PS - 2016 - UFPA - Física

1. (UFPA 2016)  Sabe-se que o conceito de movimento em Física é relativo, ou seja, depende de um referencial. Considerando essa afirmação, pode-se afirmar que, para uma pessoa sentada numa cadeira de uma Roda Gigante, em movimento, a trajetória de outra pessoa que está sentada diametralmente oposta é 

a) uma reta.   

b) uma parábola.   

c) um círculo.   

d) um segmento de reta.   

e) inexistente, porque não há movimento.   

Comentários: A distância entre as duas pessoas é constante e igual ao diâmetro da Roda Gigante. Portanto, uma realiza em relação a outra movimento circular uniforme de raio 30 m.    

2. (UFPA 2016)  Durante os festejos do Círio de Nazaré, em Belém, uma das atrações é o parque de brinquedos situado ao lado da Basílica, no qual um dos brinquedos mais cobiçados é a Roda Gigante, que gira com velocidade angular ω, constante.

Considerando-se que a velocidade escalar de um ponto qualquer da periferia da Roda é v = 1 m/s   e que o raio é de r = 15 m,  pode-se afirmar que a frequência de rotação f em hertz, e a velocidade angular ω, em rad/s são respectivamente iguais a: 

a)  1/30π e 2/15     

b)  1/15π e 2/15     

c)  1/30π e 1/15     

d)  1/15π e 1/15   

e)  1/30π e 1/30π

Cálculo da frequência: 

v = 2*π*R*f

f = v/(2*π*R)

f = 1/(2*π*15)

f = 1/(30*π)

Cálculo da velocidade angular

ω = 2*π*f

ω = 2*π*(1/30π)

ω = 1/15 rad/s

3. (Ufpa 2016)  Um menino solta uma moeda, a partir do repouso, sobre um plano inclinado. Desprezando-se o atrito, pode-se afirmar que a velocidade, ao final da rampa, é 

a) igual a de qualquer ponto anterior à do final.   

b) diretamente proporcional à altura do plano.   

c) diretamente proporcional ao quadrado da altura do plano.   

d) diretamente proporciona à raiz quadrada da altura do plano.   

e) inversamente proporcional à altura do plano.   

Pela conservação da energia mecânica: 

m*v²/2 = m*g*h

v = √2gh

A velocidade é diretamente proporcional à raiz quadrada da altura do plano inclinado.  

4. (UFPA 2016)  Considere as seguintes situações: na primeira, o menino deixa cair a moeda, do ponto mais alto, a partir do repouso, e a moeda chega à base do plano inclinado com uma energia cinética   Ec na segunda, do ponto mais alto, o menino lança a moeda ao longo do plano inclinado para baixo, com velocidade v = 2 m/s,  e ela, nessa segunda situação, chega a base com uma energia cinética 20% maior do que na primeira situação.

Considerando-se a aceleração da gravidade g = 10 m/s² pode-se afirmar que a altura vertical, em metros, desse plano é 

a) 1

b) 1,5

c) 2     

d) 2,5

e) 3

Embora o enunciado não cite que o atrito entre o plano inclinado e a moeda é desprezível vamos considerá-lo para efeito de calculo aplicando a conservação da energia mecânica às duas situações:

Ec = m*g*h (I)

1,2* Ec = m*g*h + m*v²/2 (II)  

Substituindo (I) em (II):

 1,2* m*g*h = m*g*h + m*v²/2

0,2*g*h = v²/2

0,2*10*h = 2²/2

h =1 m

5. (UFPA 2016)  Sabendo-se que um espelho esférico, que serve para acender uma tocha olímpica, pode ser usado, também, como um sistema de aquecimento (forno óptico), considere uma situação em que no lugar da tocha fossem colocados 300 g de água e que a temperatura desta subisse de 30 ºC para 100 ºC em 30 min. 

Desprezando–se a absorção de calor pelo recipiente que contem a água, pode-se afirmar que a potência útil desse forno é, em Watts, igual a

Dados:

- o equivalente mecânico do calor tal que  1 cal = 4,2 J

- o calor específico da água  1 cal/gºC 

a) 11    

b) 18    

c) 25    

d) 31    

e) 49    

Pot = Q /∆t

Pot = m*c*∆T /∆t

Pot = [300*4,2*(100 - 30)] /(30*60)

Pot = 49 W

6. (Ufpa 2016)  Os próximos jogos Olímpicos, neste ano, acontecerão no Brasil, em julho, mas a tocha olímpica já foi acesa, em frente ao templo de Hera, na Grécia, usando-se um espelho parabólico muito próximo de um espelho esférico de raio   que produz o mesmo efeito com um pouco menos de eficiência. Esse tipo de espelho, como o da figura (imagem divulgada em toda a impressa internacional e nacional), consegue acender um elemento inflamável, usando a luz do sol.

Pode-se afirmar que o elemento inflamável acende devido ao fato de esse tipo de espelho 

a) refletir os raios do sol, dispersando-os.   

b) refletir mais luz que os espelhos planos.   

c) refletir os raios do sol, concentrando-os.   

d) absorver bastante a luz do sol.   

e) transmitir integralmente a luz do sol.   

Comentários: O espelho parabólico reflete os raios solares para um mesmo ponto (foco), onde toda energia refletida é concentrada.  

7. (UFPA 2016)  Um prisma de vidro está no ar e é feito de um material cujo índice de refração é n > 1 A forma de sua seção transversal é a de um triângulo retângulo isósceles, conforme a figura abaixo. Observa-se nele, que um feixe de luz incide perpendicularmente a face de entrada e, após refletir na segunda face inclinada, emerge perpendicularmente na terceira face do prisma, como mostrado pelas setas.

 

Qual deve ser o menor valor do índice de refração n para ocorrer a situação descrita e o feixe não sair pela segunda face?

Dado: o índice de refração do ar é igual a  1. 

a) 1,3     

b) √2

c) √3   

d) 1,8   

e) 1,2  

A figura mostra os ângulos relevantes para a resolução.

Está ocorrendo o fenômeno da reflexão, que se dá quando a onda luminosa, se propaga no sentido do meio mais refringente (prisma) para o menos refringente (ar), incidindo na interface dos dois meios com ângulo maior que o ângulo limite.

   

i > L

sen i > sen L

sen 45º > n menor / n maior

√2/2 > 1/ n

(√2/2)² > (1/ n)²

2/4 > 1/ n²

n > √2

8. (UFPA 2016)  A figura a seguir representa o esquema das resistências elétricas de um certo aparelho, no qual o valor de cada resistência está indicado.

Sabendo-se que a corrente elétrica, na resistência R2 = 3 Ω é de i2 = 1A, pode-se afirmar que a potência elétrica dissipada no resistor  R1 em Watts, é de:

a) 20     

b) 30    

c) 40     

d) 50     

e) 60     

9. (UFPA 2016)  Uma carga elétrica   (negativa) entra, com velocidade   numa região onde existe um campo magnético   que está indicado com os símbolos   (que representam um vetor entrando no plano desta folha).

A alternativa que indica o vetor (direção e sentido) da força magnética Fm  no exato instante no qual a carga entra na região do campo magnético, com o vetor velocidade na posição horizontal, conforme está indicado na figura acima, é: 

a)   

b)

c)

d)

e)

10. (UFPA 2016)  Um homem (observador) assiste sentado a uma corrida de fórmula 1, localizado em uma arquibancada lateral à pista de corrida. O observador tem um aparelho que registra a frequência principal do motor dos carros tanto na aproximação quanto no afastamento. Sabendo-se que a razão entre as frequências na aproximação e no afastamento é   pode-se afirmar, nesse caso, que a velocidade do carro de corrida (considerada constante) é, em m/s igual a:

Dado: a velocidade do som no ar é 340m/s

   

a) 170     

b) 215     

c) 290    

d) 315    

e) 415    

11. (Ufpa 2016)  A luz e o som são considerados como ondas por transportarem energia sem haver transporte de matéria, no entanto têm características diferentes. A alternativa correta sobre essas duas ondas é: 

a) O SOM é uma onda Mecânica e pode ser Polarizado enquanto a LUZ é uma onda Eletromagnética e não pode ser polarizada.   

b) O SOM é uma onda Mecânica e não pode ser polarizado enquanto a LUZ é uma onda eletromagnética e pode ser polarizada.   

c) Tanto o SOM como a LUZ são ondas Eletromagnéticas e podem ser polarizadas.   

d) Tanto o SOM como a LUZ são ondas Mecânicas.   

e) Tanto o SOM como a LUZ são ondas Eletromagnéticas, mas nenhuma delas pode ser polarizada.   

Comentário: O som é onda longitudinal e a luz é onda transversal. Como a polarização somente é possível para ondas transversais, apenas a luz pode ser polarizada.  

TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: 

Sobre uma mesa plana alguns estudantes conseguiram montar um experimento simples, usando dois corpos cujas massas são: m = 3 kg  e M = 3 kg  em que simulam duas situações distintas, conforme a descrição e a figura a seguir.

I. Não existe o atrito.

II. Existe o atrito com um coeficiente de atrito  µ = 2/7

  

12. (UFPA 2016)  Tendo em vista as duas situações (I – sem atrito e II – com atrito) e admitindo-se que o atrito na polia e a sua massa são desprezíveis e a aceleração da gravidade é 10 m/s²  então, pode-se afirmar que as acelerações a1  e a2  nos casos I e II são, em m/s²  iguais respectivamente a 

a)  2 e 1    

b)  3 e 2    

c)  4 e 2    

d)  3 e 1   

e)  4 e 1    

13. (UFPA 2016)  Em qualquer das duas situações I ou II, a razão entre as forças de tração na parte horizontal (ante da polia) da corda e na parte vertical (depois da polia) é 

a) 5    

b) 4   

c) 3  

d) 2    

e) 1    

TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: 

Uma partícula de massa m e carga q (negativa) penetra num capacitor plano com velocidade V paralela, no ponto médio entre as placas que são quadradas de área   e separadas de uma distância  d conforme mostra a figura a seguir. O capacitor está carregado com uma tensão U,  com cargas positivas na placa de cima e negativas na de baixo. Considere o efeito da força gravitacional da Terra sobre a massa m,  como sendo desprezível diante do efeito da força elétrica.

14. (UFPA 2016)  Considerando-se um referencial fixo num ponto da placa, carregada negativamente, do capacitor, a trajetória da partícula carregada é um(a) 

a) círculo.   

b) linha reta paralela as placas.   

c) reta inclinada para cima.   

d) reta inclinada para baixo.   

e) parábola.    

15. (UFPA 2016)  Com base nos dados, a alternativa que contém a relação correta para velocidade de maneira que a carga   atravesse o capacitor sem tocar nas placas é: 

UFPA 2005 - Processo Seletivo Seriado - PSS 2

Física - UFPA 2005

Leia atentamente o texto a seguir.

João Batista, nascido e criado às margens do rio Tuandeua, viveu uma infância típica de ribeirinho amazônida. A simplicidade da vida não embotou sua curiosidade pelos fenômenos naturais. Ao contrário, com a ajuda de pessoas como Seu Genésio, mestre construtor de embarcações, João deu asas às suas inquietações, avançou nos estudos e, mais tarde, formou-se professor de Ciências.

As questões a seguir apresentam situações em que a Física se faz necessária para explicar alguns fenômenos vivenciados por João Batista.

25. Na escola ribeirinha em que João estudou, uma das tarefas mais difíceis para a professora era manter os alunos na sala, quando uma grande embarcação se aproximava. Os pequenos estudantes precipitavam-se em suas canoas para “pegar” o banzeiro - onda que se propaga na superfície da água, devido a perturbações produzidas pela embarcação em movimento. No ritmo do banzeiro, as canoas subiam e desciam enquanto a onda se propagava.

A respeito do banzeiro, é correto afirmar que

(A)  se propaga por vibrações de partículas que se movimenta na mesma direção de propagação da onda.

(B)  uma diferença entre os banzeiros produzidos por grandes e por pequenas embarcações é a amplitude da onda.

(C)  em pontos próximos à embarcação, a energia do banzeiro é menor do que em pontos mais distantes.

(D)  suas velocidades não dependem das propriedades físicas do meio no qual se propagam.

(E)  para um banzeiro com determinada velocidade, quanto maior a freqüência da onda, maior o comprimento de onda.

Resposta: Alternativa B. A amplitude da onda (banzeiro) está relacionada com a altura da onda que depende da parte submersa do a embarcação (calado).

26. Seu Genésio sempre dizia que a madeira boa para fabricar barcos é aquela que afunda na água. Essa afirmação deixava João Batista intrigado: - Se a madeira afundasse, como o barco poderia flutuar? Buscando explicações, João encontrou as seguintes afirmações, todas corretas:

I - A madeira flutuará se sua densidade for menor que a da água.

II - A densidade da madeira varia com a temperatura.

III - A diferença de pressão entre o topo e a base do barco provoca o empuxo que o faz flutuar.

IV - A densidade da água aumenta, depois diminui, ao ser aquecida de 0 ºC a 20 ºC.

V - Na condição de flutuação, o peso do barco e o empuxo que ele recebe da água têm a mesma intensidade.

Assinale a alternativa que contém apenas as afirmações que explicam a flutuação do barco.

(A)  I e II.

(B)  II e III.

(C)  I e III.

(D)  II e IV.

(E)  III e V.

Resposta: Alternativa E

(I) Não. A madeira flutuará se a sua densidade for menor que a densidade da água mas essa não é a explicação para a afirmação de seu Genésio. Para que o barco flutue precisa deslocar uma quantidade de liquido (principio de Arquimedes). Quanto maior o volume deslocado de liquido pela embarcação maior o empuxo, a força que o empurra para cima. Dessa forma é fácil entender o fato de um barco de toneladas de metal poder flutuar.

(II) Não. O fato da densidade da madeira variar com a temperatura não está relacionada a flutuação do barco.

(III) Explica. O empuxo é uma foça que empurra o barco para cima equilibrando-se ao peso do barco (E = P)

(IV) Não. A dilatação anômala da água explica o fato da dilatação irregular da entre as temperatura 0ºC e 4 ºC, mas não explica a flutuação do barco.

(V) Explica. Esta é a condição de equilíbrio.

27. Não era novidade para ninguém que a velocidade de escoamento do rio mudava ao longo de seu curso. Para projetar uma ponte sobre determinado trecho do rio Tuandeua, uma equipe de técnicos fez algumas medidas e João ficou sabendo que a área transversal ao rio, naquele trecho, media 500 m² e a velocidade média da água na vazante era de 1 m/s. Como já sabia que em frente a sua casa a velocidade média na vazante era 2 m/s, fazendo aproximações para uma situação ideal, conclui-se que a área transversal do rio, em frente à casa de João, é igual a

(A)  250 m².

(B)  300 m².

(C)  500 m².

(D)  750 m².

(E)  1000 m².

Resposta: Alternativa A. A quantidade de água do rio que flui em um trecho é a mesma  em qualquer outro, inclusive no trecho seguinte. A quantidade se conserva, portanto a vazão é a mesma, como a vazão é dada por

φ = A x V,

então:

A1 = 500 m² (trecho mais largo) e V1 =  m/s

A2 = ? e V2 = 2 m/s (maior velocidade,a área diminui)

φ2 = φ1,

A2 x V2 = A1 x V1,

A2 x 2 = 500,

A2 = 250 m². 

Apesar da vida ribeirinha, João não ficou alheio aos avanços tecnológicos, nem às informações atualizadas que hoje chegam a qualquer lugar, via satélite, por meio de parabólicas. As questões de 28 a 30 referem-se a esse contexto.

28. Em um forno microondas João colocou um vasilhame com 1,5 kg de água a 20 ºC. Mantendo o forno ligado por 10 minutos, a temperatura da água aumentou para 80 ºC. A representação gráfica do desempenho do forno indicada pelo calor fornecido (calorias) em função do tempo (segundos) é mais bem representado pela linha:

(Considere que toda a energia produzida pelo forno foi absorvida pela água na forma de calor e que o calor  específico da água = 1 cal/g.ºC)

    

(A)  A

(B)  B                                                   

(C)  C      

(D)  D

(E)  E

Resposta: Alternativa D

m = 1,5 kg = 1500 g,

c =  cal/gºC,

∆T = 80 - 20 = 60 ºC.

Q = m x c x ∆t ,

Q = 1500 x 1 x 60

Q = 90.000 cal

Esta quantidade de calor é absorvida pela água em 10 min (isto é, 600 s). Por meio do gráfico verificaremos que em 10 s teremos

90000 cal -----------------------------600 s

x --------------------------------- 10 s

x = (90000 x 10)/600 

x = 1500 cal

29. Em um documentário de TV, João tomou conhecimento que a pressão atmosférica diminui com a altitude. Por essa razão o interior das aeronaves é mantido em certo nível de pressurização para conforto dos passageiros. O gráfico abaixo mostra a variação da pressão do ar externo com a altura acima do nível do mar. Sabendo que, durante um vôo, é mantida uma diferença de 0,4 atmosfera entre as pressões interna e externa à aeronave, pela análise do gráfico, conclui-se que a pressão interna a 8.000 metros de altitude, em atmosfera, é igual a

(A)  0,2

(B)  0,4

(C)  0,6

(D)  0,8

(E)  1,0

Resposta: Alternativa D.

Analisando o gráfico, concluímos que para uma altitude de 8.000 m a pressão é p = 0,4 atm, como ∆p = 0,4 atm (segundo o texto) temos:

H = 8000 m

P(externa) = 0,4 atm

∆p = 0,4atm

∆p = P(interna) - P(externa) 

0,4 = P(interna) - 0,4

P(interna) = 0,8atm 

30. Em seus livros de Física, João descobriu que o trabalho realizado por uma máquina térmica industrial está relacionado com a pressão, volume e temperatura do gás utilizado pela máquina. A figura abaixo representa um ciclo de trabalho de um gás ideal.

A partir da análise do gráfico, julgue as seguintes afirmações:

I -  A temperatura do gás no ponto C é 3 vezes a sua temperatura no ponto A.

II - O trabalho realizado pelo gás ao longo de um ciclo foi de 105 Joule.

III - Ao longo do ciclo ABCDA, a variação da energia interna do gás foi positiva.

IV - A temperatura do gás permaneceu constante durante todo o ciclo ABCDA.

V - O ciclo ABCDA é constituído por duas transformações isobáricas e duas  adiabáticas.

Assinale a alternativa que contém apenas afirmações corretas

(A)  I e III.

(B)  II e IV.

(C)  I e II.

(D)  II e V.

(E)  III e IV.

Resposta: Alternativa C

(I) - VERDADEIRA - Precisamos analisar apenas o produto p.v, pois para uma transformação gasosa esse produto é diretamente proporcional à temperatura.

No ponto C:

Pc = 3 x 10^5 N/m²

Vc = 2 m³

O produto Pc.Vc = 3 x 10^5 x 2. 

Pc.Vc = 6 x 10^5

No ponto A:

Pa = 2 x 10^5 N/m²

Va = 1 m³

Pa.Va = 2 x 10^5 x 1

Pa.Va = 2 x 10^5

O produto Pc.Vc é 3 vezes maior que Pa.Va, então a temperatura também.

(II) - VERDADEIRA - O trabalho é igual a área interna do gráfico:

T = A = b x h = (2 - 1) x (3 x 10^5 - 2 x 10^5) =  1. 10^5 J

(III) - FALSA - Na transformação o gás volta ao mesmo ponto. A variação da energia interna depende do estado final e inicial. Como os estados final e inicial coincidem, então a variação da energia interna é igual a zero.

(IV) - FALSA, pois a temperatura é proporcional ao produto p.v e este produto não se mantém constante durante todo processo, a temperatura também varia.

(V) - FALSA, pois AB e CD são isovolumétricas e BC e DA são isobáricas.

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

PS - 2010 - UFPA - Física

PROCESSO SELETIVO 2010
(PS-2010-UFPA)

(PS-2010-UFPA) Belém tem sofrido com a carga de tráfego em suas vias de trânsito. Os motoristas de ônibus fazem frequentemente verdadeiros malabarismos, que impõem desconforto aos usuários devido às forças inerciais. Se fixarmos um pêndulo no teto do ônibus, podemos observar a presença de tais forças. Sem levar em conta os efeitos do ar em todas as situações hipotéticas, ilustradas abaixo, considere que o pêndulo está em repouso com relação ao ônibus e que o ônibus move-se horizontalmente.

Sendo v a velocidade do ônibus e a sua aceleração, a posição do pêndulo está ilustrada corretamente

A) na situação (I).

B) nas situações (II) e (V).

C) nas situações (II) e (IV).

D) nas situações (III) e (V).

E) nas situações (III) e (IV).

Resolução

Vemos pelas imagens que a figura:

I - Incorreta. O Ônibus está em movimento retilíneo uniforme. Percebemos isso pela aceleração igual a zero. Neste caso, o pêndulo não sofre a ação de nenhuma força o empurrando da esquerda para a direita como afirma o desenho;

II - Correta. O pêndulo sofre uma ação da força para tras devido estar sofrendo uma aceleração para frente. É como se você estivesse dentro de um ônibus que acelerando para frente, seu corpo é jogado para trás

III - Incorreta. O ônibus se desloca da esquerda para a direita aceleradamente, portanto o pêndulo deveria estar para inclinado para trás e não para frente;

IV – Incorreta. O ônibus está acelerando da direita para a esquerda e a velocidade para esquerda para a direita ( em sentidos contrários indicando uma desaceleração), portanto o pêndulo deveria estar indo para frente e não para trás como na figura;

V – Correta. Na desaceleração o pêndulo se move para frente (É como se você estivesse em um ônibus freando).

Resposta: B

(PS-2010-UFPA) Os índios amazônicos comumente pescam com arco e flecha. Já na Ásia e na Austrália, o peixe arqueiro captura insetos, os quais ele derruba sobre a água, acertando-os com jatos disparados de sua boca. Em ambos os casos a presa e o caçador encontram-se em meios diferentes. As figuras abaixo mostram qual é a posição da imagem da presa, conforme vista pelo caçador, em cada situação.

Identifique, em cada caso, em qual dos pontos mostrados, o caçador deve fazer pontaria para maximizar suas chances de acertar a presa.

A) Homem em A; peixe arqueiro em 1

B) Homem em A; peixe arqueiro em 3

C) Homem em B; peixe arqueiro em 2

D) Homem em C; peixe arqueiro em 1

E) Homem em C; peixe arqueiro em 3

Resolução

É uma questão que trata sobre o fenômeno da Refração (passagem da luz de um meio para outro). Nesse fenômeno quando um raio de luz incidente for oblíquo, a refração é acompanhada de desvio de direção (figura).

Quando a gente senta na borda de uma piscina e olha para um objeto no fundo. A luz que é emitida pelo objeto é refratada quando sai da água para o ar. Como na água a luz caminha mais lentamente do que no ar ela é desviada dando a impressão de estar mais próxima da borda e numa profundidade menor.

O estudante deveria então marcar na primeira imagem a alternativa que a luz desvia para C enquanto que, no segundo quadro, a luz desvia para 3.

Resposta: E

(PS-2010-UFPA) O acelerador de partículas LHC, o Grande Colisor de Hadrons (Large Hadron Collider), recebeu da imprensa vários adjetivos superlativos: “a maior máquina do mundo”, “o maior experimento já feito”, “o big-bang recriado em laboratório”, para citar alguns. Quando o LHC estiver funcionando a plena capacidade, um feixe de prótons, percorrendo o perímetro do anel circular do acelerador, irá conter 10^14 prótons, efetuando 10^4 voltas por segundo, no anel. Considerando que os prótons preenchem o anel uniformemente, identifique a alternativa que indica corretamente a corrente elétrica que circula pelo anel.

Dado: carga elétrica do próton 1,6 x 10^-19 C

A) 0,16 A

B) 1,6 x 10^-15 A

C) 1,6 x 10^-29 A

D) 1,6 x 10^-9 A

E) 1,6 x 10^-23 A

Resolução

Temos que i=q/T onde

i → corrente elétrica

q → carga

T → variação de tempo

q = n.e, onde

q → carga

n → numero de protons/eletrons

e → carga elementar do proton/eletron

Juntando as duas equações temos

i = (n.e)/T

mas,

n=10^14 protons

e = 1,6 x 10^-19 C

T = 1/10^4 s (Se “10^4” indica voltas por segundo, isto é, velocidade, o tempo é o inverso T = 1/10^4 s)

Logo, substituindo os dados temos:

i = n.e/T

i = (10^14 . 1,6 x 10^-19) / (1/10^4)

i=0,16 A

Resposta: A

(PS-2010-UFPA) A Hidrelétrica de Tucuruí, no Pará, é a maior usina hidrelétrica em potência 100% brasileira. A sua barragem cria um desnível de 72m no rio Tocantins. Quantos litros de água precisam descer desta altura, para que a correspondente variação de energia potencial gravitacional, transformada em energia elétrica, mantenha ligado um ferro de passar roupa de 1KW de potência, durante uma hora? Para responder a questão, assuma que o processo é 100% eficiente, ou seja, a variação de energia potencial gravitacional da água converte-se integralmente na energia elétrica consumida pelo ferro de passar. Considere também que 1 litro de água tem uma massa de 1Kg e que a aceleração da gravidade é 10m/s2. A resposta correta é:

A) 50 litros

B) 720 litros

C) 2000 litros

D) 3600 litros

E) 5000 litros

Resolução

No próprio problema ele oferece a forma de solução do problema: “assuma que o processo é 100% eficiente” significa que toda ENERGIA POTENCIAL se transforma em ENERGIA ELÉTRICA. E diz ainda “a variação de energia potencial gravitacional da água converte-se integralmente na energia elétrica consumida pelo ferro de passar.”, ou seja você deve igualar a energia potencial com a energia elétrica. Visto isso, bastaria você lembrar como é o calculo da energia potencial como é o calculo da energia elétrica.

E=mgh (energia potencial)

E=P.T (energia elétrica)

mgh=PT

Arrumando,

m = PT/gh

Substituindo os dados chegamos a seguinte conclusão

m = 5000 kg

Mas como cada 1 kg equivale a 1 litro então ~~~> 5000litros

Resposta: E

(PS-2010-UFPA) Na madrugada de 12 de julho de 1884, no largo da Sé em Belém, o paraense Julio Cezar Ribeiro de Souza começou a encher seu dirigível “Santa Maria de Belém”, para validar, na prática, o sistema de navegação aérea por ele inventado. Devido a problemas na produção do hidrogênio, o processo foi suspenso às 11h da manhã, antes de se completar o enchimento do dirigível. Nesse horário, a intensa radiação solar provoca o aquecimento do gás contido no balão. Assumindo que o hidrogênio no balão é um gás ideal e que a partir das 11h tanto a sua pressão quanto seu número de moles permanecem constantes, identifique qual dos gráficos abaixo descreve acertadamente a variação do volume V do balão, com relação à variação da temperatura T, após as 11h.

Resposta

Note que esta ocorrendo uma transformação ISOBÁRICA pois o texto cita claramente que a “pressão e o número de moles permanecem constantes”.

Resposta: C