145 exercícios resolvidos de Física

Verificação da melhor forma de produção de energia elétrica numa cidade

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Deseja-se instalar uma estação de geração de energia elétrica
em um município localizado no interior de um pequeno vale
cercado de altas montanhas de difícil acesso. A cidade é
cruzada por um rio, que é fonte de água para consumo,
irrigação das lavouras de subsistência e pesca. Na região,
que possui pequena extensão territorial, a incidência solar é
alta o ano todo. A estação em questão irá abastecer apenas o
município apresentado.
Qual forma de obtenção de energia, entre as apresentadas, é
a mais indicada para ser implantada nesse município de
modo a causar o menor impacto ambiental?
A) Termelétrica, pois é possível utilizar a água do rio no
sistema de refrigeração.
B) Eólica, pois a geografia do local é própria para a captação
desse tipo de energia.
C) Nuclear, pois o modo de resfriamento de seus sistemas
não afetaria a população.
D) Fotovoltaica, pois é possível aproveitar a energia solar
que chega à superfície do local.
E) Hidrelétrica, pois o rio que corta o município é suficiente
para abastecer a usina construída.

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Verificação de como deve funcionar uma engrenagem movida pelo movimento browniano de partículas

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Partículas suspensas em um fluido apresentam contínua movimentação aleatória, chamado movimento browniano, causado pelos choques das partículas que compõem o fluido.
A ideia de um inventor era construir uma série de palhetas, montadas sobre um eixo, que seriam postas em movimento pela agitação das partículas ao seu redor. Como o movimento ocorreria igualmente em ambos os sentidos de rotação, o cientista concebeu um segundo elemento, um dente de engrenagem assimétrico. Assim, em escala muito pequena, este tipo de motor poderia executar trabalho, por exemplo, puxando um pequeno peso para cima. O esquema, que já foi testado, é mostrado na Figura do Enunciado a seguir.

A explicação para a necessidade do uso da engrenagem com trava é:
A) O travamento do motor, para que ele não se solte aleatoriamente.
B) A seleção da velocidade, controlada pela pressão nos dentes da engrenagem.
C) O controle do sentido da velocidade tangencial, permitindo, inclusive, uma fácil leitura do seu valor.
D) A determinação do movimento, devido ao caráter aleatório, cuja tendência é o equilíbrio.
E) A escolha do ângulo a ser girado, sendo possível, inclusive, medi-lo pelo número de dentes da engrenagem.

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Verificação da melhor alternativa de produção de energia para produção de farinha de mandioca

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Para evitar o desmatamento da Mata Atlântica nos arredores
da cidade de Amargosa, no Recôncavo da Bahia, o Ibama
tem atuado no sentido de fiscalizar, entre outras, as
pequenas propriedades rurais que dependem da lenha
proveniente das matas para a produção da farinha de
mandioca, produto típico da região. Com isso, pequenos
produtores procuram alternativas como o gás de cozinha, o
que encarece a farinha.
Uma alternativa viável, em curto prazo, para os produtores
de farinha em Amargosa, que não cause danos à Mata
Atlântica nem encareça o produto é a:
A) construção, nas pequenas propriedades, de grandes
fornos elétricos para torrar a mandioca.
B) plantação, em suas propriedades, de árvores para serem
utilizadas na produção de lenha.
C) permissão, por parte do Ibama, da exploração da Mata
Atlântica apenas pelos pequenos produtores.
D) construção de biodigestores, para a produção de gás
combustível a partir de resíduos orgânicos da região.
E) coleta de carvão de regiões mais distantes, onde existe
menor intensidade de fiscalização do Ibama.

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Verificação do motivo de uma corda de náilon não ser utilizada em uma guitarra

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O manual de funcionamento de um captador de guitarra
elétrica apresenta o seguinte texto:
''Esse captador comum consiste de uma bobina, fios
condutores enrolados em torno de um ímã permanente. O
campo magnético do ímã induz o ordenamento dos polos
magnéticos na corda da guitarra, que está próxima a ele.
Assim, quando a corda é tocada, as oscilações produzem
variações, com o mesmo padrão, no fluxo magnético que
atravessa a bobina. Isso induz uma corrente elétrica na
bobina, que é transmitida até o amplificador e, daí, para o
alto-falante.''
Um guitarrista trocou as cordas originais de sua guitarra, que
eram feitas de aço, por outras feitas de náilon. Com o uso
dessas cordas, o amplificador ligado ao instrumento não
emitia mais som, porque a corda de náilon:
A) isola a passagem de corrente elétrica da bobina para o
alto-falante.
B) varia seu comprimento mais intensamente do que ocorre
com o aço.
C) apresenta uma magnetização desprezível sob a ação do
ímã permanente.
D) induz correntes elétricas na bobina mais intensas que a
capacidade do captador.
E) oscila com uma frequência menor do que a que pode ser
percebida pelo captador.

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Cálculo da razão entre as resistêcnias de dois modelos de chuveiro funcionando à mesma potência

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Em um manual de um chuveiro elétrico são encontradas
informações sobre algumas características técnicas,
ilustradas na Figura do Enunciado, como a tensão de alimentação, a
potência dissipada, o dimensionamento do disjuntor ou
fusível, e a área da seção transversal dos condutores
utlizados.
Uma pessoa adquiriu um chuveiro do modelo A e, ao ler o
manual, verificou que precisava ligá-lo a um disjuntor de
amperes. No entanto, intrigou-se com o fato de que o
disjuntor ao ser utilizado para uma correta instalação de um
chuveiro do modelo B devia possuir amperagem
menor.
Considerando-se os chuveiros de modelos e ,
funcionando à mesma potência de , a razão entre as
suas respectivas resistências elétricas, e , que
justifica a diferença de dimensionamento dos disjuntores, é
mais próxima de:
A) 0,3.
B) 0,6.
C) 0,8.
D) 1,7.
E) 3,0.

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Verificação da cor emitida por um objeto baseado nos comprimentos de onda refletidos

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Para que uma substância seja colorida ela deve absorver luz
na região do visível. Quando uma amostra absorve luz
visível, a cor que percebemos é a soma das cores restantes
que são refletidas ou transmitidas pelo objeto. A Figura do Enunciado 1
mostra o espectro de absorção para uma substância e é
possível observar que há um comprimento de onda em que a
intensidade de absorção é máxima. Um observador pode
prever a cor dessa substância pelo uso da roda de cores
(Figura do Enunciado 2); o comprimento de onda correspondente à cor do
objeto é encontrado no lado oposto ao comprimento de onda
da absorção máxima.
Qual a cor da substância que deu origem ao espectro da
Figura do Enunciado 1?
A) Azul.
B) Verde.
C) Violeta.
D) Laranja.
E) Vermelho.

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Verificação da forma como é perdida a energia em um motor

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Um motor só poderá realizar trabalho se receber uma
quantidade de energia de outro sistema. No caso, a energia
armazenada no combustível é, em parte, liberada durante a
combustão para que o aparelho possa funcionar. Quando o
motor funciona, parte da energia convertida ou transformada
na combustão não pode ser utilizada para a realização de
trabalho. Isso significa dizer que há vazamento da energia
em outra forma.
CARVALHO, A. X. Z. Física Térmica. Belo Horizonte: Pax, 2009 (adaptado).
De acordo com o texto, as transformações de energia que
ocorrem durante o funcionamento do motor são decorrentes
de a:
A) liberação de calor dentro do motor ser impossível.
B) realização de trabalho pelo motor ser incontrolável.
C) conversão integral de calor em trabalho ser impossível.
D) transformação de energia térmica em cinética ser impossível.
E) utilização de energia potencial do combustível ser incontrolável.

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Verifcação do comprimento onda para melhor distinção dos objetos usuais na superfíce da Terra em relação à Reflectância

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O processo de interpretação de imagens capturadas por
sensores instaladas a bordo de satélites que imageiam
determinadas faixas ou bandas do espectro de radiação
eletromagnética (REM) baseia-se na interação dessa
radiação com os objetos presentes sobre a superfície
terrestre. Uma das formas de avaliar essa interação é por
meio da quantidade de energia refletida pelos objetos. A
relação entre a reflectância de um dado objeto e o
comprimento de onda da REM é conhecida como curva de
comportamento espectral ou assinatura espectral do objeto,
como mostrado na Figura do Enunciado, para objetos comuns na superfície
terrestre.
De acordo com as curvas de assinatura espectral
apresentadas na Figura do Enunciado, para que se obtenha a melhor
discriminação dos alvos mostrados, convém selecionar a
banda correspondente a que comprimento de onda em
micrômetros ?
A) 0,4 a 0,5.
B) 0,5 a 0,6.
C) 0,6 a 0,7.
D) 0,7 a 0,8.
E) 0,8 a 0,9.

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Verificação de qual lâmpada acende em algumas instalações elétricas

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Um curioso estudante, empolgado com a aula de circuito
elétrico que assistiu na escola, resolve desmontar sua
lanterna. Utilizando-se da lâmpada e da pilha, retiradas do
equipamento, e de um fio com as extremidades descascadas,
faz as seguintes ligações com a intenção de acender a
lâmpada, conforme a Figura do Enunciado.
Tendo por base os esquemas mostrados, em quais casos a
lâmpada acendeu?
A) .
B) .
C) .
D) .
E) .

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Verificação da geração de energia elétrica através de biocombustíveis de segunda geração

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Os biocombustíveis de primeira geração são derivados dasoja, milho e cana-de-açúcar e sua produção ocorre atravésda fermentação. Biocombustíveis derivados de materialcelulósico ou biocombustíveis de segunda geração - coloquialmente chamados de ''gasolina de capim'' - são
aqueles produzidos a partir de resíduos de madeira(serragem, por exemplo), talos de milho, palha de trigo ou capim de crescimento rápido e se apresentam como uma alternativa para os problemas enfrentados pelos de primeira geração, já que as matérias-primas são baratas e abundantes.
DALE, B. E.; HUBER, G. W. Gasolina de capim e outros vegetais.
Scientific American Brasil. Ago. 2009. 87 (adaptado).
O texto mostra um dos pontos de vista a respeito do uso dos biocombustíveis na atualidade, os quais:
A) são matrizes energéticas com menor carga de poluição
para o ambiente e podem propiciar a geração de novos
empregos, entretanto, para serem oferecidos com baixo
custo, a tecnologia da degradação da celulose nos
biocombustíveis de segunda geração deve ser extremamente
eficiente.
B) oferecem múltiplas dificuldades, pois a produção é de
alto custo, sua implantação não gera empregos, e deve-se ter
cuidado com o risco ambiental, pois eles oferecem os
mesmos riscos que o uso de combustíveis fósseis.
C) sendo de segunda geração, são produzidos por uma
tecnologia que acarreta problemas sociais, sobretudo
decorrente ao fato de a matéria-prima ser abundante e
facilmente encontrada, o que impede a geração de novos
empregos.
D) sendo de primeira e segunda geração, são produzidos por
tecnologias que devem passar por uma avaliação criteriosa
quanto ao uso, pois uma enfrenta o problema da falta de
espaço para plantio da matéria-prima e a outra impede a
geração de novas fontes de emprego.
E) podem acarretar sérios problemas econômicos e sociais,
pois a substituição do uso de petróleo afeta negativamente
toda uma cadeia produtiva na medida em que exclui diversas
fontes de emprego nas refinarias, postos de gasolina e no
transporte de petróleo e gasolina.

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