Questõesde Unichristus

O PRINCÍPIO DO FUNCIONAMENTO

DA HÉLICE DE UM AVIÃO

    As pás de uma hélice são aerofólios rotativos que funcionam como pequenas asas produzindo sustentação (tração) para frente. A figura ilustra a hélice girando com velocidade de módulo constante em avião em movimento uniforme estacionário horizontal para direita. A pá direita desce, e a esquerda do outro lado sobe. 

Jorge Homa

Dessa forma, marcando um ponto sobre a extremidade da hélice, qual é a figura que melhor representa a trajetória desse ponto, em relação a uma pessoa fixa no solo observando o avião fazendo um voo rasante da esquerda para direita?

Os impactos físicos são caracterizados por uma grande desaceleração. Os capacetes dos motociclistas são projetados para amortecer a batida da cabeça em alta velocidade, prolongando o tempo do choque com o intuito de minimizar as forças sobre a cabeça. Um ser humano, em média, é levado a óbito se, em um choque, a cabeça sofrer variações de quantidade de movimento superiores a 100 N.s.

Fonte modificada: Livro Desvendando a Física do Corpo Humano.

Assim, se, em um acidente, a cabeça de um motociclista de massa de 5 kg sofreu uma desaceleração no tempo mínimo para a sua sobrevivência, qual é o módulo da variação de velocidade sofrida pelo motoqueiro?

O desenho mostra o movimento de um projétil em três pontos ao longo de uma trajetória. As velocidades nos pontos 1, 2 e 3 são representadas por . Considerando que não há resistência do ar, os módulos das velocidades nos pontos 1, 2 e 3 podem ser representados por

Em uma ligação iônica, os átomos estão ligados pela atração de íons com cargas opostas. Um exemplo dessa ligação é o KCℓ. A força de Coulomb entre os dois íons é atrativa, mas, à medida que os elétrons das demais camadas sofrem superposições, produzem efeitos repulsivos de modo que a configuração molecular estável corresponde a um balanço entre esses efeitos de modo que, na molécula, ocorre uma força atrativa de mais longo alcance e uma força repulsiva de mais curto alcance.

Fonte: http://www.cesarzen.com

Na molécula de KCℓ, a distância entre os íons vale cerca de 3 ˑ 10–10 m. Considerando que o meio de interação elétrica entre os íons é o vácuo de constante eletrostática K0 = 9 ˑ 109 N ˑ m2 ˑ C–2 e o módulo da carga elementar e = 1,6 ˑ 10–19 C, qual é a energia mínima necessária para separar esses íons de forma que fiquem infinitamente afastados? 

Há algumas décadas, surgiram os barbeadores elétricos, que, no começo, ou nada cortavam absolutamente, ou arrancavam até os pelos do cérebro. Mas, hoje, esses aparelhinhos já estão bem mais modernos e confiáveis, aliás, são perfeitos para quem é obrigado (porque dificilmente alguém faz isso por esporte) a se barbear todos os dias e não pode perder tempo com lâminas, água, espuma, creme e afins. O fato é que os barbeadores elétricos são práticos e capazes de fazer a barba de maneira perfeita, se escolhido o barbeador certo.

Fonte: http://www.mundomax.com.br (Adaptado).

As lâminas dos barbeadores elétricos oscilam de forma semelhante a um movimento harmônico simples. Nos barbeadores mais comuns, suas lâminas possuem uma frequência de 120 Hz e movimentam-se com uma amplitude de 1 mm. Dessa forma, a aceleração máxima assumida pelo mecanismo mais se aproxima de

Em geral, os elementos alcalinos Li, Na, K, Rb e Cs são os mais facilmente ionizáveis, pois eles têm um único elétron na última camada, fracamente ligado ao núcleo. Os outros elétrons fazem a blindagem do campo elétrico atrativo do núcleo, e a força que liga o último elétron ao átomo é equivalente à atração coulombiana entre ele e um próton no núcleo. O gráfico a seguir ilustra a energia de ionização de um elétron de valência versus o número atômico.  

Texto e Figura: Okuno – Física das Radiações  

Dessa forma, observando o gráfico, pode-se afirmar que, para arrancar um elétron de camadas mais internas, que também ocorre em interações ionizantes, é necessária uma energia cujo valor 

O astigmatismo é uma necessidade de correção visual comum que pode resultar em visão borrada ou distorcida em todas as distâncias, dependendo do grau do astigmatismo. Pode afetar as pessoas em qualquer idade. Pessoas com astigmatismo são, muitas vezes, míopes ou hipermétropes também. As imagens que seus olhos transmitem para seu cérebro são nítidas apenas se os raios de luz que passam para dentro dos olhos se concentram em um único ponto de sua retina, na parte de trás do seu olho.

Fonte: https://www.acuvue.com.br

Assim, o astigmatismo é causado quando

Os músculos do lado esquerdo do coração apresentam uma espessura diferente. O músculo que contrai o ventrículo esquerdo é aproximadamente três vezes mais espesso que aquele do ventrículo direito. Além disso, a forma circular do ventrículo esquerdo é mais eficiente para produzir uma alta pressão do que a forma elíptica que amolda o ventrículo direito.

Fonte: http://biofisica.xpg.uol.com.br/

Um ventrículo esquerdo de um coração sadio ejeta 85 mL de sangue por batimento a uma pressão constante de 12 cmHg. Sendo a densidade do mercúrio 13,5 ˑ 103 kg ˑ m–3 e a aceleração da gravidade g = 10 m/s2 , pode-se afirmar que o trabalho realizado pelo ventrículo assumirá, em cada contração, um valor aproximado de

(Dado: 76 cmHg = 105 N/m2 ) 

COMO FUNCIONAM OS DETERGENTES

    Os detergentes são substâncias tensoativas, isto é, diminuem a tensão superficial – a capacidade que as moléculas de água têm de se manter unidas fortemente. Com as ligações, entre suas moléculas, enfraquecidas, a água umedece mais facilmente o objeto a ser lavado. Isso acontece porque as longas moléculas do detergente contêm dois grupos de átomos: uns que se dissolvem facilmente em gordura e outros que se dissolvem em água. Por isso, a solução água detergente consegue emulsionar a gordura, ou seja, “quebra” as películas de gordura em uma infinidade de gotículas microscópicas, que ficam dispersas na solução. A espuma tem um efeito mecânico na limpeza, porque mantém as partículas de sujeira sólida em suspensão, impedindo-as de se depositarem na superfície lavada.

Disponível em: http://super.abril.com.br/ciencia/detergentes. Acesso em: 15 de setembro de 2015.

Os detergentes podem ser fabricados a partir do benzeno pela sequência reacional apresentada abaixo: 

Analisando a sequência reacional de obtenção do detergente, depreende-se que as reações de obtenção de A, B e C se classificam em 

A trave talvez seja a prova mais difícil da ginástica artística feminina. Ela tem 1,2 metro de altura, 5 metros de comprimento e apenas 10 centímetros de largura. A ginasta deve executar toda a série, composta por movimentos de acrobacia e de dança, além de giros de 360 graus e saltos obrigatórios, em um período que varia entre 70 e 90 segundos.  

Figura: http://rederecord.r7.com/segundos.

http://www.brasilescola.com

Uma ginasta da trave olímpica com massa de 48 kg está na extremidade do aparelho como mostra a figura. Sabe-se que a massa da barra sem os suportes vale 250 kg e que os suportes 1 e 2 estão a uma distância de 50 cm das bordas da trave. Dessa forma, considerando a aceleração da gravidade de 10 m/s2 , pode-se afirmar que a força que o suporte 1 faz sobre a barra vale  

Uma usina hidrelétrica pode ser definida como um conjunto de obras e equipamentos cuja finalidade é a geração de energia elétrica, através de aproveitamento do potencial hidráulico existente em um rio.

Fonte: http://www.furnas.com.br/

Uma usina, que se utiliza de uma queda d’água de 80 m em um rio, está sendo projetada com a finalidade de produção de energia elétrica. Sabendo que a potência da queda d’água vale 200 MW e considerando a aceleração g = 10 m/s2 , qual é, aproximadamente, o número de litros de água que fluem por segundo?

(Dado: densidade da água d = 103 kg ˑ m–3)

DESMINERALIZAÇÃO E MINERALIZAÇÃO

   Os dentes sofrem contínuos processos de desmineralização seguida por remineralização e restabelecimento da integridade do esmalte dentário devido ao controle do biofilme dentário (placa bacteriana), à presença de saliva, entre outros fatores. Quando a hidroxiapatita se dissolve, em um processo chamado desmineralização, os íons dispersam-se na saliva:

Ca5(PO4)3OH(s) ⇄ 5Ca2+(aq) + 3PO3-4(aq) + OH-(aq)

   Sendo os fosfatos de metais alcalino-terrosos pouco solúveis, essa reação não se dá com grande extensão no sentido direto. A reação inversa, chamada mineralização, é a defesa natural do organismo contra a cárie: 

 5Ca2+(aq) + 3PO3-4(aq) + OH-(aq) ⇄ Ca5(PO4)3OH(s)

Nos adultos, esses dois processos se dão, aproximadamente, à mesma velocidade

Disponível em: https://desmineralizacaod.wordpress.com/2011/06/09/des mineralizacao-e-mineralizacao-2/. Acesso em: 16 de agosto de 2015.

Após uma refeição, as bactérias presentes na boca decompõem parte dos alimentos, produzindo ácidos orgânicos como o ácido acético e o ácido lático. Portanto, é pertinente inferir que 

BICARBONATO DE SÓDIO PARA

COMBATER RESFRIADOS E GRIPES

    Pode ajudar a manter um correto equilíbrio no pH do sangue, o que ajuda a combater e evitar as gripes e resfriados. Em 1924, o Dr. Volney S. Cheney, um médico que trabalhou para o serviço de saúde pública nos Estados Unidos, publicou o artigo “Arm & Hammer Baking Soda Medical Use” no qual relatou os resultados de alguns testes usando o bicarbonato de sódio, e o resultado foi que quem fez o tratamento com esse mágico mineral não contraiu nenhum resfriado ou gripe. O tratamento para resfriados, usando bicarbonato de sódio, é muito fácil de fazer, junte 1/2 colher de chá (0,03 mol) de bicarbonato de sódio em um copo de água fria (100 mL) e beba em seguida. Deve-se beber um copo de manhã e outro à noite até os sintomas do resfriado desaparecerem por completo.

Disponível em: http://www.remedios-caseiros.com/remedios/bicarbonatode-sodio.html. Adaptada. Acesso em: 11 de agosto de 2015. 

[Dados: Kw = 1 · 10–14; Ka(H2CO3) = 4,3 · 10–7; √69 ≅ 8,3; 3/4,3 ≅ 0,69;  log 8,3 ≅ 0,92]

De acordo com o texto, é pertinente inferir que o pH da solução de bicarbonato de sódio é, aproximadamente, 

    A Cáritas Diocesana de Sobral do Ceará lançou, nesta semana, o livro “No Ceará – A peleja da vida contra o urânio”, que denuncia a exploração de urânio e fosfato da Mina de Itataia, em Santa Quitéria, Sertão Central cearense.

    [...] A publicação esclarece que o urânio será destinado à produção de energia, demandada principalmente pelo setor industrial, e o fosfato terá como fim a produção de adubos químicos e ração animal para o agronegócio. De acordo com o Governo do Estado do Ceará, a previsão é de que sejam produzidas 240 mil toneladas de fosfato por ano e 1.600 toneladas anuais de urânio; ainda segundo o Governo do Estado, o urânio será utilizado pela usina nuclear Angra III, no Rio de Janeiro.

Disponível em: http://www.a12.com/noticias/detalhes/livro-denuncia-riscos-da-exploracao-do-uranio-da-mina-de-itataia-no-ceara. Acesso em: 15 de setembro de 2015.

[Dados: t(1/2) (U – 235) = 7 milhões de anos.]

Considerando que o isótopo de urânio 235 (urânio físsil) corresponde a 0,7% da mistura isotópica, é pertinente inferir que o número de meias-vidas necessário para que o urânio físsil produzido anualmente no Ceará tenha sua massa reduzida a 87,5 kg é

ENGENHEIRAS DO CHILE CRIAM TECNOLOGIA QUE

RECARREGA BATERIAS COM PLANTAS

    Uma tecnologia vinda do Chile pode ser uma alternativa curiosa para a recarga de dispositivos eletrônicos: com ela, em vez de ir atrás de uma tomada, você precisa procurar uma planta.

    Trata-se do projeto E-Kaia, que começou como um trabalho universitário de três amigas e se transformou em uma startup que já acumula prêmios mesmo sem o produto no mercado. O E-Kaia captura energia de plantas utilizando uma “placa de biocircuitos” e só precisa ser “enterrado” em um local de cultivo de uma planta bem cuidada. Aparentemente, o sistema recupera energia restante da fotossíntese e é capaz de fornecer 5 volts a 0,5 ampere.

    O grupo afirma que a planta também não apresentou problemas de crescimento ou atraiu fungos e pragas. Gadgets e LEDs de baixo consumo podem receber a energia, embora a velocidade de recarga não tenha sido divulgada.

Disponível em: http://www.tecmundo.com.br/bateria/85844-engenheiraschile-criam-tecnologia-recarrega-baterias-plantas.htm. Acesso em: 13 de setembro de 2015. Adaptado.

[Dados: M(Cu) = 63,5 g/mol; 1F = 96500 C/mol de elétrons.]

De acordo com o texto, qual a massa máxima de cobre que pode ser depositada após 38600 s de processo eletrolítico? 

OS RISCOS DA FEBRE ALTA

Nós, como todos os mamíferos, somos animais homeotérmicos, isto é, nossa temperatura se mantém constante independentemente da temperatura do local onde nos encontramos. Todas as reações do complexo bioquímico representado por nosso organismo, como as envolvidas na digestão, ocorrem nessa temperatura. Quando temos febre, todas essas reações passam a ter sua velocidade aumentada. Uma elevação em 1 °C ou 2 °C na temperatura faz que elas se acelerem substancialmente. Como a temperatura corporal aumenta, o metabolismo se acelera, produzindo mais calor. Nesse processo, nosso ritmo respiratório aumenta porque a demanda de oxigênio passa a ser maior. Com isso, perdemos mais água, comprometendo o sistema circulatório, o que torna mais difícil a eliminação de calor pela pele. Acima de 41,5 °C, as funções celulares ficam muito prejudicadas, e o indivíduo perde a consciência, por isso febres altas podem ser fatais.

Disponível em: Química: ações e aplicações: 2ª série/Vera Lúcia Duarte de

Novais – 1ª ed. – São Paulo: FTD, 2013. Adaptado.

A análise do texto permite inferir que o risco de morte

Uma substância muito usada na produção de compressas frias (BOLSAS DE FRIO INSTANTÂNEO) é o nitrato de amônio sólido. Ao ser dissolvido em água, há uma queda brusca na temperatura do sistema, chegando a uma temperatura de – 5,6 °C, aproximadamente, sem que haja solidificação do líquido.

A equação química representativa do processo é:

Disponível em: Química: ações e aplicações: 2ª série/Vera Lúcia Duarte de

Novais – 1ª ed. – São Paulo: FTD, 2013. Adaptado.

De acordo com a termodinâmica, é pertinente inferir que

Também conhecido como gás natural ou gás dos pântanos, o metano é um gás representado pela fórmula química CH4, incolor, de odor fraco a levemente adocicado, altamente inflamável, estável, praticamente insolúvel em água e solúvel em solventes orgânicos (álcoois, benzenos, ésteres e gasolina). Trata-se do composto mais simples e abundante do grupo dos hidrocarbonetos. O metano se forma a partir da fermentação de resíduos orgânicos pela ação de bactérias, como a decomposição do lixo orgânico nos aterros sanitários, a emissão de vulcões de lama, a digestão de herbívoros, a extração de combustível mineral, o metabolismo de certas espécies bacterianas, o apodrecimento de vegetais nos pântanos (sendo, por isso, chamado de gás dos pântanos), entre outros processos. Por esse motivo, nos aterros sanitários, são colocadas muitas “chaminés”, que atravessam as várias camadas de material, pelos quais escoam os gases formados pela fermentação do lixo.

Disponível em: http://www.infoescola.com/compostosquimicos/metano/.

Acesso em: 16 de agosto de 2015.

Dados:

C(graf.) + O2(g) → CO2(g) ∆H = – 393,5 kJ/mol

H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(ℓ) ∆H = – 285,8 kJ/mol

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(ℓ) ∆H = – 889,5 kJ/mol

A análise dos dados apresentados permite inferir que o calor de formação do metano é