogênio H2 e oxigênio O2, respectivamente. Uma faísca dentro da câmara promove uma reação exotérmica, que ocorre até que sobre apenas 1 mol de H2. Aguardando o resfriamento da câmara até 273 K, tem-se uma pressão interna final, em atm, de


Na questão, considere o módulo da aceleração da gravidade g = 10,0 m/s2 , 1 kcal = 4,2 J, calor específico da água = 1 cal/g°C, calor latente de fusão da água LF = 80 cal/g, calor latente de vaporização da água Lv = 540 cal/g, índice de refração do ar nar = 1,0 e utilize π = 3 e a constante universal dos gases ideais R = 8,3 JK-1mol-1 .
A
0,5
B
0,4
C
0,3
D
0,2
E
0,1
123a5581-6a
UPE 2021 - Física - Calor Latente

O gráfico abaixo mostra a quantidade de calor absorvida pela água durante diferentes processos de transformação. Que quantidade de massa de água, em g, participou desses processos?


Na questão, considere o módulo da aceleração da gravidade g = 10,0 m/s2 , 1 kcal = 4,2 J, calor específico da água = 1 cal/g°C, calor latente de fusão da água LF = 80 cal/g, calor latente de vaporização da água Lv = 540 cal/g, índice de refração do ar nar = 1,0 e utilize π = 3 e a constante universal dos gases ideais R = 8,3 JK-1mol-1 .
A
10
B
50
C
100
D
200
E
500
1233fd2c-6a
UPE 2021 - Física - Física Térmica - Termologia, Dilatações

Ao aquecer uma barra composta de uma liga metálica desconhecida, foi possível elaborar o gráfico ao lado, o qual relaciona comprimento L da barra, em metros, em função de sua temperatura de equilíbrio, em graus Celsius. Qual o coeficiente de dilatação linear dessa liga metálica em unidades de 10-6 oC -1? 


Na questão, considere o módulo da aceleração da gravidade g = 10,0 m/s2 , 1 kcal = 4,2 J, calor específico da água = 1 cal/g°C, calor latente de fusão da água LF = 80 cal/g, calor latente de vaporização da água Lv = 540 cal/g, índice de refração do ar nar = 1,0 e utilize π = 3 e a constante universal dos gases ideais R = 8,3 JK-1mol-1 .
A
10
B
20
C
30
D
45
E
55
4fa1c034-fa
UPE 2016 - Física - Cargas Elétricas e Eletrização, Eletricidade

Um corpo negro tem um pico de emissão em uma temperatura cujo comprimento de onda de sua radiação vale 9000 Å. Nessa temperatura, a radiação que emerge desse corpo não produz efeito fotoelétrico em uma placa metálica. Aumentando a temperatura do corpo negro, sua radiação emitida aumenta 81 vezes, causando efeito fotoelétrico na placa para o comprimento de onda de pico dessa nova temperatura. A energia necessária para frear esses fotoelétrons emitidos é equivalente à diferença de energia dos níveis n = 2 e n = 3 do átomo de hidrogênio de Bohr. Sabendo-se que a Lei de Wien relaciona o comprimento de onda de pico de emissão com a temperatura do corpo negro na forma λT = constante, é CORRETO afirmar que a função trabalho do metal vale aproximadamente

Dados: energia do átomo de hidrogênio de Bohr no estado fundamental = -13,6 eV, constante de Planck = 4,14 x 10-15 eVs, 1 eV = 1,6 x 10-19 J.

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como g = 10,0 m/s2 , o módulo da carga do elétron como e = 1,6 x 10-19C, o módulo da velocidade da luz como c = 3,0 x 108 m/s e utilize π = 3.
A
1,15 eV.
B
2,25 eV.
C
4,50 eV.
D
7,25 eV.
E
10,75 eV.
4f98bcb8-fa
UPE 2016 - Física - Cargas Elétricas e Eletrização, Eletricidade

O BMX, também conhecido como bicicross, é o caçula do ciclismo. A origem da modalidade data das décadas de 1960 e 1970, época em que as vertentes mais tradicionais do esporte — estrada e pista — já faziam parte dos Jogos Olímpicos. O BMX surgiu graças à admiração de jovens norteamericanos pelo MotoCross. A vontade de imitar as manobras dos ídolos, aliada à falta de equipamento, fez bicicletas serem utilizadas em pistas de terra. Nasceu, então, o Bicycle Moto Cross, ou simplesmente BMX. O BMX fez sua primeira aparição olímpica nos Jogos Olímpicos de Pequim2008, com disputas tanto no masculino quanto no feminino. No Rio de Janeiro-2016, foi a terceira vez em que o BMX distribuiu medalhas em uma edição dos Jogos.

Fonte: http://tecnologia.hsw.uol.com.br/fibras-opticas5.htm, acessado em: 14 de julho de 2016. (Adaptado).


Na montagem de uma estrutura de uma pista de BMX, uma barra de comprimento 2R e peso P está em equilíbrio, dentro de uma superfície semiesférica de raio R, conforme mostra a figura a seguir. Considerando-se que não há atrito no ponto de apoio A, ponto mais baixo da pista, qual é o valor do coeficiente de atrito estático no ponto de apoio B, na condição de deslizamento iminente?


Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como g = 10,0 m/s2 , o módulo da carga do elétron como e = 1,6 x 10-19C, o módulo da velocidade da luz como c = 3,0 x 108 m/s e utilize π = 3.
A
1,7
B
1,4
C
1,0
D
0,7
E
0,5
4f9bb987-fa
UPE 2016 - Física - Cargas Elétricas e Eletrização, Eletricidade

Supondo-se que uma equação de onda de ultrassom, utilizada em um exame pré-natal, tem o deslocamento ao longo da direção y dado pela relação y(x, t) = 50sen[(60 × 106 )t + (4 × 103 )x], onde x e y estão medidos em micrômetros e o tempo t, em segundos. Essa equação representa uma onda

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como g = 10,0 m/s2 , o módulo da carga do elétron como e = 1,6 x 10-19C, o módulo da velocidade da luz como c = 3,0 x 108 m/s e utilize π = 3.
A
que viaja com uma velocidade de 15 mm/s no sentido negativo do eixo x.
B
de amplitude 25 µm que viaja ao longo do sentido negativo do eixo x.
C
que possui número de onda igual a 40 m-1 .
D
de comprimento de onda 60 µm.
E
de frequência 106 MHz.
4f9ef832-fa
UPE 2016 - Física - Oscilação e Ondas, Movimento Harmônico

Um pêndulo simples de massa m e comprimento L está imerso em um fluido viscoso, num local onde a aceleração da gravidade tem módulo g que aponta verticalmente para baixo. Considerando-se que a força de arrasto, que atua sobre o pêndulo, devido ao fluido, seja proporcional à sua velocidade e que ela não possua efeitos significativos sobre o fio, assinale a alternativa CORRETA.


Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como g = 10,0 m/s2 , o módulo da carga do elétron como e = 1,6 x 10-19C, o módulo da velocidade da luz como c = 3,0 x 108 m/s e utilize π = 3.
A
A energia mecânica é conservada.
B
A amplitude de oscilação é constante.
C
O pêndulo tenderá ao repouso mais rapidamente, se a sua massa aumentar.
D
A força de tração na corda aumenta, se a massa do pêndulo aumentar.
E
A força de tração na corda diminui , se o comprimento do pêndulo diminuir.
4f91a2a9-fa
UPE 2016 - Física - Associação de Resistores, Eletricidade

A medida da condutividade térmica de um fluido pode ser realizada com a técnica do fio quente. Nessa técnica, um fio de platina é esticado e imerso num reservatório com fluido. As extremidades do fio são conectadas a uma fonte de tensão autoajustável, para manter uma corrente constante circulando no circuito, e a um voltímetro em paralelo, conforme ilustra a figura a seguir. Quando a corrente passa pelo fio, a temperatura do fluido aumenta em razão do efeito joule. Sabendo-se que a resistência do fio aumenta linearmente com a temperatura, qual é a equação que descreve o comportamento da tensão, V, em função do tempo, t, medido quando o sistema está em equilíbrio térmico com o ambiente?

Considere que as dimensões do reservatório são muito maiores que as dimensões do fio.


Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como g = 10,0 m/s2 , o módulo da carga do elétron como e = 1,6 x 10-19C, o módulo da velocidade da luz como c = 3,0 x 108 m/s e utilize π = 3.
A
V = δ + βt, com com δ e β constantes.
B
V = δ + βt 2 , com δ e β constantes.
C
V = δ, com δ constante.
D
V = δ + βtg(t), com β constante.
E
V = δ + βsen(t), com δ e β constantes.
4f9503ab-fa
UPE 2016 - Física - Óptica Geométrica, Ótica

As fibras ópticas são feitas de vidro óptico extremamente puro. Costumamos achar que uma janela de vidro é transparente. Entretanto, quanto mais espesso for o vidro, menos transparente ele será em razão das impurezas nele contidas. O vidro de uma fibra óptica possui, porém, menos impurezas que o vidro usado em janelas. Segue a descrição da qualidade do vidro produzido por uma companhia: se você estivesse sobre um oceano feito de quilômetros de núcleo sólido de fibra de vidro, poderia ver claramente o fundo. Fazer fibras ópticas requer as seguintes etapas: elaborar um cilindro de vidro pré-formado; estirar as fibras a partir da pré-forma; e testar as fibras.

Fonte: http://tecnologia.hsw.uol.com.br/fibras-opticas5.htm, acessado em:14 de julho de 2016.


Durante a fase de estiramento das fibras, é necessário haver um controle da espessura dos fios de fibra óptica fabricados. Para isso, suponha que uma montagem experimental é configurada, utilizando-se um laser com comprimento de onda de 650nm que incide sobre o fio de fibra óptica, com um revestimento opaco, conforme ilustra a Figura 1. Após passar pelo fio, o feixe de laser forma um padrão de difração em um anteparo instalado a 2,0m de distância do fio. A representação esquemática desse padrão está mostrada na Figura 2. Sabendo-se que a separação entre os máximos de intensidade luminosa, Δx, é 1,0 cm, qual é o valor do diâmetro do fio?

 

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como g = 10,0 m/s2 , o módulo da carga do elétron como e = 1,6 x 10-19C, o módulo da velocidade da luz como c = 3,0 x 108 m/s e utilize π = 3.
A
65 μm
B
130 μm
C
260 μm
D
390 μm
E
520 μm
4f8ee21c-fa
UPE 2016 - Física - Leis de Kepler, Gravitação Universal

A sonda caçadora de exoplanetas Kepler encontrou aquele que talvez seja o corpo celeste mais parecido com a Terra. A Nasa anunciou, nesta quinta-feira (23), a descoberta de Kepler-452b, um exoplaneta encontrado dentro de uma zona habitável de seu sistema solar, ou seja, uma região onde é possível que exista água no estado líquido. A semelhança com nosso planeta é tão grande que os pesquisadores chamaram o Kepler-452b de Terra 2.0. O Kepler-452b é cerca de 60% maior que a Terra e precisa de 385 dias para completar uma órbita ao redor de sua estrela, a Kepler 452. E essa estrela hospedeira é muito parecida com nosso Sol: tem quase o mesmo tamanho, temperatura e emite apenas 20% mais luz. Localizado na constelação Cygnus, o sistema solar da Terra 2.0 está a 1 400 anos-luz distante do nosso.

Fonte: http://exame.abril.com.br/tecnologia/noticias/terra-2-0-nasa-anuncia-descoberta-historica-de-planeta-quase-identico-ao-nosso, acessado em: 14 de julho de 2016.

Supondo-se que, a fim de investigar mais de perto o Kepler-452b, uma sonda tenha sido enviada da Terra por uma equipe da Nasa, com uma velocidade igual a (3)1/2c/2. Quando o relógio instalado na sonda marcar 28 anos de viagem, quanto tempo terá se passado para a equipe na Terra?

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como g = 10,0 m/s2 , o módulo da carga do elétron como e = 1,6 x 10-19C, o módulo da velocidade da luz como c = 3,0 x 108 m/s e utilize π = 3.
A
7 anos
B
14 anos
C
21 anos
D
42 anos
E
56 anos
4f85d9a5-fa
UPE 2016 - Física - Física Térmica - Termologia, Gás Ideal

A partir da adaptação para um sistema intensivo de criação em tanques escavados e do uso de aeração artificial diária, é possível se triplicar a produção de peixe de piscicultura no Amazonas, mantendo as mesmas áreas de tanques existentes.


Fonte: https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/1472703/piscicultores-buscam-adotar-tecnologia--que-pode-triplicar-producaode-peixe-no-am, acessado em: 14 de julho de 2016. (Adaptado)


Analisando-se um sistema de aeração, percebe-se que uma bolha de ar que ascende desde o fundo de um tanque de piscicultura, com temperatura constante, dobra seu volume desde sua formação até atingir a superfície da água. Considerando-se que o ar da bolha é um gás ideal e que a pressão atmosférica local é igual a 1 atm, a profundidade do tanque é, aproximadamente, igual a 

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como g = 10,0 m/s2 , o módulo da carga do elétron como e = 1,6 x 10-19C, o módulo da velocidade da luz como c = 3,0 x 108 m/s e utilize π = 3.
A
1 m.
B
5 m.
C
10 m.
D
16 m.
E
20 m.
4f889dfa-fa
UPE 2016 - Física - Resistores e Potência Elétrica, Eletricidade

Tendo em vista a Lei Federal 13290/2016, que "Torna obrigatório o uso, nas rodovias, de farol baixo aceso durante o dia e dá outras providências...", um estudante de ensino médio está propondo um circuito para um carro elétrico. Nesse veículo, o motorista liga lâmpadas resistivas e motor simultaneamente, evitando, assim, uma infração de trânsito de gravidade média na qual ele estaria sujeito, ainda, ao pagamento de multa no valor de R$ 85,13. Das seguintes alternativas, qual permite ligar simultaneamente o motor e as lâmpadas na condição de máxima potência de funcionamento do sistema? 


Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como g = 10,0 m/s2 , o módulo da carga do elétron como e = 1,6 x 10-19C, o módulo da velocidade da luz como c = 3,0 x 108 m/s e utilize π = 3.
A

B

C

D

E

79010266-b4
UPE 2017 - Física - Eletrodinâmica - Corrente Elétrica, Resistores e Potência Elétrica, Associação de Resistores, Circuitos Elétricos e Leis de Kirchhoff, Eletricidade

Arduino é uma plataforma eletrônica de código aberto, baseada em hardware e software, fáceis de usar. Você pode informar o que deseja fazer, enviando um conjunto de instruções para o microcontrolador na placa. (...) Ao longo dos anos, tem sido o cérebro de milhares de projetos desde objetos comuns até instrumentos científicos complexos, que envolvem automação, medição e controle.
Fonte: https//www.arduino.cc/en/Guide/Introduction, acessado e adaptado em: 16 de julho de 2017.


A figura ao lado representa a montagem de um circuito Arduino, que faz uma pequena lâmpada acender. O circuito consiste em uma fonte de tensão contínua, configurada para fornecer 3,0 V entre as portas 13 e GND do Arduino, uma lâmpada em série com uma configuração de resistores desconhecida. Sabendo que a lâmpada precisa de uma tensão de 2,0 V e de uma corrente de 0,02 A entre seus terminais, qual deverá ser a configuração de resistências utilizada para acender a lâmpada?

Na questão com resposta numérica, considere o módulo da aceleração da gravidade como g = 10,0 m/s2 , utilize π = 3, (2)1/2 = 1,40 e (3)1/2 = 1,70. 
A
Um resistor de 20 Ω
B
Dois resistores de 25 Ω em série
C
Dois resistores de 30 Ω em série
D
Três resistores de 10, 20 e 30 Ω em paralelo
E
Três resistores de 30 Ω em paralelo
78fdd2ed-b4
UPE 2017 - Física - Grandezas e Unidades, Conteúdos Básicos

A carga q, que atravessa um resistor de resistência elétrica R = 1,0 kΩ, varia com o tempo na forma q(t) = 12 – 3t/4, onde q está em unidades de 10-3 coulombs, e o tempo t, em segundos. Então, a energia dissipada na forma de calor até o instante em que a carga cessa é igual a

Na questão com resposta numérica, considere o módulo da aceleração da gravidade como g = 10,0 m/s2 , utilize π = 3, (2)1/2 = 1,40 e (3)1/2 = 1,70. 
A
7,50 x 10-4 J
B
2,25 x 10-3 J
C
9,00 x 10-3 J
D
1,60 x 10-2 J
E
4,00 x 10-2 J
78fa0249-b4
UPE 2017 - Física - Resistores e Potência Elétrica, Indução e Transformadores Elétricos, Campo e Força Magnética, Magnetismo, Eletricidade


Uma espira condutora, de resistência elétrica R, está sendo rotacionada em torno de um eixo perpendicular a um campo magnético constante externo. O giro promove uma variação periódica no fluxo magnético, através da espira que está representado no gráfico ao lado. No gráfico, o fluxo se anula nos instantes de tempo t = 0; 1,5; 2,5; 3,5 e 4,5 e atinge valores constantes nas proximidades dos instantes t = 1,0; 2,0; 3,0 e 4,0. Nessa perspectiva, assinale a alternativa CORRETA.

Na questão com resposta numérica, considere o módulo da aceleração da gravidade como g = 10,0 m/s2 , utilize π = 3, (2)1/2 = 1,40 e (3)1/2 = 1,70. 
A
A carga total que flui através de uma seção transversal da espira entre 0 e 3,5 segundos é zero.
B
O trabalho de girar a espira nesse campo é zero.
C
Se a área da espira vale 50 cm2 , o campo magnético que produz esse fluxo tem módulo igual a 1,0 mT.
D
Se o fluxo é constante em torno de t = 2,0 segundos, a carga total que atravessou a espira até esse instante é zero.
E
Nas proximidades dos instantes 1,0; 2,0; 3,0 e 4,0, ou seja, onde o fluxo é constante, a corrente induzida na espira é máxima.