PISM MÓDULO II
QUESTÕES OBJETIVAS
1. PISM Na figura abaixo estão representadas a lateral esquerda de um carro, com o seu espelho retrovisor plano, e nove pessoas paradas na calçada, correspondentes aos pontos 1 a 9. O espelho retrovisor representado tem a altura do seu centro coincidindo com a altura dos olhos do motorista, conforme mostra a figura. Nessa situação, o motorista vê as imagens das pessoas:
A. 1, 4, 5
B. 1, 5, 7
C. 5, 7, 8
D. 1, 9, 3
E. 1, 6, 7
link para resolução https://youtu.be/ZU1dXEqzSfo
2. Para economizar energia, você contratou uma bombeira hidráulica, chamada Maria Emmy, que instalou um sistema de aquecimento solar para um reservatório de água. O reservatório é conectado ao chuveiro de sua casa por 12 metros de tubulação com diâmetro de 1 cm. Quando a torneira é aberta, o chuveiro apresenta uma vazão constante de 6 litros por minuto. Quanto tempo você deve esperar para começar a cair água quente no chuveiro? Utilize π(pi)≈3.
a) 18 s b) 9 s c) 36 s d) 2,25 s e) 5,5 slink para resolução https://youtu.be/A5HkcCDgVAc
3.PISM Em um experimento realizado em um laboratório, Maria Meitner colocou uma caneta laser adequadamente protegida no fundo de um aquário e depois o encheu com um líquido desconhecido. Ao instalar o laser, ela mediu o ângulo limite, θL , para que ocorra a reflexão total na interface com o ar, encontrando o valor de 42°. A figura a seguir representa o experimento, sendo que a seta no fundo do aquário representa a caneta laser e as outras, por sua vez, indicam a direção de propagação do feixe. Dados: cos 42°= 0,74; sen 42°= 0,67; nAr=1,0 (índice de refração do ar). Os índices de refração de cinco líquidos diferentes estão indicados na tabela abaixo. O índice de refração de qual líquido se aproxima mais do obtido pelo experimento de Maria Meitner?
B. Do líquido 4.
C. Do líquido 3.
D. Do líquido 2.
E. Do líquido 1.
link para resolução https://youtu.be/1tfVoHxeHOk
4. PISM Fernanda e uma estudante de Engenharia da UFJF. O seu laboratório recebeu um motor que possui um ciclo muito particular. Junto com essa máquina térmica, a pessoa que fez o motor enviou um manual técnico no qual fez várias afirmações sobre o funcionamento da máquina, além de um gráfico mostrando o seu ciclo de funcionamento. Esse gráfico pode ser visto na Figura, onde se nota que os pontos "A", "B", "C" e "D" possuem informações de pressão e volume expressas nele. Como Fernanda aprendeu bastante sobre Física Térmica, ela percebeu que das cinco afirmações abaixo que estavam no manual técnico, somente uma e verdadeira. Escolha essa afirmação.
- O caminho percorrido de "D" para "A" constitui um processo termodinâmico isotérmico.
- Ao iniciar o ciclo no ponto "A" e seguir através do caminho "ABCDA", esse motor realiza 500 J de trabalho.
- No ciclo de funcionamento desse motor não existe processo termodinâmico a volume constante.
- Sabendo que a substância de trabalho desse motor e 1,0 mol de um gás ideal e conhecendo a constante universal dos gases ideais, R = 8,3 J/(mol.K), é possível obter a temperatura do ponto "A".
- Basta conhecer as temperaturas máxima e mínima de funcionamento desse motor para descobrir o seu rendimento.
5.PISM Na vida cotidiana, os movimentos harmônicos são bastante frequentes. São exemplos, os movimentos de uma mola, de um pêndulo e de uma corda de violão. Exemplo bem prático e a aplicação de molas em veículos que servem para controlar a altura do automóvel e influenciam diretamente na estabilidade da condução. Abaixo, temos um gráfico que mostra a posição x função do tempo de uma partícula de massa m = 1 kg que e colocada em uma das extremidades da mola, na posição vertical, enquanto a outra extremidade e fixada. Assim, e possível puxar a massa, soltando-a imediatamente depois, e estudar o seu movimento sob a influência da forca restauradora que atua sobre ela.
Usando as informações contidas nesse gráfico (posição em função do tempo), analise as seguintes afirmações sobre o movimento harmônico simples que a partícula executa.
I) a frequência do movimento e igual a 2 Hz.
II) a frequência angular do movimento e igual a π rad/s.
III) a forca restauradora da mola e F = - ( π2 N/m) X.
IV) a forca restauradora da mola depende do peso da massa m que está pendurada na mola.
Assinale a alternativa CORRETA:
a ( ) as afirmativas I e IV são verdadeiras.
b ( ) as afirmativas I e III são verdadeiras.
c ( ) as afirmativas II e IV são verdadeiras.
d ( ) as afirmativas II e III são verdadeiras.
e ( ) as afirmativas III e IV são falsas.
link para resolução https://youtu.be/5h2qnJO_9sk
6.PISM Joana trabalha em um laboratório de pesquisa de uma Universidade Publica Brasileira. Nesse laboratório, ela precisa resfriar um determinado material (uma substância pura) que se encontra no estado líquido de modo que ele se torne um solido, pois somente nesse estado da matéria ele pode ser utilizado em seu trabalho. Ela precisou interpretar um gráfico enviado pelo fabricante do material que mostra o seu resfriamento em função do tempo. Esse gráfico pode ser visto na Figura 1 . Nele, a sua temperatura está na escala Fahrenheit. O material está inicialmente na fase líquida e ao final do processo, encontra-se na fase sólida. Importante lembrar que -40 ⁰C = -40 ⁰F. Os valores nas escalas Celsius e Kelvin para a mudança de fase de líquido para solido desse material são dados, respectivamente, por:
a( ) -14,5 °C e 258,5 K;
b( ) -162 °C e 111 K;
c( ) -46,8 °C e 226,2 K;
d( ) -162 °C e 223 K;
e( ) -50 °C e 223 K.
link para resolução https://youtu.be/sPQo73-Ak6M
7.PISM Uma estudante de Física da UFJF estava interessada em descobrir a densidade do material usado para fazer uma esfera maciça que ela usava em suas pesquisas em seu laboratório na universidade. Nesse local, ela viu que havia um aquário de vidro transparente, cheio de óleo de cozinha limpo e transparente. De repente, ela percebeu que poderia usar o conhecimento que havia aprendido sobre hidrostática para obter o valor da densidade daquela bola, colocando-a no óleo. Ao fazê-lo, a estudante observou que a esfera maciça flutuava com metade do seu volume dentro do óleo. Sabendo que a densidade desse líquido era de 0,8 g/cm3 , qual o valor da densidade do material da esfera?
- 0,8 g/ cm3
- 1,6 g/ cm3
- 0,5 g/cm3
- 0,4 g/cm3
- 1,0 g/cm3
8.PISM Um sistema de aquecimento solar de água é um
equipamento composto por duas partes principais. A primeira parte, chamada de
coletor, é formada por uma ou mais placas de vidro e por tubos metálicos. A
segunda parte do sistema é formada pelo reservatório térmico de água. As duas
partes são conectadas e funcionam da seguinte maneira: as placas captam o calor
do sol e transferem essa energia para a água que passa pelos tubos do sistema e
chegam até o reservatório. Esse reservatório serve para entregar água quente
onde haja demanda. Esses equipamentos têm se popularizado e podem ser vistos em
telhados de residências, no comércio e na indústria. Considere que um
equipamento desses instalado em uma região do Brasil com alta incidência solar
consiga entregar uma potência de 25000 calorias por minuto ao sistema.
Considerando que toda energia é absorvida pela água, determine o tempo
necessário para aquecer 200 litros de água de 25 °C a 75 °C:
a.
500 min
b.
200 min
c.
40 min
d.
50 min
e.
400 min
9.PISM Em um
laboratório de demonstrações científicas da UFJF, estudantes verificaram a
pressão de um gás ideal quando ele se encontrava a 300 K de temperatura,
obtendo o valor Pi. Esse gás estava contido em uma garrafa metálica rígida.
Após o gás ter sido aquecido, resultando em uma variação de temperatura de 300 oC
em relação à temperatura inicial, qual a razão entre a pressão inicial Pi e a
pressão final Pf?
a.
1,00
b.
2,00
c.
0,50
d.
0,67
e.
0,33
Link para a
resolução https://youtu.be/XY90-3s0HC4
outra versão https://youtu.be/jwBQp72d_yQ
10. 7.PISM Um sistema de aquecimento solar de água é um equipamento composto por duas partes principais. A primeira parte, chamada de coletor, é formada por uma ou mais placas de vidro e por tubos metálicos. A segunda parte do sistema é formada pelo reservatório térmico de água. As duas partes são conectadas e funcionam da seguinte maneira: as placas captam o calor do sol e transferem essa energia para a água que passa pelos tubos do sistema e chegam até o reservatório. Esse reservatório serve para entregar água quente onde haja demanda. Esses equipamentos têm se popularizado e podem ser vistos em telhados de residências, no comércio e na indústria. Considere que um equipamento desses instalado em uma região do Brasil com alta incidência solar consiga entregar uma potência de 25000 calorias por minuto ao sistema. Considerando que toda energia é absorvida pela água, determine o tempo necessário para aquecer 200 litros de água de 25 °C a 75 °C:
a. 500 min
b. 200 min
c. 40 min
d. 50 min
e. 400 min
Link para a resolução https://youtu.be/eI3kpgb9L14
11.PISM Em relação ao microscópio óptico e à luneta astronômica, assinale
a alternativa CORRETA.
(A) Em ambos os instrumentos há uma lente convergente e uma lente
divergente.
(B) A imagem da primeira lente na qual passa a luz é virtual e reduzida
nos dois instrumentos.
(C) Em ambos os instrumentos, a imagem não é real e ampliada.
(D) Em ambos, os objetos observados devem ficar próximo a uma das
lentes.
(E) Um serve para observar objetos pequenos próximos e outro para
objetos grandes distantes.
link para resolução https://youtu.be/PJxrnsY0s90
12. PISM Considere
um dispositivo que consiste em um tubo de maior área e uma parede central
contendo um pequeno orifício que deixa a passagem de fluxo de ar para outro
lado somente em um sentido. Sabe-se que o fluxo de ar é incompressível, que a
velocidade do som no ar é de aproximadamente 340, 0 m/s, que o diâmetro do
orifício é de 1,0 mm2 e que a velocidade do fluxo de ar no orifício
é o dobro da velocidade do som no ar. O valor da velocidade do fluxo de ar
antes do orifício numa área de 10, 0 cm2 é de
(A) 0, 68 m/s
(B) 6, 80 m/s
(C) 0, 34 m/s
(D) 3, 40 m/s
(E) 0, 17 m/s
- 10,0 m
- 20,0 m
- 100,0 m
- 200,0 m
- 2,0 m
link para resolução https://youtu.be/wFnMMqElfds
14. UFJF Em um experimento controlado em laboratório, uma certa quantidade de gás ideal realizou o ciclo ABCDA, representado na figura abaixo.
(01) ( ) No percurso AB, o trabalho realizado pelo gás é igual a 6 x 102 J.
(02) ( ) No percurso BC, o trabalho realizado é nulo.
(04) ( ) No percurso CD, ocorre diminuição da energia interna.
(08) ( ) Ao completar cada ciclo, o trabalho líquido é nulo.
(16) ( ) Utilizando-se esse ciclo em uma máquina, de modo que o gás realize quatro ciclos por segundo, a potência dessa máquina será igual a 12x102 W.
Dê como resposta a soma dos números que precedem as afirmativas verdadeiras.
A. 08
B. 09
C. 11
D. 23
E. 24
link para resolução https://youtu.be/YVZ38Ifvjno
Figura: Cliente olhando-se no espelho côncavo. A cliente encontra-se à esquerda do espelho e a imagem encontra-se à direita do espelho.
A) Calcule a distância entre o rosto e a imagem sabendo que a distância focal desse espelho é de 40 cm.
B) Obtenha o aumento (aumento linear transversal) produzido por esse espelho côncavo a partir das informações do enunciado e do item (A).
link para resolução https://youtu.be/6oftcAuFLVI
2. PISM
Considere um aquecedor elétrico para água como uma fonte de potência
elétrica constante igual a 560W. Suponha que esse aquecedor foi utilizado para
variar a temperatura de 72 °C em um litro de água. Sendo o calor específico da
água igual a 1cal/g °C , e sua densidade 1g /cm3, RESPONDA:
a) Quanto calor foi transferido para a água?
b) Quanto tempo a fonte demorou para realizar
este aquecimento?
link para resolução https://youtu.be/89fNm8CG_FQ
3. PISM Após uma forte chuva formou-se um lago na praça principal da cidade. O soldado Silva, do Corpo de Bombeiros, recebeu a missão de levar cestas básicas para moradores que estavam ilhados do outro lado do lago formado. O transporte deveria ser feito num barco de massa total 70 kg. Então, Silva se lembrou do Princípio do Empuxo, segundo o qual “Todo corpo mergulhado num fluido recebe uma força orientada para cima, denominada empuxo, de intensidade igual ao peso do volume do fluido deslocado”. Considere a massa do soldado Silva como sendo 80 kg, a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2 , e a densidade da água de intensidade 1000 kg/m3 .
A) Determine o valor do empuxo exercido sobre o barco quando este estiver em repouso dentro do lago e apenas com o soldado Silva a bordo.
B) Por questões de segurança, havia no barco uma linha desenhada que indicava até onde o nível da água poderia ser atingido. Sobre a linha estava escrito 2,50 m3 , e Silva durante o treinamento recebeu a instrução de que aquele número indicava o volume em metros cúbicos de água deslocada pelo barco ao atingir o respectivo nível. Levando em conta esse aspecto de segurança e que cada cesta básica possui 30 kg de massa, calcule o número máximo de cestas básicas que Silva poderia levar em seu barco, ao se deslocar com velocidade constante em águas calmas do lago.
link para resolução https://youtu.be/lmU0jWB6EW0
4. PISM Quando fornecemos calor a um bloco de gelo suas partículas
absorvem energia, com consequente aumento de temperatura. Porém, existe uma
temperatura em que a estrutura molecular do gelo não consegue manter-se
(temperatura de fusão) e ao atingir essa temperatura, a organização
molecular do gelo não consegue manter-se (temperatura de fusão) e ao
atingir essa temperatura, a organização molecular modifica-se. O calor
recebido nesta fase é usado para realizar a mudança de fase, de sólido para
líquido. Após a fusão do gelo, se é fornecido mais calor, a temperatura do
líquido aumenta. Um exemplo desse processo é descrito pelo gráfico abaixo.
Considere que o calor de fusão do gelo é 80 cal/g e que o calor específico da
água é de 1 cal/g°C, Determine:
A) Qual a massa de gelo usada no processo?
B) Qual o calor específico do gelo?
C) Qual a quantidade total de calor usado em todo o processo?
link para resolução https://youtu.be/ecMqcY6Hgxg
5.PISM Um gás ideal monoatômico ao ser aquecido sofre uma expansão isobárica, passando de um volume de 0,1 L para um volume de 0,12 L a uma pressão de 0,55 atm. Sabe-se que uma atmosfera é igual a 1, 0×105 Pa, um litro é igual a um decímetro cúbico e que para o gás ideal o produto do número de mols pela constante dos gases ideais é igual a 0,016 J/K. Determine:
(A) As temperaturas do gás ideal antes e depois da expansão.
(B) O trabalho realizado pelo gás ideal durante a expansão.
(C) Calcule a quantidade de energia absorvida na forma de calor durante a expansão.
link para resolução https://youtu.be/rrV5KH7GoSQ
6. PISM Durante o Grande Prêmio de Fórmula 1 de São
Paulo, Newtinho observa fascinado os carros “rasgando a reta principal”, com
velocidade máxima de 330 Km/h. Um fato que chamou a atenção de Newtinho foi que
o som do motor, ouvido quando o carro se aproximava de onde ele estava, era
diferente de quando o carro se afastava. Newtinho já tinha ouvido falar do
Efeito Doppler, segundo o qual “a frequência se altera em função do movimento
relativo entre a fonte sonora e o observador”. Sabendo que a frequência do som
do motor é de 850 Hz (medido quando o carro está parado), a velocidade do som é
de 340 m/s e que Newtinho estava em repouso em relação à pista, calcule:
A) A frequência
aparente percebida por Newtinho quando o carro se aproxima dele.
B) O comprimento de onda, associado à frequência
percebida por Newtinho, quando o carro se afasta dele.
link para
resolução https://youtu.be/Brypy9RdARM
7. PISM Um estudante aprendeu com seu professor de Física na escola que poderia criar seu próprio termômetro, com sua própria escala, e usá-lo para medir a temperatura de objetos ao seu redor. Para isso, ele deveria primeiro calibrar seu termômetro em relação a uma escala conhecida. O aluno resolveu testar essa teoria em casa e construiu um termômetro cuja escala termométrica ele denominou de X, e que se relaciona com a escala Celsius segundo o gráfico apresentado na Figura abaixo. Neste gráfico, o eixo das ordenadas representa os valores de θx (temperaturas expressas na escala X) e o eixo das abscissas representa os valores de θc (temperaturas expressas na escala Celsius).
Figura: Gráfico que mostra os valores da escala X versus a escala Celsius
Com base nas informações apresentadas no gráfico, responda os itens a seguir:
A) Estabeleça a fórmula de conversão entre as duas escalas.
B) Determine a temperatura registrada por um termômetro graduado na escala X quando a temperatura for 50 °C.
C) Há uma temperatura na qual os dois termômetros, um graduado na escala X e outro na escala Celsius, registram valores que coincidem numericamente. Obtenha essa temperatura.
link para resolução https://youtu.be/TpqsJR_vsyY
RESPOSTAS
QUESTÕES OBJETIVAS
1.E 2.B 3.C 4.D 5.D 6.E 7.D 8.E 9.C 10.E 11.E 12.A 13.A 14.D
QUESTÕES DISSERTATIVAS
1.A.60cm B.2 2.A. 72 kCal B. 8 min 34 s 3. A.1500N, B.78 cestas 4.A. 100 g, B. 0,5 cal/g°C C. 12,5 Kcal 5.A. 343,5 k; 412,2 K B. 1,1J C. 2,75 J 6.A. 1160 Hz B. 0,507 m
7. A. C = 2X – 2 B. 26°X C. 2
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