PROCESSO SELETIVO 2012 - UFPA - FÍSICA (3 de dezembro de 2011)

PROCESSO SELETIVO 2012 - UFPA
(3 de dezembro de 2011)

FÍSICA

21 (PS - 2012 - UFPA) O mapa abaixo mostra uma distribuição típica de correntes na desembocadura do rio Pará duas horas antes da preamar, momento no qual se pode observar que as aguas fluem para o interior do continente.

A principal causa para a ocorrência desse fenômeno de fluência das águas é:

(A) A dilatação das águas do oceano ao serem aquecidas pelo Sol.

(B) A atração gravitacional que a Lua e o Sol exercem sobre as águas.

(C) A diferença entre as densidades da água no oceano e no rio.

(D) O atrito da água com os fortes ventos que sopram do nordeste nesta região.

(E) A contração volumétrica das águas do rio Pará ao perderem calor durante a noite.

Comentário:

No texto está implicito a resposta "duas horas antes da preamar". Sabemos que a peamar é um fenômeno ocasionado pela atração gravitacional da lua e do sol sobre a terra. As marés são as alterações do nível das águas do mar causadas pela interferência gravitacional. Quando a maré está em seu ápice chama-se maré alta, maré cheia ou preamar; quando está no seu menor nível chama-se maré baixa ou baixa-mar.

22 (PS - 2012 - UFPA) Em 29 de maio de 1919, em Sobral (CE), a teoria da relatividade de Einstein foi testada medindo-se o desvio que a luz das estrelas sofre ao passar perto do Sol. Essa medição foi possível porque naquele dia, naquele local, foi visível um eclipse total do Sol. Assim que o disco lunar ocultou completamente o Sol foi possível observar a posição aparente das estrelas. Sabendo-se que o diâmetro do Sol é 400 vezes maior do que o da Lua e que durante o eclipse total de 1919 o centro do Sol estava a 151 600 000 km de Sobral, é correto afirmar que a distância do centro da Lua até Sobral era de:

(A) no máximo 379 000 km

(B) no máximo 279 000 km

(C) no mínimo 379 000 km

(D) no mínimo 479 000 km

(E) exatamente 379 000 km

Comentário:
Essa questão pode ser resolvida por meio de semelhança de triângulos. Primeiramente vamos formar a imagem a que o texto se refere (eclipse):

Podemos imaginar um triângulo retangulo na imagem assim:

O diametro do sol (dSol) é de 400 vezes o diametro da lua (dLua), portanto, podemos escrever

dSol = 400 x dlua.

Outra informação importante é a distância entre o centro do sol (Dsol)e sobral que é

Dsol =  151 600 000 km.

Então a distância do centro da lua  Dlua = ?.

dSol / Dsol = dLua / Dlua,

400 . dLua / Dsol= dLua / Dlua,

400 / 151 600 000 = 1 / Dlua,

Dlua =  379 000 km.

23 (PS - 2012 - UFPA) O Brasil possui um centro de lançamento de satélites em Alcântara (MA), pois, devido à rotação da Terra, quanto mais próximo da linha do Equador for lançado um foguete, menor a variação de velocidade necessária para que este entre em órbita. A esse respeito, considere um sistema de referência inercial em que o centro da Terra está em repouso, estime tanto o módulo da velocidade VE de um ponto da superfície da Terra na linha do Equador quanto o módulo da velocidade VS de um satélite cuja órbita tem um raio de 1,29 x 10^4 Km. É correto afirmar que VE é aproximadamente

** Considere que o perímetro da Terra no Equador é 40 080 Km, que a aceleração da gravidade na órbita do satélite é 3,1 x 10^4 Km/h² e que a Terra dá uma volta completa a cada 24 horas.

(A) 1 % de VS

(B) 2 % de VS

(C) 4 % de VS

(D) 6 % de VS

(E) 8 % de VS

Comentário:

Para que o satélite se mantenha em órbita é necessário que a força gravitacional seja equilibrada com a força centrípeta,

FG =FC,

m.g= m.Vs² / R,

Vs = raiz (g . R ).

No caso do equador terrestre temos que considerar

VE = Ds /Dt ,

que nos permite fazer a seguinte relação entre VE e VS:

VE/ VS = [ raiz (g . R )] / (Ds /Dt) ,

VE/ VS = [ raiz (3,1 x 10^4 . 1,29 x 10^4 )] / (40 080 / 24) ,

 VE/ VS = [ raiz (3,999 x 10^8 )] / (1670) ,

 VE/ VS = [ ~2. 10^4 ] / (1670) ,

  VE/ VS = 20000 / 1670 = 0,0835,

VE = 0,0835 VS,

 VE ~ 0,08 VS ~8/100 VS ~ 8% VS

24 (PS - 2012 - UFPA) Um técnico de manutenção de máquinas pôs para funcionar um motor térmico que executa 20 ciclos por segundo. Considerando-se que, em cada ciclo, o motor retira uma quantidade de calor de 1200 J de uma fonte quente e cede 800 J a uma fonte fria, é correto afirmar que o rendimento de cada ciclo é

(A) 13,3%

(B) 23,3%

(C) 33,3%

(D) 43,3%

(E) 53,3%

Comentário:

Há duas formas de resolver a questão

1º forma de resolver: O trabalho realizado em cada ciclo pela máquina

W = Q2 - Q1.

Onde Q2 é a quantidade de energia (calor) que o motor retira (Q2 = 1200 J) e Q1 é a quantidade de energia (calor) que o motor cede (Q1 = 800 J). Portanto o trabalho realizado pela maquina é de

W = 1200 - 800 = 400 J

E desta forma o Rendimento é definido como a razão entre o trabalho realizado no ciclo e a quantidade de energia retirada da fonte quente na forma de calor:

r =W/Q2.

Portanto:

r = 400 / 1200 = 0,333... ~ 33,3 %

    

2º forma de resolver (e mais rápida) é aplicar diretamente na outra equação de rendimento que tem a seguinte estrutura:

r = 1 - Q1/Q2,

 r = 1 - 800/1200,

 r = 1 - 0,666... = 0,333... ~33,3 %.

24 (PS - 2012 - UFPA) Um homem gasta 10 minutos para tomar seu banho, utilizando-se de um chuveiro elétrico que fornece uma vazão constante de 10 litros por minuto. Sabendo-se que a água tem uma temperatura de 20°C ao chegar no chuveiro e que alcança 40°C ao sair do chuveiro, e admitindo-se que toda a energia elétrica dissipada pelo resistor do chuveiro seja transferida para a água nesse intervalo de tempo, é correto concluir-se que a potência elétrica desse chuveiro é:

** Considere que a densidade da água é 1 kg/litro, que o calor específico da água é 1 cal/g ºC e que 1 cal = 4,2 J

(A) 10 KW

(B) 12 KW

(C) 14 KW

(D) 16 KW

(E) 18 KW

Comentário:

Pelo conceito de vazão temos que :

vazao = volume / tempo,

volume = vazão x tempo .

Tempo = 10 min

Vazao = 10 l / mim

 volume = 10 x 10

volume = 100 litros

Conceito de densidade

volume = 100 litros

densidade = 1 kg / l = 1000 g/l

(densidade)  = (massa)  /(volume)

(massa) = (densidade ) x ( volume)

(massa) = 100 x 1000

(massa) = 100 000 g

A quantidade de energia para alterar a temperatura de T_0 =20 °C para T = 40 °C, portanto a variação de temperatura vale DT = 40 - 20 = 20 °C:

Energia (calor) = (massa) x (calor especfico) x (var. de temperatura )

E = 100 000 x 4,2 x 20 

E = 8 400 000 Joules

Conceito de Energia eletrica

tempo de banho = 10 min = 600 seg

(energia) = (potência)  x (tempo de banho)

  (potência) = (energia)/ (tempo de banho)

(potencia) = 8 400 000/ 600 = 14000 W

(potência) = 14 kw