145 exercícios resolvidos de Física

Verificação da diferença de capacidade calorífica entre dois gases

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Um sistema de pistão contendo um gás é mostrado na Figura do Enunciado. Sobre a extremidade superior do êmbolo, que pode movimentar-se livremente sem atrito, encontra-se um objeto. Através de uma chapa de aquecimento é possível fornecer calor ao gás e, com auxílio de um manômetro, medir sua pressão. A partir de diferentes valores de calor fornecido, considerando o sistema como hermético, o objeto elevou-se em valores , como mostrado no gráfico na Figura do Enunciado. Foram estudadas, separadamente, quantidades equimolares de dois diferentes gases, denominados M e V.

A diferença no comportamento dos gases no experimento decorre do fato de o gás M, em relação ao V, apresentar:
A) maior pressão de vapor.
B) menor massa molecular.
C) maior compressibilidade.
D) menor energia de ativação.
E) menor capacidade calorífica.

Verificação da afirmativa correta a respeito da história de gênios da Física

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Na linha de uma tradição antiga, o astrônomo grego
Ptolomeu (100-170 d.C.) afirmou a tese do geocentrismo,
segundo a qual a Terra seria o centro do universo, sendo que
o Sol, a Lua e os planetas girariam em seu redor em órbitas
circulares. A teoria de Ptolomeu resolvia de modo razoável
os problemas astronômicos da sua época. Vários séculos
mais tarde, o clérigo e astrônomo polonês Nicolau
Copérnico (1473-1543), ao encontrar inexatidões na teoria
de Ptolomeu, formulou a teoria do heliocentrismo, segundo
a qual o Sol deveria ser considerado o centro do universo,
com a Terra, a Lua e os planetas girando circularmente em
torno dele. Por fim, o astrônomo e matemático alemão
Johannes Kepler (1571-1630), depois de estudar o planeta
Marte por cerca de trinta anos, verificou que a sua órbita é
elíptica. Esse resultado generalizou-se para os demais
planetas.
A respeito dos estudiosos citados no texto, é correto afirmar
que:
A) Ptolomeu apresentou as ideias mais valiosas, por serem mais antigas e tradicionais.
B) Copérnico desenvolveu a teoria do heliocentrismo inspirado no contexto político do Rei Sol.
C) Copérnico viveu em uma época em que a pesquisa científica era livre e amplamente incentivada pelas autoridades.
D) Kepler estudou o planeta Marte para atender às necessidades de expansão econômica e científica da Alemanha.
E) Kepler apresentou uma teoria científica que, graças aos métodos aplicados, pôde ser testada e generalizada.

Verificação da forma de se aumentar a eficiência de um processo de produção de energia

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A eficiência de um processo de conversão de energia
é definida como a razão entre a produção de energia ou
trabalho útil e o total de entrada de energia no processo. A
Figura do Enunciado mostra um processo com diversas etapas. Nesse caso,
a eficiência geral será igual ao produto das eficiências das
etapas individuais. A entrada de energia que não se
transforma em trabalho útil é perdida sob formas não
utilizáveis (como resíduos de calor).
Aumentar a eficiência dos processos de conversão de energia
implica economizar recursos e combustíveis. Das propostas
seguintes, qual resultará em maior aumento da eficiência geral
do processo?
A) Aumentar a quantidade de combustível para queima na usina de força.
B) Utilizar lâmpadas incandescentes, que geram pouco calor e muita luminosidade.
C) Manter o menor número possível de aparelhos elétricos em funcionamento nas oradias.
D) Utilizar cabos com menor diâmetro nas linhas de transmissão a fim de economizar o aterial condutor.
E) Utilizar materiais com melhores propriedades condutoras nas linhas de transmissão e lâmpadas fluorescentes nas moradias.

Cálculo da raio mínimo da curva de um trem-bala

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O Brasil pode se transformar no primeiro país das
Américas a entrar no seleto grupo das nações que
dispõem de trens-bala. O Ministério dos Transportes prevê
o lançamento do edital de licitação internacional para a
construção da ferrovia de alta velocidade Rio-São Paulo. A
viagem ligará os 403 quilômetros entre a Central do Brasil,
no Rio, e a Estação da Luz, no centro da capital paulista,
em uma hora e minutos.
Disponível em: http://oglobo.globo.com. Acesso em: 14 jul. 2009.
Devido à alta velocidade, um dos problemas a ser
enfrentado na escolha do trajeto que será percorrido pelo
trem é o dimensionamento das curvas. Considerando-se
que uma aceleração lateral confortável para os
passageiros e segura para o trem seja de , em que g
é a aceleração da gravidade (considerada igual a |),
e que a velocidade do trem se mantenha constante em
todo o percurso, seria correto prever que as curvas
existentes no trajeto deveriam ter raio de curvatura mínimo
de, aproximadamente:
A) 80m.
B) 430m.
C) 800m.
D) 1600m.
E) 6400m.

Verificação da tabela com as melhores informações para a instalação de um ar condicionado

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O manual de instruções de um aparelho de ar condicionado apresenta a seguinte tabela na Figura do Enunciado, com dados técnicos para diversos modelos.
Considere-se que um auditório possua capacidade para
40 pessoas, cada uma produzindo uma quantidade média
de calor, e que praticamente todo o calor que flui para fora
do auditório o faz por meio dos aparelhos de arcondicionado.
Nessa situação, entre as informações
listadas, aquelas essenciais para se determinar quantos
e|ou quais aparelhos de ar-condicionado são precisos para
manter, com lotação máxima, a temperatura interna do
auditório agradável e constante, bem como determinar a
espessura da fiação do circuito elétrico para a ligação
desses aparelhos, são:
A) vazão de ar e potência.
B) vazão de ar e corrente elétrica - ciclo frio.
C) eficiência energética e potência.
D) capacidade de refrigeração e frequência.
E) capacidade de refrigeração e corrente elétrica - ciclo frio.

Cáculo da potência total dos aparelhos de uma casa

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A instalação elétrica de uma casa envolve várias etapas,
desde a alocação dos dispositivos, instrumentos e aparelhos
elétricos, até a escolha dos materiais que a compõem,
passando pelo dimensionamento da potência requerida, da
fiação necessária, dos eletrodutos*, entre outras. Para cada
aparelho elétrico existe um valor de potência associado.
Valores típicos de potências para alguns aparelhos elétricos
são apresentados na Figura do Enunciado 1.
*Eletrodutos são condutos por onde passa a fiação de uma instalação
elétrica, com a finalidade de protegê-la.
A escolha das lâmpadas é essencial para obtenção de uma
boa iluminação. A potência da lâmpada deverá estar de
acordo com o tamanho do cômodo a ser iluminado. Na Figura do Enunciado 2 mostra a relação entre as áreas dos cômodos (em ) e as potências das lâmpadas (em ), e foi utilizado
como referência para o primeiro pavimento de uma
residência.
Obs.: Para efeitos dos cálculos das áreas, as paredes são desconsideradas.
Considerando a planta baixa fornecida, com todos os
aparelhos em funcionamento, a potência total, em watts, será
de:
A) 4070.
B) 4270.
C) 4320.
D) 4390.
E) 4470.

Verificação da melhor forma de aumentar o rendimento de uma estação geradora de eletricidade

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A Figura do Enunciado mostra um diagrama de bloco de uma estação
geradora de eletricidade abastecida por combustível fóssil.
Se fosse necessário melhorar o rendimento dessa usina,
que forneceria eletricidade para abastecer uma cidade,
qual das seguintes ações poderia resultar em alguma
economia de energia, sem afetar a capacidade de geração
da usina?
A) Reduzir a quantidade de combustível fornecido à usina para ser queimado.
B) Reduzir o volume de água do lago que circula no condensador de vapor.
C) Reduzir o tamanho da bomba usada para devolver a água líquida à caldeira.
D) Melhorar a capacidade dos dutos com vapor conduzirem calor para o ambiente.
E) Usar o calor liberado com os gases pela chaminé para mover um outro gerador.

Verificação da informação correta a respeito da Umidade Relativa do Ar

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Umidade relativa do ar é o termo usado para
descrever a quantidade de vapor de água contido na
atmosfera. Ela é definida pela razão entre o conteúdo real
de umidade de uma parcela de ar e a quantidade de
umidade que a mesma parcela de ar pode armazenar na
mesma temperatura e pressão quando está saturada de
vapor, isto é, com de umidade relativa. A Figura do Enunciado
representa a relação entre a umidade relativa do ar e sua
temperatura ao longo de um período de horas em um
determinado local.
Considerando-se as informações do texto e da Figura do Enunciado, conclui-se que:
A) a insolação é um fator que provoca variação da
umidade relativa do ar.
B) o ar vai adquirindo maior quantidade de vapor de água
à medida que se aquece.
C) a presença de umidade relativa do ar é diretamente
proporcional à temperatura do ar.
D) a umidade relativa do ar indica, em termos absolutos,
a quantidade de vapor de água existente na
atmosfera.
E) a variação da umidade do ar se verifica no verão, e
não no inverno, quando as temperaturas permanecem
baixas.

Verificação da afirmativa de um astronauta sobre o peso de um telescópio em órbita ao redor da Terra

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O ônibus espacial Atlantis foi lançado ao espaço
com cinco astronautas a bordo e uma câmera nova, que
iria substituir uma outra danificada por um curto-circuito no
telescópio Hubble. Depois de entrarem em órbita a 560 km
de altura, os astronautas se aproximaram do Hubble. Dois
astronautas saíram da Atlantis e se dirigiram ao telescópio.
Ao abrir a porta de acesso, um deles exclamou: "Esse
telescópio tem a massa grande, mas o peso é pequeno."
Considerando o texto e as leis de Kepler, pode-se afirmar
que a frase dita pelo astronauta:
A) se justifica porque o tamanho do telescópio determina
a sua massa, enquanto seu pequeno peso decorre da
falta de ação da aceleração da gravidade.
B) se justifica ao verificar que a inércia do telescópio é
grande comparada à dele próprio, e que o peso do
telescópio é pequeno porque a atração gravitacional
criada por sua massa era pequena.
C) não se justifica, porque a avaliação da massa e do
peso de objetos em órbita tem por base as leis de
Kepler, que não se aplicam a satélites artificiais.
D) não se justifica, porque a força-peso é a força exercida
pela gravidade terrestre, neste caso, sobre o
telescópio e é a responsável por manter o próprio
telescópio em órbita.
E) não se justifica, pois a ação da força-peso implica a
ação de uma força de reação contrária, que não existe
naquele ambiente. A massa do telescópio poderia ser
avaliada simplesmente pelo seu volume.

Verificação da melhor tecnologia de transmissão de ondas de celular

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O progresso da tecnologia introduziu diversos
artefatos geradores de campos eletromagnéticos. Uma das
mais empregadas invenções nessa área são os telefones
celulares e smartphones. As tecnologias de transmissão de
celular atualmente em uso no Brasil contemplam dois
sistemas. O primeiro deles é operado entre as frequências
de e e constitui os chamados sistemas
. Já a tecnologia , ocupa a frequência de
.
Considerando que a intensidade de transmissão e o nível
de recepção ''celular'' sejam os mesmos para as
tecnologias de transmissão ou , se um
engenheiro tiver de escolher entre as duas tecnologias
para obter a mesma cobertura, levando em consideração
apenas o número de antenas em uma região, ele deverá
escolher:
A) a tecnologia , pois é a que opera com ondas de
maior comprimento de onda.
B) a tecnologia , pois é a que apresenta
Efeito Doppler mais pronunciado.
C) a tecnologia , pois é a que utiliza ondas que se
propagam com maior velocidade.
D) qualquer uma das duas, pois as diferenças nas
frequências são compensadas pelas diferenças nos
comprimentos de onda.
E) qualquer uma das duas, pois nesse caso as
intensidades decaem igualmente da frequência.

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