145 exercícios resolvidos de Física

Verificaçãodos conceitos cotidianos de temperatura e calor e os científicos

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Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras ''calor'' e
''temperatura'' de forma diferente de como elas são usadas
no meio científico. Na linguagem corrente, calor é
identificado como ''algo quente'' e temperatura mede a
''quantidade de calor de um corpo''. Esses significados, no
entanto, não conseguem explicar diversas situações que
podem ser verificadas na prática.
Do ponto de vista científico, que situação prática mostra a
limitação dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura?
A) A temperatura da água pode ficar constante durante o
tempo em que estiver fervendo.
B) Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para
verificar a temperatura da água.
C) A chama de um fogão pode ser usada para aumentar a
temperatura da água em uma panela.
D) A água quente que está em uma caneca é passada para
outra caneca a fim de diminuir sua temperatura.
E) Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de água
que está em seu interior com menor temperatura do que a
dele.

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Verificação do critério para saber qual forno de microondas é mais eficiente

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Com o objetivo de se testar a eficiência de fornos de microondas,
planejou-se o aquecimento em de amostras de
diferentes substâncias, cada uma com determinada massa,
em cinco fornos de marcas distintas. Nesse teste, cada forno
operou à potência máxima.
O forno mais eficiente foi aquele que:
A) forneceu a maior quantidade de energia às amostras.
B) cedeu energia à amostra de maior massa em mais tempo.
C) forneceu a maior quantidade de energia em menos tempo.
D) cedeu energia à amostra de menor calor específico mais lentamente.
E) forneceu a menor quantidade de energia às amostras em menos tempo.

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Verificação do motivo de desapareciemnto de nuves do planeta Júpiter

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Júpiter, conhecido como o gigante gasoso, perdeu uma das
suas listras mais proeminentes, deixando o seu hemisfério
sul estranhamente vazio. Observe a região em que a faixa
sumiu, destacada pela seta na Figura do Enunciado.
A aparência de Júpiter é tipicamente marcada por duas
faixas escuras em sua atmosfera - uma no hemisfério norte
e outra no hemisfério sul. Como o gás está constantemente
em movimento, o desaparecimento da faixa no planeta
relaciona-se ao movimento das diversas camadas de nuvens
em sua atmosfera. A luz do Sol, refletida nessas nuvens,
gera a imagem que é captada pelos telescópios, no espaço ou
na Terra.
O desaparecimento da faixa sul pode ter sido determinado
por uma alteração:
A) na temperatura da superfície do planeta.
B) no formato da camada gasosa do planeta.
C) no campo gravitacional gerado pelo planeta.
D) na composição química das nuvens do planeta.
E) na densidade das nuvens que compõem o planeta.

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Verificação forma de produção de energia elétrica gerada por água aquecida por magma

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A fonte de energia representada na Figura do Enunciado, considerada uma
das mais limpas e sustentáveis do mundo, é extraída do calor
gerado:
A) pela circulação do magma no subsolo.
B) pelas erupções constantes dos vulcões.
C) pelo sol que aquece as águas com radiação ultravioleta.
D) pela queima do carvão e combustíveis fósseis.
E) pelos detritos e cinzas vulcânicas.

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Verificação de experiência com uma seringa de água

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Sob pressão normal (ao nível do mar), a água entra em
ebulição à temperatura de . Tendo por base essa
informação, um garoto residente em uma cidade litorânea
fez a seguinte experiência:
1) Colocou uma caneca metálica contendo água no
fogareiro do fogão de sua casa.
2) Quando a água começou a ferver, encostou
cuidadosamente uma seringa de injeção, desprovida
de agulha, na superfície do líquido e, erguendo
êmbolo da seringa, aspirou certa quantidade de
água para seu interior, tampando-a em seguida.
3) Verificando após alguns instantes que a água da
seringa havia parado de ferver, ele ergue o êmbolo
da seringa, constatando, intrigado, que a água
voltou a ferver após um pequeno deslocamento do
êmbolo.
Considerando o procedimento anterior, a água volta a ferver
porque esse deslocamento:
A) permite a entrada de calor do ambiente externo para o
interior da seringa.
B) provoca, por atrito, um aquecimento da água contida na
seringa.
C) produz um aumento de volume que aumenta o ponto de
ebulição da água.
D) proporciona uma queda de pressão no interior da seringa
que diminui o ponto de ebulição da água.
E) possibilita uma diminuição da densidade da água que
facilita sua ebulição.

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Cálculo do gasto de energia elétrica através da leitura do relógio de luz

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A energia elétrica consumida nas residências é medida, em
quilowatt-hora, por meio de um relógio medidor de
consumo. Nesse relógio, da direita para esquerda, tem-se o
ponteiro da unidade, da dezena, da centena e do milhar. Se
um ponteiro estiver entre dois números, considera-se o
último número ultrapassado pelo ponteiro. Suponha que as
medidas indicadas nos esquemas da Figura do Enunciado tenham sido
feitas em uma cidade em que o preço do quilowatt-hora
fosse de 0,20.
O valor a ser pago pelo consumo de energia elétrica
registrado seria de:
A) 41,80.
B) 42,00.
C) 43,00.
D) 43,80.
E) 44,00.

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Cálculo da potência dissipada por uma torneira elétrica sob tensões diferentes

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Observe a Tabela na Figura do Enunciado. Ela traz especificações técnicas
constantes no manual de instruções fornecido pelo
fabricante de uma torneira elétrica.
Considerando que o modelo de maior potência da versão
220V da torneira suprema foi inadvertidamente conectada a
uma rede com tensão nominal de 127V, e que o aparelho
está configurado para trabalhar em sua máxima potência.
Qual o valor aproximado da potência ao ligar a torneira?
A) 1.830 W.
B) 2.800 W.
C) 3.200 W.
D) 4.030 W.
E) 5.500 W.

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Verificação do celular que ficou sem receber chamadas; o guardado na caixa de metal e o guardado na caixa de madeira

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Duas irmãs que dividem o mesmo quarto de estudos
combinaram de comprar duas caixas com tampas para
guardarem seus pertences dentro de suas caixas, evitando,
assim, a bagunça sobre a mesa de estudos. Uma delas
comprou uma metálica, e a outra, uma caixa de madeira de
área e espessura lateral diferentes, para facilitar a
identificação. Um dia as meninas foram estudar para a prova
de Física e, ao se acomodarem na mesa de estudos,
guardaram seus celulares ligados dentro de suas caixas. Ao
longo desse dia, uma delas recebeu ligações telefônicas,
enquanto os amigos da outra tentavam ligar e recebiam a
mensagem de que o celular estava fora da área de cobertura
ou desligado.
Para explicar essa situação, um físico deveria afirmar que o
material da caixa, cujo telefone celular não recebeu as
ligações é de:
A) madeira, e o telefone não funcionava porque a madeira
não é um bom condutor de eletricidade.
B) metal, e o telefone não funcionava devido à blindagem
eletrostática que o metal proporcionava.
C) metal, e o telefone não funcionava porque o metal refletia
todo tipo de radiação que nele incidia.
D) metal, e o telefone não funcionava porque a área lateral
da caixa de metal era maior.
E) madeira, e o telefone não funcionava porque a espessura
desta caixa era maior que a espessura da caixa de metal.

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Verificação do motivo de uma estátua submersa ficar mais leve

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Durante uma obra em um clube, um grupo de trabalhadores
teve de remover uma escultura de ferro maciço colocada no
fundo de uma piscina vazia. Cinco trabalhadores amarraram
cordas à escultura e tentaram puxá-la para cima, sem
sucesso.
Se a piscina for preenchida com água, ficará mais fácil para
os trabalhadores removerem a escultura, pois a:
A) escultura flutuará. Dessa forma, os homens não
precisarão fazer força para remover a escultura do fundo.
B) escultura ficará com peso menor. Dessa forma, a
intensidade da força necessária para elevar a escultura será
menor.
C) água exercerá uma força na escultura proporcional a sua
massa, e para cima. Esta força se somará à força que os
trabalhadores fazem para anular a ação da força peso da
escultura.
D) água exercerá uma força na escultura para baixo, e esta
passará a receber uma força ascendente do piso da piscina.
Esta força ajudará a anular a ação da força peso na escultura.
E) água exercerá uma força na escultura proporcional ao seu
volume, e para cima. Esta força se somará à força que os
trabalhadores fazem, podendo resultar em uma força
ascendente maior que o peso da escultura.

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Verificação do índice de refração em um metamaterial

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Um grupo de cientistas liderado por pesquisadores do
Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos Estados
Unidos, construiu o primeiro metamaterial que apresenta
valor negativo do índice de refração relativo para a luz
visível. Denomina-se metamaterial um material óptico
artificial, tridimensional, formado por pequenas estruturas
menores do que o comprimento de onda da luz, o que lhe dá
propriedades e comportamentos que não são encontrados em
materiais naturais. Esse material tem sido chamado de
''canhoto''.
Disponível em: http://www.inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 28 abr. 2010 (adaptado).
Considerando o comportamento atípico desse metamaterial,
qual é a figura que representa a refração da luz ao passar do
ar para esse meio?
As alternativas de resposta estão nas Figuras de Resposta.

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