Área de Ciências Exatas Matemática b) a medida do ângulo BMQ (vértice M). Resolução 01 Imagine os números inteiros não negativos formando a seguinte tabela: 0 3 6 9 12 1 4 7 10 13 2 5 8 11 14 ... ... ... a) Em que linha da tabela se encontra o número 319? Por quê? b) Em que coluna se encontra esse número? Por quê? Resolução Devemos observar que: 1) Os números da 1ª linha da tabela são múltiplos de 3; 2) Os números da 2ª linha da tabela são múltiplos de 3 acrescidos de 1; 3) Os números da 3ª linha da tabela são múltiplos de 3 acrescidos de 2; —– — ^ a) O triângulo BMP é eqüilátero pois BM ≅ BP e B = 60°. ^ ^ Assim, BPM = 60° e portanto MPQ = 120° | 4) 319 3 —–— ⇔ 319 = 3 . 106 + 1. 1 106 –— — — ^ b) O triângulo MPQ é isósceles pois MP ≅ PQ ≅ BP e ^ ^ portanto, sendo α a medida dos ângulos PMQ e PQ M, De (1), (2), (3) e (4) concluimos que 319 se encontra na 2ª linha (o resto da divisão por 3 é igual a 1) e na 107ª coluna (o quociente da divisão por 3 é 106 o que indica que existem 106 colunas antes do número 319). Respostas: a) 2ª linha b) 107ª coluna temos: α + α + 120° = 180° ⇔ 2α = 60° ⇔ α = 30° Assim, ^ ^ ^ ^ BMQ = BMP + PMQ ⇔ BMQ = 60° + 30° ⇔ 02 ^ ⇔ BMQ = 90° ^ Respostas: a) MPQ = 120° O triângulo ABC da figura é eqüilátero. Os pontos M e N e os pontos P e Q dividem os lados a que pertencem em três segmentos de reta de mesma medida. 03 A A comunidade acadêmica de uma faculdade, composta de professores, alunos e funcionários, foi convocada a responder “sim” ou “não” a uma certa proposta. Não houve nenhuma abstinência e 40% dos professores, 84% dos alunos e 80% dos funcionários votaram “sim”. Se a porcentagem global de votos “sim” foi 80%, determine a relação entre o número de alunos e o número de professores dessa faculdade. Resolução Sendo p, a e f respectivamente os números de professores, alunos e funcionários desta faculdade tem-se: N M B P Q C Nessas condições, calcule: a) a medida do ângulo MPQ(vértice P); CURSO OBJETIVO ^ b) BMQ = 90° 40%p + 84%a + 80%f = 80%(p + a + f) ⇔ 1 UNESP 1998 ⇔ 40%p + 84%a = 80%p + 80%a ⇔ 4%a = 40%p ⇔ a ⇔ ––– = 10 ⇔ a = 10p p Resposta: O número de alunos é dez vezes o número de professores. 07 Sejam a e b números reais positivos tais que a . b = 1. Se logcab = logcba, em que c é um número real (c > 0 e c ≠ 1), calcule os valores de a e b. Resolução 1) Se a e b forem reais positivos e ab = 1 então a > 0, b > 0 e a = b–1 04 Sejam a e b dois números reais positivos tais que a < b e a + b = 4. Se o gráfico da função y = x – a + x – b coincide com o da função y = 2 no intervalo a ≤ x ≤ b, calcule os valores de a e b. Resolução Para a ≤ x ≤ b tem-se: | | | | | | | 2) logc(ab) = logc(ba) ⇔ ab = ba De (1) e (2) temos: b (b–1) | y = x – a + x – b = x – a – x + b = = – a + b = 2 e a + b = 4. De – a + b = 2 e a + b = 4 tem-se a = 1 e b = 3. Resposta: a = 1 e b = 3 = ba ⇔ b–b = ba ⇔ –b = a ou b = 1 ⇔ ⇔ b = 1 (pois a > 0, b > 0) Se ab = 1 e b = 1 então a = b = 1 Resposta: a = b = 1 05 08 Os vértices da base de um triângulo isósceles são os pontos (1, –1) e (– 3, 4) de um sistema de coordenadas cartesianas retangulares. Qual a ordenada do terceiro vértice, se ele pertence ao eixo das ordenadas? Resolução Seja P(0; y), o terceiro vértice do triângulo, pertencente ao eixo das ordenadas. Se A(1; – 1) e B(– 3; 4) constituem a base do triângulo isósceles PAB, temos: Na figura, os planos α e β são perpendiculares e se interceptam segundo a reta r. Os pontos A, B, C e D, com A e D em r, são os vértices de um quadrado e P é o ponto de interseção das diagonais do quadrado. Seja Q, em β, o ponto sobre o qual cairia P se o plano α girasse de 90° em torno de r, no sentido indicado na figura, até coincidir com β. PA = PB ⇔ β (0 – 1)2 + (y + 1)2 = Q 23 (0 + 3)2 + (y – 4)2 ⇔ y = ––– 10 23 Resposta: A ordenada é ––– 1 r D = A P 06 α B Um piloto de Fórmula 1 estima que suas chances de subir ao pódio numa dada prova são de 60% se chover no dia da prova e de 20% se não chover. O Serviço de Meteorologia prevê que a probabilidade de chover durante a prova é de 75%. Nessas condições, calcule a probabilidade de que o piloto venha a subir ao pódio. Resolução De acordo com o enunciado, temos: P(subir ao pódio) = Se AB = 2 3 , calcule o volume do tetraedro APDQ. Resolução β r Q = P(subir ao pódio se chover) + P(subir ao pódio se não chover) = D = 60% . 75% + 20% . 25% = h O 50 25 20 75 60 = –––– . –––– + –––– . –––– = –––– = 50% 100 100 100 100 100 A α C h P B Resposta: P(subir ao pódio) = 50% CURSO OBJETIVO 2 UNESP 1998 Sendo h = OP = OQ, onde O é a projeção ortogonal do ponto P sobre o plano β, S a área do triângulo APD e V o volume do tetraedro APDQ, tem-se: 2 3 AB 1) h = –––– = ––––––– = 2 2 circunferência da base, tome dois pontos, A e B, tais que AB = r e considere o plano α determinado por A, B e o vértice do cone. Prove que o ângulo formado pelo eixo do 3r cone e o plano α mede 30° se, e somente se, h = ––– . 2 3 Resolução AD . OP 2 3 . 3 2) S = ––––––––– = ––––––––––––– = 3 2 2 3. 3 S.h 3) V = ––––– = –––––––– = 3 3 3 Resposta: O volume do tetraedro APDQ é igual a 3 . 09 Os coeficientes do polinômio f(x) = x3 + ax2 + bx + 3 são números inteiros. Supondo que f(x) tenha duas raízes racionais positivas distintas. a) encontre todas as raízes desse polinômio; b) determine os valores de a e b. Resolução ↔ ^ Seja θ a medida do ângulo agudo MV O, que o eixo OV do cone forma com o plano α determinado por A, B e o vértice V do cone. —– OM é a altura do triângulo eqüilátero OBA e portanto a) Seja f(x) = x3 + ax2 + bx + 3, com a ∈ Z e b ∈ Z. As possíveis raízes racionais de f(x) pertencem ao conjunto {– 1; 1; – 3; 3} Se f(x) tem duas raízes racionais positivas distintas, então 1 e 3 são essas raízes. Pelas Relações de Girard, temos: a3 3 ⇒ 1 . 3 . x3 = – –––– ⇔ P = x1 . x2 . x3 = – –––– 1 a0 OB . 3 r 3 OM = –––––––– ⇔ OM = –––––––– 2 2 Assim: ⇔ x3 = – 1. I) Se θ = 30°, então: Portanto as raízes de f(x) são: –1; 1 e 3 b) Sabendo que 1 e – 1 são raízes de f(x), temos: r 3 ––––– OM 2 3 3r –––– = tg30° ⇒ ––––––– = ––––– ⇒ h = –––– OV h 3 2 f(1) = 0 ⇔ 13 + a . 12 + b . 1 + 3 = 0 ⇔ ⇔a+b=–4 I 3r II) Se h = ––––, então: 2 f(–1) = 0 ⇔ (– 1)3 + a . (– 1)2 + b . (–1) + 3 = 0 ⇔ ⇔a–b=–2 De II r 3 ––––– 2 3 tg θ ⇒ ––––––– ⇒ tg θ = ––––– ⇒ 3r 3 –––– 2 ⇒ θ = 30° (pois θ é agudo) I e II , concluimos que: a = – 3 e b = – 1. Respostas: a) As raízes são – 1, 1 e 3 b) a = – 3 e b = – 1 De (I) e (II) tem-se finalmente: 10 3r θ = 30° ⇔ h = –––– 2 Resposta: Demonstração Considere um cone circular reto cuja altura e cujo raio da base são indicados, respectivamente por h e r. Na CURSO OBJETIVO 3 UNESP 1998 Física 1 b) T = ––––––––––––– (s) 9 192 631 770 11 No ensino médio, as grandezas físicas costumam ser classificadas em duas categorias. Na primeira categoria, estão as grandezas definidas apenas por um número e uma unidade de medida; as grandezas da segunda categoria requerem, além disso, o conhecimento de sua direção e de seu sentido. a) Como são denominadas as duas categorias, na seqüência apresentada? b) Copie a tabela seguinte em seu caderno de respostas e preencha corretamente as lacunas, indicando uma grandeza física da área de mecânica e outra da área de eletricidade, para cada uma dessas categorias. 13 Um carro, A, está parado diante de um semáforo. Quando a luz verde se acende, A se põe em movimento e, nesse instante, outro carro, B, movimentando-se no mesmo sentido, o ultrapassa. Os gráficos seguintes representam a velocidade em função do tempo, para cada um dos carros, a partir do instante em que a luz verde se acende. área 1ª categoria 2ª categoria mecânica ..................... ...................... eletricidade ...................... ...................... Resolução a) 1ª categoria: grandezas escalares 2ª categoria: grandezas vetoriais ou orientadas. b) área 1ª categoria 2ª categoria mecânica: energia quantidade de movimento eletricidade: potencial elétrico campo elétrico 0 0 0 12 O segundo, s, é a unidade de medida de tempo do SI (Sistema Internacional). Atualmente, seu valor é obtido por meio de um relógio atômico, cujo funcionamento é baseado na radiação emitida pelo átomo de césio 133 na transição entre dois níveis atômicos bem determinados. Assim, o segundo é definido como a duração de 9 192 631 770 períodos dessa radiação. a) Qual a freqüência dessa radiação? b) Qual o período dessa radiação? Dê sua resposta em forma de fração. Resolução De acordo com o texto: 1s = 9 192 631 770 T Portanto: 0 0 a) Examinando os gráficos, determine o instante em que as velocidades de ambos os carros se igualam. b) Nesse instante, qual a distância entre os dois carros? Resolução a) Observando os gráficos, notamos que cada unidade no eixo das velocidades corresponde a 1,5 m/s. No instante t = 10 s os dois carros têm a mesma velocidade escalar de 9,0 m/s. b) Para calcularmos a distância entre os carros, calculemos o deslocamento escalar de cada carro e admitamos que 1 a) f = ––– = 9 192 631 770 Hz T CURSO OBJETIVO 4 UNESP 1998 ambos descrevem trajetórias retilíneas e paralelas: 14 Um corpo de massa 3,0 kg desloca-se livremente, em movimento retilíneo uniforme, sobre uma superfície horizontal perfeitamente lisa, com velocidade de 4,0 m/s. A partir de certo momento, a superfície se torna áspera e, devido à força de atrito constante, o corpo pára. a) Calcule a energia dissipada pela força de atrito que atuou no corpo. b) Sabendo que a força de atrito atuou por 2,0 s, calcule o módulo (intensidade) dessa força. Resolução 2 m V0 a) Ed = Ecin = –––––– 2 0 3,0 Ed = –––– . (4,0)2 (J) ⇒ 2 Ed = 24 J b) Teorema do Impulso: → → → → I at = ∆Q = Q f – Q 0 → → I at = –Q 0 → → | I at | = | Q0 | Fat . ∆t = m V0 Fat . 2,0 = 3,0 . 4,0 Fat = 6,0 N n ∆ s = área (V x t) Respostas: a) 24 J Um bloco de madeira de massa 0,63 kg é abandonado cuidadosamente sobre um líquido desconhecido, que se encontra em repouso dentro de um recipiente. Verifica-se que o bloco desloca 500 cm3 do líquido, até que passa a flutuar em repouso. a) Considerando g = 10,0 m/s2, determine a intensidade (módulo) do empuxo exercido pelo líquido no bloco. b) Qual é o líquido que se encontra no recipiente? Para responder, consulte a tabela seguinte, após efetuar seus cálculos. massa específica (g/cm3) líquido à temperatura ambiente álcool etílico 0,79 benzeno 0,88 óleo mineral 0,92 água 1,00 leite 1,03 glicerina 1,26 105 m d = ∆sB – ∆sA d = 60 m Respostas: a) t = 10 s CURSO OBJETIVO b) 6,0 N 15 9,0 . 10 ∆sA = ––––––– (m) = 45 m 2 10 ∆sB = (12 + 9,0) ––– (m) = 105 m 2 b) d = 60 m 5 UNESP 1998 Resolução a) Para o bloco flutuando, em equilíbrio, temos: 17 Um estudante veste uma camiseta em cujo peito se lê a inscrição seguinte: E = Pcorpo = m g E = 0,63 . 10,0 (N) ⇒ E = 6,3 N UNESP a) Reescreva essa inscrição, na forma que sua imagem aparece para o estudante, quando ele se encontra frente a um espelho plano. b) Suponha que a inscrição esteja a 70 cm do espelho e que cada letra da camiseta tenha 10 cm de altura. Qual a distância entre a inscrição e sua imagem? Qual a altura de cada letra da imagem? Resolução a) No espelho, a imagem observada é enantiomorfa ao objeto, isto é, é invertida no eixo horizontal. Objeto na camiseta imagem no espelho plano UNESP b) De acordo com a lei de Arquimedes: E = µL Vi g 6,3 = µL . 500 . 10–6 . 10 µL = 1,26 . 103 kg/m3 µL = 1,26 g/cm3 De acordo com a tabela, o líquido em estudo é a glicerina. Respostas: a) 6,3 N b) glicerina P S E N U 16 O gás de um dos pneus de um jato comercial em vôo encontra-se à temperatura de –33 °C. Na pista, imediatamente após o pouso, a temperatura do gás encontra-se a +87°C. a) Transforme esses dois valores de temperatura para a escala absoluta. b) Supondo que se trate de um gás ideal e que o volume do pneu não varia, calcule a razão entre as pressões inicial e final desse processo. Resolução a) A escala Kelvin é também chamada de escala absoluta. Assim, usando a equação da conversão entre as escalas Kelvin e Celsius, temos: T = θc + 273 T1 = –33 + 273 ⇒ T1 = 240 K T2 = 87 + 273 ⇒ T2 = 360 K b) No espelho plano, a imagem e o objeto são simétricos em relação ao espelho. b) Usando a lei Geral dos Gases e fazendo V1 = V2, temos: Portanto, a distância entre o objeto e a imagem vale: d = 140 cm p1 V1 p2 V2 p1 p2 –––––– = –––––– ⇒ –––– = –––– T2 T1 T2 T1 p1 p2 ––––– = –––– 240 360 Em virtude da simetria, em um espelho plano, a imagem tem o mesmo tamanho do objeto. Assim, a altura de cada letra é de 10 cm, igual à do objeto. Respostas: a) P S E N U b) 140 cm e 10 cm 240 p1 2 p1 ––––– = ––––– ⇒ –––– = –––– 360 p2 3 p2 18 Respostas: a) 240 K e 360 K b) 2/3 CURSO OBJETIVO Normalmente, aparelhos elétricos têm manual de instruções ou uma plaqueta que informam a potência que 6 UNESP 1998 absorvem da rede elétrica para funcionar. Porém, se essa informação não estiver disponível, é possível obtê-la usando o medidor de energia elétrica da entrada da residência. Além de mostradores que permitem a leitura do consumo de cada mês, o medidor tem um disco que gira quando energia energia elétrica está sendo consumida. Quanto mais se consome, mais rápido gira o disco. Usando esse medidor, um estudante procedeu da seguinte forma para descobrir a potência elétrica de um aparelho que possuía. • Inicialmente, desconectou todos os aparelhos das tomadas e apagou todas as luzes. O disco cessou de girar. • Em seguida, ligou apenas uma lâmpada de potência conhecida, e mediu o tempo que o disco levou para dar uma volta completa. • Prosseguindo, ligou ao mesmo tempo duas, depois três, depois quatro, ... lâmpadas conhecidas, repetindo o procedimento da medida. A partir dos dados obtidos, construiu o gráfico do tempo gasto pelo disco para dar uma volta completa em função da potência absorvida da rede, mostrado na figura. são grandezas inversamente proporcionais, pois o produto P . t é constante. O valor dessa constante é 7500 W.s e corresponde à energia consumida numa volta completa do disco. Respostas: a) 250 W b) inversamente proporcionais 19 Três resistores, de 10, 20 e 40 ohms, e um gerador de força eletromotriz ε e resistência interna desprezível estão ligados como mostra a figura. Ω Ω ε Ω Supondo que o resistor de 20 ohms está sendo atravessado por uma corrente de 0,5 A, determine: a) A diferença de potencial entre os extremos dos resistores em paralelo. b) O valor da força eletromotriz ε Resolução a) A resistência equivalente Rp para os resistores em paralelo é dada por: 10 . 40 Rp = ––––––– (Ω) ⇒ 50 Rp = 8,0 Ω A ddp nos extremos da associação é dada por: Up = Rp . i Finalmente, ligando apenas o aparelho cuja potência desejava conhecer, observou que o disco levava aproximadamente 30 s para dar uma volta completa. a) Qual a potência do aparelho? b) O tempo gasto pelo disco e a potência absorvida são grandezas diretamente proporcionais ou inversamente proporcionais? Justifique sua resposta. Up = 8,0 . 0,5 (V) ⇒ b) O valor de ε é dado por: ε = Rtotal . i ε = (8,0 + 20) 0,5 (V) Resolução a) Do gráfico, para t = 30 s, vem: P = 250 W ε = 14 V b) O tempo (t) gasto pelo disco e a potência (P) absorvida CURSO OBJETIVO Up = 4,0 V 7 UNESP 1998 Química a) 4KO2(s) + 2 CO2(g) → 2 K2CO3(s) + 3 O2(g) 4 mol 2 mol ↓ ↓ 4 . 71g –––––– 2 mol x –––––– 0,10 mol 20 Considere as seguintes experiências de laboratório: I – Adição de uma solução aquosa de brometo de sódio a uma solução aquosa de nitrato de prata, ambas de mesma concentração em mol/L. II – Adição de uma solução aquosa de ácido sulfúrico a um pedaço de zinco metálico. III – Adição de um pedaço de sódio metálico à água. IV – Borbulhamento de cloreto de hidrogênio em água. V – Adição de uma solução aquosa concentrada de cloreto de bário a uma solução aquosa, de igual concentração em mol/L, de carbonato de sódio. a) Escreva as equações químicas balanceadas correspondentes às experiências nas quais há formação de precipitado. b) Escreva os nomes oficiais dos precipitados formados. Resolução I – NaBr(aq) + AgNO3(aq) → AgBr(s) + NaNO3(aq) II – Zn(s) + H2SO4(aq) → ZnSO4(aq) + H2(g) x = 14,2g b) 4 KO2(s) + 2 CO2(g) → 2 K2CO3(s) + 3 O2(g) 4 mol 3 mol ↓ ↓ 4 mol –––––––––––––––––––––––––––––– 3 . 22,4L 0,4 mol –––––––––––––––––––––––––––––– x x = 6,72L 22 Para a reação entre propionato de terc-butila e hidróxido de sódio, em solução aquosa, escreva: a) a equação química balanceada da reação. b) os nomes oficiais dos produtos da reação. Resolução a) A reação entre o propionato de terc-butila e o hidróxido de sódio é: 1 III – Na(s) + H2O(l) → NaOH(aq) + ––– H2(g) 2 H2O → → IV – HCl(g) ← HCl(aq) ← H+(aq) + Cl–(aq) — — — O V – BaCl2(aq) + Na2CO3(aq) → BaCO3(s) + 2 NaCl(aq) a) As equações químicas que produzem precipitados são: I e V. b) AgBr: brometo de prata. BaCO3: carbonato de bário. — + NaOH → — O — C — CH3 CH3 As máscaras de oxigênio utilizadas em aviões contêm superóxido de potássio (KO2) sólido. Quando a máscara é usada, o superóxido reage com o CO2 exalado pela pessoa e libera O2, necessário à respiração, segundo a equação química balanceada: O–Na+ CH3 — → CH — CH — C 3 2 + HO — C — CH3 — — — — O 21 CH3 b) Os nomes oficiais dos produtos são, respectivamente: propanoato de sódio e 2-metil-2-propanol. 23 4 KO2 (s) + 2CO2 (g) → 2K2CO3 (s) + 3O2 (g) A utilização de uma mistura sólida de Pt com NiO em escapamentos de carros possibilita a oxidação completa de monóxido de carbono, reduzindo a poluição atmosférica. A mesma mistura sólida promove também a oxidação completa (combustão) do isooctano (C8H18), o principal componente da gasolina. a) Explique por que a mistura Pt/NiO favorece a oxidação completa nos dois processos. b) Indique quais são os produtos das duas reações. Calcule: a) a massa de KO2, expressa em gramas, necessária para reagir com 0,10 mol de CO2. b) o volume de O2 liberado a 0°C e 760 mm Hg, para a reação de 0,4 mol de KO2. Massas molares, em g/mol: C = 12; O = 16; K = 39. Volume molar dos gases (CNTP) = 22,4L. Resolução CURSO OBJETIVO CH3 H3C — CH2 — C 8 UNESP 1998 Resolução a) A mistura Pt/NiO atua nas duas reações como catalisador, isto é, aumenta a velocidade da reação. b) Oxidação completa de monóxido de carbono / b) Cu0(s) → Cu+2(aq) + 2e– / 2Ag+1(aq) + 2e– → 2 Ag0(s) –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Cu0(s) + 2 Ag+1(aq) → Cu+2(aq) + 2 Ag0(s) 1 CO + ––– O2 → CO2 2 produto (gás carbônico) 25 Garrafas plásticas descartáveis são fabricadas com o polímero PET (polietilenotereftalato), obtido pela reação entre o ácido tereftálico e o etilenoglicol, de fórmulas estruturais: HO 24 H C H—C—C—H OH OH OH ácido tereftálico Quando se mergulha um pedaço de fio de cobre limpo em uma solução aquosa de nitrato de prata, observa-se o aparecimento gradativo de um depósito sólido sobre o cobre, ao mesmo tempo que a solução, inicialmente incolor, vai se tornando azul. a) Por que aparece um depósito sólido sobre o cobre e por que a solução fica azul? b) Escreva a equação química balanceada da reação que ocorre. Resolução H — O C — O — 25 C8H18 + ––––– O2 → 8 CO2 + 9 H2O 2 produtos (gás carbônico e água) — Combustão completa do isooctano (C8H18) etilenoglicol a) Empregando fórmulas estruturais, escreva a equação química da reação entre uma molécula de ácido tereftálico e duas moléculas de etilenoglicol. b) Identifique e assinale a função orgânica formada, na fórmula estrutural do produto da reação. Resolução a) A reação entre uma molécula de ácido tereftálico e duas moléculas de etilenoglicol é uma esterificação: O C C + HO – CH2 – CH2 – OH → OH HO O = = O Cu+2 = = CH2 OH + = CH2 = O HO fio de cobre (Cu0 (s)) → HO – CH2 – CH2 – O – C – C + 2 H2O O– CH2 – CH2 – OH Ag+1NO3–1(aq) b) A função orgânica formada é éster, identificada pela O CURSO OBJETIVO — — — a) O depósito sólido ocorre porque há migração de íons Ag+1(ag) para o fio de cobre, sofrendo redução e transformando-se em prata metálica Ag0(s). A solução fica azul devido à oxidação do cobre metálico Cu0(s), transformando-se em íons Cu+2(aq) que possui coloração azul. A reação ocorre porque o Cu2+ tem menor potencial de redução que o Ag+. presença do grupo — C , conforme as- O — CH2 — sinalado no produto do item a. 9 UNESP 1998 CURSO OBJETIVO 10 UNESP 1998 CURSO OBJETIVO 11 UNESP 1998 Respostas: a) 4,0 V b) 14 V CURSO OBJETIVO 12 UNESP 1998 CURSO OBJETIVO 13 UNESP 1998