CADERNO AZUL

Selecione a linha na qual está escrito “RESPOSTA:” para ver a resposta (ela está na cor do plano de fundo).

QUESTÃO 49

Um carro solar é um veículo que utiliza apenas a energia solar para a sua locomoção. Tipicamente, o carro contém um painel fotovoltaico que converte a energia do Sol em energia elétrica que, por sua vez, alimenta um motor elétrico. A imagem mostra o carro solar Tokai Challenger, desenvolvido na Universidade de Tokai, no Japão, e que venceu o World Solar Challenge de 2009, uma corrida internacional de carros solares, tendo atingido uma velocidade média acima de 100 km/h.

Considere uma região plana onde a insolação (energia solar por unidade de tempo e de área que chega à superfície da Terra) seja de 1 000 W/m$^2$ , que o carro solar possua massa de 200 kg e seja construído de forma que o painel fotovoltaico em seu topo tenha uma área de 9,0 m$^2$ e rendimento de 30%. Desprezando as forças de resistência do ar, o tempo que esse carro solar levaria, a partir do repouso, para atingir a velocidade de 108 km/h é um valor mais próximo de

(A) 1,0 s.

(B) 4,0 s.

(C) 10 s.

(D) 33 s.

(E) 300 s.

RESPOSTA: D

QUESTÃO 50

A radiação ultravioleta (UV) é dividida, de acordo com três faixas de frequência, em UV-A, UV-B e UV-C, conforme figura.

Para selecionar um filtro solar que apresente absorção máxima na faixa UV-B, uma pessoa analisou os espectros de absorção UV de cinco filtros solares:

Considere: velocidade da luz = 3,0$\times$10$^8$ m/s e 1 nm = 1,0$\times$ 10$ ^{-9}$ m.

O filtro solar que a pessoa deve selecionar é o

(A) V.

(B) IV.

(C) III.

(D) II.

(E) I.

RESPOSTA: B

QUESTÃO 53

Para obter a posição de um telefone celular, a polícia baseia-se em informações do tempo de resposta do aparelho em relação às torres de celular da região de onde se originou a ligação. Em uma região, um aparelho está na área de cobertura de cinco torres, conforme o esquema.

 

 

Considerando que as torres e o celular são puntiformes e que estão sobre um mesmo plano, qual o número mínimo de torres necessárias para se localizar a posição do telefone celular que originou a ligação?

a) Uma.

b) Duas.

c) Três.

d) Quatro.

e) Cinco.

Para obter a posição de um telefone celular, a polícia baseia-se em informações do tempo de resposta do aparelho em relação às torres de celular da região de onde se originou a ligação. Em uma região, um aparelho está na área de cobertura de cinco torres, conforme o esquema.

 

 

Considerando que as torres e o celular são puntiformes e que estão sobre um mesmo plano, qual o número mínimo de torres necessárias para se localizar a posição do telefone celular que originou a ligação?

a) Uma.

b) Duas.

c) Três.

d) Quatro.

e) Cinco.

 

Entre os anos de 1028 e 1038, Alhazen (Ibn al-Haytham; 965-1040 d.C.) escreveu sua principal obra, o Livro da Óptica, que com base em experimentos, explicava o funcionamento da visão e outros aspectos da ótica, por exemplo, o funcionamento da câmara escura. O livro foi traduzido e incorporado aos conhecimentos científicos ocidentais pelos europeus. Na figura, retirada dessa obra, é representada a imagem invertida de edificações em um tecido utilizado como anteparo.

 

ZEWAIL, A. H. Micrographia of the twenty-first century: From camera obscura to 4D microscopy. Philosophical Transactions of the Royal Society A. v. 368, 2010 (adaptado).

 

Se fizermos uma analogia entre a ilustração e o olho humano, o tecido corresponde ao(à)

 

a) íris.

b) retina.

c) pupila.

d) córnea.

e) cristalino.

 

Em um experimento, um professor levou para a sala de aula um saco de arroz, um pedaço de madeira triangular e uma barra de ferro cilíndrica e homogênea. Ele propôs que fizessem a medição da massa da barra utilizando esses objetos. Para isso os alunos fizeram marcações na barra, dividindo-a em oito partes iguais, e em seguida apoiaram-na sobre a base triangular, com o saco de arroz pendurado em uma de suas extremidades, até atingir a situação de equilíbrio.

 

Nessa situação, qual foi a massa da barra obtida pelos alunos?

 

1. a) 3,00 kg.
2. b) 3,75 kg.
3. c) 5,00 kg.
4. d) 6,00 kg
5. e) 15,00 kg.

 

As altas temperaturas de combustão e o atrito entre suas peças móveis são alguns dos fatores que provocam o aquecimento dos motores à combustão interna. Para evitar o superaquecimento e consequentes danos a esses motores, foram desenvolvidos os atuais sistemas de refrigeração, em que um fluido arrefecedor com propriedades especiais circula pelo interior do motor, absorvendo o calor que, ao passar pelo radiador, é transferido para a atmosfera.

Qual propriedade o fluido arrefecedor deve possuir para cumprir seu objetivo com maior eficiência?

1. a)Alto calor específico.
2. b)Alto calor latente de fusão.
3. c)Baixa condutividade térmica.
4. d)Baixa temperatura de ebulição.
5. e)Alto coeficiente de dilatação térmica.

 

 

Um garoto foi à loja comprar um estilingue e encontrou dois modelos: um com borracha mais “dura” e outro com borracha mais “mole”. O garoto concluiu que o mais adequado seria o que proporcionasse maior alcance horizontal, D, para as mesmas condições de arremesso, quando submetidos à mesma força aplicada. Sabe-se que a constante elástica k_d (do estilingue mais “duro”) é o dobro da constante elástica k_m (do estilingue mais “mole”).

A razão entre os alcances , referentes aos estilingues com borrachas “dura” e “mole”, respectivamente, é igual a

 

a) .

b) .

c) 1.

d) 2.

e) 4.

 

Um estudante, precisando instalar um computador, um monitor e uma lâmpada em seu quarto, verificou que precisava fazer a instalação de duas tomadas e um interruptor na rede elétrica. Decidiu esboçar com antecedência o esquema elétrico.

 

“O circuito deve ser tal que as tomadas e a lâmpada devem estar submetidas à tensão nominal da rede elétrica e a lâmpada deve poder ser ligada ou desligada por um interruptor sem afetar os outros dispositivos”- pensou.

 

Símbolos adotados:

 

 

Uma pessoa abre sua geladeira, verifica o que há dentro e depois fecha a porta dessa geladeira. Em seguida, ela tenta abrir a geladeira novamente, mas só consegue fazer isso depois de exercer uma força mais intensa do que a habitual.

A dificuldade extra para reabrir a geladeira ocorre porque o(a)

1. a)volume de ar dentro da geladeira diminuiu.
2. b)motor da geladeira está funcionando com potência máxima.
3. c)força exercida pelo ímã fixado na porta da geladeira aumenta.
4. d)pressão no interior da geladeira está abaixo da pressão externa.
5. e)temperatura no interior da geladeira é inferior ao valor existente antes de ela ser aberta.

 

 

Uma análise criteriosa do desempenho de Usain Bolt na quebra do recorde mundial dos 100 metros rasos mostrou que, apesar de ser o último dos corredores ao reagir ao tiro e iniciar a corrida, seus primeiros 30 metros foram os mais velozes já feitos em um recorde mundial, cruzando essa marca em 3,78 segundos. Até se colocar com o corpo reto, foram 13 passadas, mostrando sua potência durante a aceleração, o momento mais importante da corrida. Ao final desse percurso, Bolt havia atingido a velocidade máxima de 12m/s.

 

Disponível em: http//esporte.uol.com.br. Acesso em: 5 ago. 2012 (adaptado).

 

Supondo que a massa desse corredor seja igual a 90 kg, o trabalho total realizado nas 13 primeiras passadas é mais próximo de:

 

1. a) 5,4×10²
2. b) 6,5×10³
3. c) 8,6×10³
4. d) 1,3×10⁴
5. e) 3,2×10⁴

 

Uma análise criteriosa do desempenho de Usain Bolt na quebra do recorde mundial dos 100 metros rasos mostrou que, apesar de ser o último dos corredores ao reagir ao tiro e iniciar a corrida, seus primeiros 30 metros foram os mais velozes já feitos em um recorde mundial, cruzando essa marca em 3,78 segundos. Até se colocar com o corpo reto, foram 13 passadas, mostrando sua potência durante a aceleração, o momento mais importante da corrida. Ao final desse percurso, Bolt havia atingido a velocidade máxima de 12m/s.

 

Disponível em: http//esporte.uol.com.br. Acesso em: 5 ago. 2012 (adaptado).

 

Supondo que a massa desse corredor seja igual a 90 kg, o trabalho total realizado nas 13 primeiras passadas é mais próximo de:

 

1. a) 5,4×10²
2. b) 6,5×10³
3. c) 8,6×10³
4. d) 1,3×10⁴
5. e) 3,2×10⁴

 

Uma garrafa térmica tem como função evitar a troca de calor entre o líquido nela contido e o ambiente, mantendo a temperatura de seu conteúdo constante. Uma forma de orientar os consumidores na compra de uma garrafa térmica seria criar um selo de qualidade, como se faz atualmente para informar o consumo de energia de eletrodomésticos. O selo identificaria cinco categorias e informaria a variação de temperatura do conteúdo da garrafa, depois de decorridas seis horas de seu fechamento, por meio de uma porcentagem do valor inicial da temperatura de equilíbrio do líquido na garrafa. O quadro apresenta as categorias e os intervalos de variação percentual da temperatura.

 

Tipo de selo	Variação de temperatura
A	menor que 10%
B	entre 10% e 25%
C	entre 25% e 40%
D	entre 40% e 55%
E	maior que 55%

 

Para atribuir uma categoria a um modelo de garrafa térmica, são preparadas e misturadas, em uma garrafa, duas amostras de água, uma a 10°C e outra a 40°C, na proporção de um terço de água fria para dois terços de água quente. A garrafa é fechada. Seis horas depois, abre-se a garrafa e mede-se a temperatura da água, obtendo-se 16°C.

Qual selo deveria ser posto na garrafa térmica testada?

1. a)A
2. b)B
3. c)C
4. d)D
5. e)E

 

 

 

 

O ar atmosférico pode ser utilizado para armazenar o excedente de energia gerada no sistema elétrico, diminuindo seu desperdício, por meio do seguinte processo: água e gás carbônico são inicialmente removidos do ar atmosférico e a massa de ar restante é resfriada até -198 °C. Presente na proporção de 78% dessa massa de ar, o nitrogênio gasoso é liquefeito, ocupando um volume 700 vezes menor. A energia excedente do sistema elétrico é utilizada nesse processo, sendo parcialmente recuperada quando o nitrogênio líquido, exposto à temperatura ambiente, entra em ebulição e se expande, fazendo girar turbinas que convertem energia mecânica em energia elétrica.

MACHADO, R. Disponível em: www.correiobraziliense.com.br

Acesso em: 9 set. 2013 (adaptado)

 

No processo descrito, o excedente de energia elétrica é armazenado pela

1. a)expansão do nitrogênio durante a ebulição.
2. b)absorção de calor pelo nitrogênio durante a ebulição.
3. c)realização de trabalho sobre o nitrogênio durante a liquefação.
4. d)retirada de água e gás carbônico da atmosfera antes do resfriamento.
5. e)liberação de calor do nitrogênio para a vizinhança durante a liquefação.

 

 

 

O ar atmosférico pode ser utilizado para armazenar o excedente de energia gerada no sistema elétrico, diminuindo seu desperdício, por meio do seguinte processo: água e gás carbônico são inicialmente removidos do ar atmosférico e a massa de ar restante é resfriada até -198 °C. Presente na proporção de 78% dessa massa de ar, o nitrogênio gasoso é liquefeito, ocupando um volume 700 vezes menor. A energia excedente do sistema elétrico é utilizada nesse processo, sendo parcialmente recuperada quando o nitrogênio líquido, exposto à temperatura ambiente, entra em ebulição e se expande, fazendo girar turbinas que convertem energia mecânica em energia elétrica.

MACHADO, R. Disponível em: www.correiobraziliense.com.br

Acesso em: 9 set. 2013 (adaptado)

 

No processo descrito, o excedente de energia elétrica é armazenado pela

1. a)expansão do nitrogênio durante a ebulição.
2. b)absorção de calor pelo nitrogênio durante a ebulição.
3. c)realização de trabalho sobre o nitrogênio durante a liquefação.
4. d)retirada de água e gás carbônico da atmosfera antes do resfriamento.
5. e)liberação de calor do nitrogênio para a vizinhança durante a liquefação.