PROVA DE FÍSICA - QUESTÕES 01 A 15

Entre os automóveis a seguir, qual deles melhor representa um referencial (aproximadamente) inercial?

• Um automóvel viajando a 50km/h numa estrada reta e plana.

• Um automóvel viajando a 50km/h numa estrada reta, mas em mau estado de conservação.

• Um automóvel inicialmente a 50km/h e depois freando em uma rua.

• Um automóvel a 50km/h em um trecho curvilíneo da estrada.

• Um automóvel acelerando a partir do repouso em relação à estrada.

Suponha um fluido na temperatura inicial de 274 kelvins, colocado num recipiente de volume variável adequado, inicialmente com meio metro cúbico. O fluido sofre então uma dilatação térmica sob pressão constante ao ser aquecido de 10 kelvins a partir de sua temperatura inicial. Considerando 3,6 x 10⁻³ por grau celsius como sendo o coeficiente de dilatação (volumétrica) médio deste fluido no intervalo de temperatura em foco, podemos dizer que o seu volume:

• A) Aumentou de 18 litros.

• B) Aumentou de 180 litros.

• C) Aumentou de 1800 litros.

• D) Aumentou de 1,8 litros.

• E) Aumentou de 0,18 litros.

Uma amostra de n mols de gás ideal está inicialmente num estado de equilíbrio termodinâmico em que sua pressão é P₁, seu volume é V₁ e sua temperatura absoluta é T₁ = 300 kelvins, em um recipiente de volume fixo. Acrescentou-se mais 50% dos n mols deste gás ao recipiente. Após algum tempo todo o gás no recipiente vai para um novo estado de equilíbrio de pressão 2P₁. A nova temperatura é:

• 400 kelvins.

• 300 kelvins.

• 200 kelvins.

• 100 kelvins.

• 50 kelvins.

Um agente externo provoca uma agitação em um líquido contido num recipiente de volume constante, fechado, de paredes rígidas e termicamente isolantes (ou adiabáticas). Considere como sistema o líquido mais o recipiente. Podemos dizer que:

• Não foi realizado trabalho sobre o sistema, pois seu volume se manteve constante neste processo.

• Não houve alteração de energia interna deste sistema, pois não houve trocas de energia via calor entre o sistema e o ambiente exterior.

• Houve transmissão de energia via calor entre o sistema e o ambiente externo.

• Houve trabalho realizado sobre o sistema pelo agente que o agitou, não houve trocas de calor entre sistema e ambiente.

• A energia interna do sistema se manteve constante neste processo.

De acordo com a teoria da relatividade restrita um corpo de massa (inercial) m₀, mesmo que esteja em repouso em relação a um observador inercial, possui uma energia “intrínseca” U = m₀·c² (aqui c ≅ 3,00 x 10⁸ m/s é o valor da velocidade da luz no vácuo). Por outro lado, de acordo com os estudos da interação luz-matéria, qualquer corpo numa temperatura T emite radiação eletromagnética de intensidade dada pela lei de Stefan-Boltzmann: Stefan = ε·σ·T⁴, onde ε é a emissividade do corpo e σ é a constante de Stefan. Se um corpo de massa inicial m₀ = 1 quilograma emitir, num certo tempo, uma quantidade de energia eletromagnética equivalente a 9 x 10⁶ joules e admitindo não haver qualquer outro efeito interno no corpo, podemos dizer que:

• Sua massa inercial aumenta de 1 x 10⁻¹⁰ quilogramas, que é um aumento insignificante comparado com a massa inicial.

• Sua massa inercial aumenta de 1 x 10¹⁰ quilogramas, que é muito maior do que a massa inicial.

• Sua massa inercial diminui de 1 x 10⁻¹⁰ quilogramas, o que é insignificante comparado com a massa inicial.

• Sua massa inercial diminui de 1 x 10¹⁰ quilogramas.

• Sua massa inercial diminui de 10 quilogramas.

A compreensão do que de fato seria o calor foi uma das preocupações de muitos estudiosos na história da física que produziu diferentes teorias. Dentre esses estudiosos destaca-se Benjamin Thompson (Conde Rumford) que investigou sobre a fonte de calor gerado por fricção. Rumford defendia:

• A) A teoria do flogístico, segundo a qual quando um objeto queimava, ele liberava um elemento que possuía massa e estava presente em todos os materiais combustíveis.

• B) A ideia de calor como um fluido que passa de um corpo para outro.

• C) Que o calor era uma forma de energia associada ao movimento das partículas dos corpos.

• D) Que o calor era uma substância sem massa, chamada calórico, que se transferia de um corpo para outro.

• E) Que o calor era uma substância que se transformava em luz.

De acordo com o físico Louis de Broglie, uma partícula de massa m ≠ 0 possui uma onda associada cujo comprimento de onda é dado por λ = h/p onde h ≅ 6,6 × 10⁻³⁴ J·s (constante de Planck) e p é a quantidade de movimento da partícula. Para uma partícula de massa 1 miligrama com velocidade de 1 milímetro por segundo, o comprimento de onda associado é pequeno demais para ser detectado (menor do que um raio nuclear típico, o qual é menor do que 10⁻¹⁴ metro). Este comprimento de onda é cerca de:

• λ = 6,6 × 10⁻⁴⁵ m.

• λ = 6,6 × 10⁻³⁵ m.

• λ = 6,6 × 10⁻⁶⁵ m.

• λ = 6,6 × 10⁻⁵⁵ m.

• λ = 6,6 × 10⁻²⁵ m.

A potência P de um chuveiro elétrico é 2200 Watts. Considere a constante calorífica da água c = 1,0 cal/(g·°C), a densidade da água ρ = 1,0 quilograma por litro e a aproximação 1,0 cal ≅ 4,0 joules. A expressão da energia para aquecer a água é E = P·Δt = m·c·ΔT em que m é massa, Δt é intervalo de tempo e ΔT é variação de temperatura. A variação de temperatura da água ao passar pelo chuveiro com uma vazão de 0,22 litros/segundo é:

• 2,5 °C.

• 3,0 °C.

• 3,5 °C.

• 4,5 °C.

• 5,0 °C.

Marque a alternativa errada:

• Uma lâmpada de 60 watts ligada a uma linha de 120 volts será alimentada por uma corrente de meio ampère.

• A linha elétrica de uma tomada de 120 volts é limitada a correntes de 15 ampères por meio de um fusível de segurança. Ao ligarmos um secador de cabelo de 1200 Watts ele não funcionará.

• Numa localidade em que a energia elétrica custa 5 centavos por quilowatts-hora uma lâmpada de 100 watts pode funcionar durante 10 horas a um custo de 5 centavos.

• Um ferro elétrico de 1000 watts consome 1 quilowatt-hora de energia quando ligado durante 1 hora.

• Quando você liga uma lâmpada a uma tomada, a energia é transmitida à lâmpada através da corrente elétrica.

Um objeto é imerso num recipiente contendo água e flutua com 90% de seu corpo submerso. Ao retirarmos o objeto e colocarmos em outro recipiente contendo um líquido desconhecido, ele passa a flutuar com 70% de seu corpo submerso no líquido. Qual a densidade aproximada, em g/cm³, desse líquido? Dado: densidade da água ρ = 1 g/cm³.

• 1,31.

• 2,01.

• 1,55.

• 1,28.

• 1,37.