Resolução – UNESP 2015 Meio do Ano (1ª Fase) – Física (continuação)

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Questão

Dois copos de vidro iguais, em equilíbrio térmico com a temperatura ambiente, foram guardados, um dentro do outro, conforme mostra a figura. Uma pessoa, ao tentar desencaixá-los, não obteve sucesso. Para separá-los, resolveu colocar em prática seus conhecimentos da física térmica.

De acordo com a física térmica, o único procedimento capaz de separá-los é:
(A) mergulhar o copo B em água em equilíbrio térmico com cubos de gelo e encher o copo A com água à temperatura ambiente.
(B) colocar água quente (superior à temperatura ambiente) no copo A.
(C) mergulhar o copo B em água gelada (inferior à temperatura ambiente) e deixar o copo A sem líquido.
(D) encher o copo A com água quente (superior à temperatura ambiente) e mergulhar o copo B em água gelada (inferior à temperatura ambiente).
(E) encher o copo A com água gelada (inferior à temperatura ambiente) e mergulhar o copo B em água quente (superior à temperatura ambiente).
Solução:
Para que possamos soltar os copos, o copo B deve dilatar enquanto o copo A deve contrair. Para isso precisamos esquentar o copo B e esfriar o copo A.
Resposta: letra E.

Questão

Dois raios luminosos monocromáticos, um azul e um vermelho, propagam-se no ar, paralelos entre si, e incidem sobre uma esfera maciça de vidro transparente de centro C e de índice de refração $$\sqrt{3}$$, nos pontos A e V. Após atravessarem a esfera, os raios emergem pelo ponto P, de modo que o ângulo entre eles é igual a 60°.

Considerando que o índice de refração absoluto do ar seja igual a 1, que $$sen\, 60^{0} = \frac{\sqrt{3}}{2}$$ e que $$sen 30^{0} = \frac{1}{2}$$, o ângulo $$\alpha$$ indicado na figura é igual a
(A) 90°.
(B) 165°.
(C) 120°.
(D) 135°.
(E) 150°.
Solução:

Observando a imagem acima, vemos que o triângulo roxo ACP é isósceles, pois tem dois lados iguais R. Portanto os ângulos formados pelos raios da esfera e pelo traço roxo, $$\beta$$ são iguais. Agora podemos usar a lei de Snell. \[n_{1}\cdot sen\,\beta = n_{2}\cdot sen\, 60^{0} \longrightarrow \sqrt{3}\cdot sen\,\beta = 1\cdot\frac{\sqrt{3}}{2} \longrightarrow sen\,\beta = \frac{1}{2} \longrightarrow \beta = 30^{0}\] Como temos um trângulo \[\alpha + 2\cdot \beta = 180^{0} \longrightarrow \alpha = 180^{0} – 2\cdot 30^{0} \longrightarrow \alpha = 120^{0}\] Resposta: letra C.

Questão

Em um experimento de eletrostática, um estudante dispunha de três esferas metálicas idênticas, A, B e C, eletrizadas, no ar, com cargas elétricas 5Q, 3Q e –2Q, respectivamente.

Utilizando luvas de borracha, o estudante coloca as três esferas simultaneamente em contato e, depois de separá-las, suspende A e C por fios de seda, mantendo-as próximas. Verifica, então, que elas interagem eletricamente, permanecendo em equilíbrio estático a uma distância d uma da outra. Sendo k a constante eletrostática do ar, assinale a alternativa que contém a correta representação da configuração de equilíbrio envolvendo as esferas A e C e a intensidade da força de interação elétrica entre elas.

Solução:

Ao colocar as esferas em contato, devemos somar as cargas e dividir o resultado igualmente entre as esferas: $$5Q + 3Q – 2Q = 6Q/3 = 2Q$$. Portanto cada esfera ficará carregada positivamente com 2Q, ficando afastadas uma da outra.

A força elétrica será \[F = \frac{k\cdot Q_{1}\cdot Q_{2}}{d^{2}} \longrightarrow F = \frac{k\cdot 2Q\cdot 2Q}{d^{2}} \longrightarrow F = \frac{4\cdot k\cdot Q^{2}}{d^{2}}\] Resposta: letra B.

Questão

300x250-generica
O poraquê é um peixe elétrico que vive nas águas amazônicas. Ele é capaz de produzir descargas elétricas elevadas pela ação de células musculares chamadas eletrócitos. Cada eletrócito pode gerar uma diferença de potencial de cerca de 0,14 V. Um poraquê adulto possui milhares dessas células dispostas em série que podem, por exemplo, ativar-se quando o peixe se encontra em perigo ou deseja atacar uma presa.

A corrente elétrica que atravessa o corpo de um ser humano pode causar diferentes danos biológicos, dependendo de sua intensidade e da região que ela atinge. A tabela indica alguns desses danos em função da intensidade da corrente elétrica.

Considere um poraquê que, com cerca de 8000 eletrócitos, produza uma descarga elétrica sobre o corpo de uma pessoa. Sabendo que a resistência elétrica da região atingida pela descarga é de 6000 Ω, de acordo com a tabela, após o choque essa pessoa sofreria
(A) parada respiratória.
(B) apenas formigamento.
(C) contrações musculares.
(D) fibrilação ventricular.
(E) parada cardíaca.
Solução:
Primeiro precisamos calcular a voltagem que os 8000 eletrócitos oferecem. Como os eletrócitos estão em série, basta somar a voltagem que cada eletrócito produz. \[U = 0,14\cdot 8000 \longrightarrow U = 1120\, V\] Agorsa é só calcular a corrente. \[U = R\cdot i \longrightarrow 1120 = 6000\cdot i \longrightarrow i = 187\, mA\] Portanto o choque causaria fibrilação ventricular.
Resposta: letra D.
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