16. A Companhia de Água e Esgoto do Ceará (CAGECE) fornece água até a cisterna de uma residência. Para elevar a água até a caixa d’água foi utilizada uma bomba submersa (figura abaixo). A caixa d’água se encontra 10 metros acima do nível da bomba. Portanto, para encher a caixa d’água, a bomba deve vencer uma pressão de: (Considere g = 9,8m/s2). 3 2 (A) 98,0 x 10 N/m (B) 19,6 x 103 N/m2 (C) 12,6 x 103 N/m2 (D) 4,9 x 103 N/m2 (E) 3,8 x 103 N/m2 SOLUÇÃO: A coluna de água desde o nível da caixa até o nível da bomba é de 10m. A pressão que essa coluna exerce no nível da bomba será: P = d.g.h P = 103 x 9,8 x 10 P = 98,0 x 103 N/m2 RESPOSTA (A) 17. As ondas de superfícies formadas nos oceanos são originadas pela ação do vento que, por transferir parte da sua energia para a água, cria forças de pressão e fricção, causando perturbação no equilíbrio destas superfícies. Considerando uma embarcação ancorada em um porto e sujeita à ação de ondas periódicas de comprimento 8 metros, formadas pela ação do vento, e que se propaga com velocidade de 1m/s, é CORRETO afirmar que: (A) O período de oscilação do barco é de 1/8 s. (B) A frequência de oscilação do barco é proporcional ao comprimento da onda. (C) O período de oscilação do barco é decrescente em caso de movimento dele em sentido contrário ao de propagação das ondas. (D) O período de oscilação do barco é constante embora o mesmo se movimente em sentido contrário ao de propagação das ondas. (E) A frequência de oscilação do barco é 8 Hz. SOLUÇÃO: Com o barco em repouso, ancorado em um porto, e da equação fundamental da ondulatória v = λ . f tem-se: f = v / λ f = 1/8 Hz. A frequência de oscilação do barco é inversamente proporcional ao comprimento da onda. Desta maneira o período de oscilação do barco será de 8s. Caso o barco se movimente em sentido contrário ao das ondas, a velocidade destas em relação ao barco aumenta, a frequência f (aumenta) e consequentemente o período (T) diminui. RESPOSTA (C) 18. A lâmpada incandescente é um dispositivo elétrico que transforma energia elétrica em energia luminosa e energia térmica. Uma lâmpada, quando ligada à tensão nominal, brilhará normalmente. A associação em série é uma das formas básicas de se conectarem componentes elétricos ou eletrônicos. Assim, considere o fato de um eletricista instalar duas lâmpadas de filamento incandescente em série e aplicar à associação uma tensão elétrica de 220 V. Considerar: lâmpada L1 (100 W; 110V); lâmpada L2 (200 W, 110 V). Portanto, é CORRETO afirmar: (A) L1 e L2 brilharão normalmente. (B) L1 e L2 brilharão com intensidade acima do normal. (C) L1 e L2 brilharão com intensidade inferior ao normal. (D) Somente L1 brilhará acima do normal e provavelmente “queimará”. (E) Somente L2 brilhará acima do normal e provavelmente “queimará”. SOLUÇÃO: As tensões nominais (VN) das duas lâmpadas são iguais a 110V. P = VN 2 / R R = V N 2 / P Como P2 = 2 P1 R1 = 2 R2 As lâmpadas estão em série, logo serão percorridas pela mesma corrente e desta maneira as tensões serão diretamente proporcionais as resistências. V1 = 2 V2. Se V2 = V então teremos: 2V + V = 220 V = 73,3V A lâmpada L1 ficará sujeita a uma tensão de 2V = 146,6V. Assim a L1 brilhará acima do normal e provavelmente “queimará”. A lâmpada L2 não acenderá pois o circuito ficará aberto. RESPOSTA (D) 19. Os satélites artificiais são artefatos de larga utilização nos nossos dias. São usados nas telecomunicações, como bases para o funcionamento do GPS, como sensores de radiação, no geomonitoramento do desmatamento global e das plantações, para fins militares etc. Considere um satélite cuja altura em relação à superfície da Terra seja h. Se a massa da Terra é M, o raio da Terra é R e a constante de gravitação universal é G, o período (tempo necessário para uma volta completa em torno da Terra) deste satélite é: SOLUÇÃO: A única força que atua no satélite é a força gravitacional e esta fará o papel de força centrípeta. FG = FC GMm/(R+ h)2 = mv2/ (R + h) v2 = GM / (R + h) T = 2π(R +h) / v T2 = 4π2 (R + h)2 / v2 T2 = 4π2 (R + h)3 / GM RESPOSTA (E) 20. Quando há diferença de temperatura entre dois corpos ou entre as partes de um mesmo corpo, ocorre transferência de calor. É a troca de energia calorífica entre dois sistemas de temperaturas diferentes. Assim, considerando as afirmativas abaixo, assinale a VERDADEIRA: (A) Ao colocar a mão sob uma lâmpada acesa, sem tocá-la, tem-se a sensação de calor. Esse fenômeno é explicado pela irradiação térmica. (B) Quando um ambiente é resfriado, esse resfriamento é feito pela parte inferior, pois a tendência é o fluido frio descer. (C) Em uma cidade litorânea como Fortaleza, durante o dia, a terra se aquece mais que o mar. Esse fenômeno é explicado pela irradiação térmica. (D) Convecção térmica é o fenômeno responsável por fazer o calor do Sol chegar à Terra. (E) Na circulação de ar em geladeira, está presente o fenômeno da condução. SOLUÇÃO: O calor de uma lâmpada acesa se propaga até a mão de uma pessoa através de ondas eletromagnéticas. Este processo é denominado de irradiação ou radiação térmica. Importante lembrar que para o calor se propagar por irradiação térmica não é necessário um meio material. É assim que o calor do Sol chega até à Terra, por irradiação. O resfriamento de um ambiente é feito por correntes de convecção. As moléculas de ar mais quentes sobem e as mais frias descem. Deste modo o resfriamento é feito pela parte superior do ambiente. Este fenômeno (convecção) explica a circulação do ar entre as prateleiras de uma geladeira. Durante o dia a Terra se aquece mais que o mar pelo fato do calor específico da areia ser menor que o da água. Pela equação fundamental da calorimetria temos: Q = m.c. ∆t ∆t = Q / mc. Assim, para uma mesma massa de terra e água recebendo a mesma quantidade de calor, terá maior variação de temperatura ( se aquece mais) o material que tem menor calor específico. RESPOSTA (A)