Resolução – UNESP 2015 (1ª Fase) – Física (continuação)

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Questão

A energia contida nos alimentos
Para determinar o valor energético de um alimento, podemos queimar certa quantidade desse produto e, com o calor liberado, aquecer determinada massa de água. Em seguida, mede-se a variação de temperatura sofrida pela água depois que todo o produto foi queimado, e determina-se a quantidade de energia liberada na queima do alimento. Essa é a energia que tal alimento nos fornece se for ingerido. No rótulo de um pacote de castanha-de-caju, está impressa a tabela a seguir, com informações nutricionais sobre o produto.

Considere que 150 g de castanha tenham sido queimados e que determinada massa m de água, submetida à chama dessa combustão, tenha sido aquecida de 15°C para 87°C. Sabendo que o calor específico da água líquida é igual a 1 cal/(g°C) e que apenas 60% da energia liberada na combustão tenha efetivamente sido utilizada para aquecer a água, é correto afirmar que a massa m, em gramas, de água aquecida era igual a
(A) 10 000.
(B) 5 000.
(C) 12 500.
(D) 7 500.
(E) 2 500.

Solução:

Se em 15 g temos um valor energético de 90 kcal, em 150 g teremos 900 kcal. Porém apenas 60% dessa energia é convertida em calor, então $$Q = 0,6\cdot 900\cdot 10^{3}\, cal$$. Agora é só calcular a massa de água. \[Q = m\cdot c\cdot\Delta T \longrightarrow 0,6\cdot 900\cdot 10^{3} = m\cdot 1\cdot (87 – 15) \longrightarrow m = 7500\, g\] Resposta: letra D.

Questão

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Nas câmeras fotográficas digitais, os filmes são substituídos por sensores digitais, como um CCD (sigla em inglês para Dispositivo de Carga Acoplada). Uma lente esférica convergente (L), denominada objetiva, projeta uma imagem nítida, real e invertida do objeto que se quer fotografar sobre o CCD, que lê e armazena eletronicamente essa imagem. A figura representa esquematicamente uma câmera fotográfica digital. A lente objetiva L tem distância focal constante e foi montada dentro de um suporte S, indicado na figura, que pode mover-se para a esquerda, afastando a objetiva do CCD ou para a direita, aproximando-a dele. Na situação representada, a objetiva focaliza com nitidez a imagem do objeto O sobre a superfície do CCD.

Considere a equação dos pontos conjugados para lentes esféricas $$\frac{1}{f} = \frac{1}{p} + \frac{1}{p’}$$, em que f é a distância focal da lente, p a coordenada do objeto e p’ a coordenada da imagem. Se o objeto se aproximar da câmera sobre o eixo óptico da lente e a câmera for mantida em repouso em relação ao solo, supondo que a imagem permaneça real, ela tende a mover-se para a
(A) esquerda e não será possível mantê-la sobre o CCD.
(B) esquerda e será possível mantê-la sobre o CCD movendo-se a objetiva para a esquerda.
(C) esquerda e será possível mantê-la sobre o CCD movendo-se a objetiva para a direita.
(D) direita e será possível mantê-la sobre o CCD movendo-se a objetiva para a esquerda.
(E) direita e será possível mantê-la sobre o CCD movendo-se a objetiva para a direita.
Solução:
Quando o objeto se aproxima, a imagem vai para a direita e fica desfocada. Para torná-la nítida novamente, é preciso afastar a lente do CCD, movendo a objetiva para a esquerda.
Resposta: letra D.

Questão

A figura representa ondas chegando a uma praia. Observa-se que, à medida que se aproximam da areia, as cristas vão mudando de direção, tendendo a ficar paralelas à orla. Isso ocorre devido ao fato de que a parte da onda que atinge a região mais rasa do mar tem sua velocidade de propagação diminuída, enquanto a parte que se propaga na região mais profunda permanece com a mesma velocidade até alcançar a região mais rasa, alinhando-se com a primeira parte.

O que foi descrito no texto e na figura caracteriza um fenômeno ondulatório chamado
(A) reflexão.
(B) difração.
(C) refração.
(D) interferência.
(E) polarização.
Solução:
A onda sofre variação de velocidade pois mudou de ambiente, estava em águas profundas e foi para águas rasas, tendo a velocidade alterada. Esse fenômeno recebe o nome de Refração.
Resposta: letra C.

Questão

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Modelos elétricos são frequentemente utilizados para explicar a transmissão de informações em diversos sistemas do corpo humano. O sistema nervoso, por exemplo, é composto por neurônios (figura 1), células delimitadas por uma fina membrana lipoproteica que separa o meio intracelular do meio extracelular. A parte interna da membrana é negativamente carregada e a parte externa possui carga positiva (figura 2), de maneira análoga ao que ocorre nas placas de um capacitor.

A figura 3 representa um fragmento ampliado dessa membrana, de espessura d, que está sob ação de um campo elétrico uniforme, representado na figura por suas linhas de força paralelas entre si e orientadas para cima. A diferença de potencial entre o meio intracelular e o extracelular é V. Considerando a carga elétrica elementar como e, o íon de potássio $$K^{+}$$, indicado na figura 3, sob ação desse campo elétrico, ficaria sujeito a uma força elétrica cujo módulo pode ser escrito por
A) $$e\cdot V\cdot d$$
B) $$\frac{e\cdot d}{V}$$
C) $$\frac{V\cdot d}{e}$$
D) $$\frac{e}{V\cdot d}$$
E) $$\frac{e\cdot V}{d}$$
Solução:
A força elétrica em função do campo é $$F_{e} = q\cdot E$$. Mas o campo elétrico pode ser escrito como $$E = \frac{V}{d}$$. Sendo $$q = e$$, temos \[F_{e} = \frac{e\cdot V}{d}\] Resposta: letra E.
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