a fÍsica atravÉs das energias e seus transportes pelas ondas · a fÍsica atravÉs das energias e...

A FIacuteSICAATRAVEacuteS DASENERGIAS ESEUSTRANSPORTESPELAS ONDAS

Profordm Netto

PARA ENEM

1

ENERGIA E SUAS FORMASldquoEnergia natildeo pode ser criada nem destruiacuteda mas sim

transformada ou convertidardquo(Lavoisier)

ENERGIA CINEacuteTICA esta forma de energia natildeo pode ser armaze-nada e surge sobre todo corpo que possui movimento isto eacute apresen-ta uma velocidade

Ec= mdash m v212

Ec energia cineacutetica (J joule)m massa do corpo (Kg)v velocidade do corpo (ms)

Not983530 983577983548e 983527983587 do983528983590983527r983538983587983588 a v983530983536983587983581id983527983591983589 983592o ob983557983530983546983587 su983527 983589983539e983590g983534983580 983579i983585eacuteti983579983527 983578983548ad983542983547983541l983535983579a

ENERGIA POTENCIAL diferentemente da energia cineacutetica esta forma de energia (potencial) pode ser armazenada ou acumulada e pode ser classificada em gravitacional elaacutestica ou eleacutetrica

ENERGIA GRAVITACIONAL esta forma de energia surge em todo corpo que possui uma altura (desniacutevel) em relaccedilatildeo a um referencial

Epg= m g h

Epg energia potencial gravitacional (J)m massa do corpo (Kg)g aceleraccedilatildeo da gravidade local (ms2)h altura ou desniacutevel em relaccedilatildeo a um

dado referencial (m)

2

ENERGIA POTENCIAL ELAacuteSTICA esta forma de energia eacute encontrada em corpos que podem sofrer algum tipo de deformaccedilatildeo (elongaccedilatildeo ou compressatildeo) normalmente presente em molas elaacutesticos

Epe= mdash k x212

Epe energia potencial elaacutestica (J)k constante elaacutestica da mola (Nm)x deformaccedilatildeo (elongaccedilatildeo ou

compressatildeo) da mola (m)

ENERGIA MECAcircNICA eacute a soma das energias cineacutetica e potencial (gravitacional e elaacutestica)

Emec= Ec+ Ep= Ec+ Epg+ Epe

Val983530 983542983589983588sa983536983546983527r 983577983548e 983588983530 983587 si983543983546983530m983580 983559o983590 c983586983539983588983589r-va983545983534983550983587 on983591983530 983585atildeo 983530x983535983543983546em 983559983586983590ccedilas 983591983534983588s983535983540a983546983534v983580983543 a 983530n983589983542983594i983527 m983589983579acircni983579983527 eacute a m983530983543983593983580 a t983586983591983587 mo983538983530983585t983587 ma983543 983588983530 983587 si983543983546983530m983580 983559o983590 d983534983543983588983535pa983545983534983550983587 ha983549983530983590aacute um983527 983540983589983590da 983591983530 983589983585er983531983534983580 983593ecacircni983579983527 o983547 se983557983527 a 983530n983589983542983594i983527 m983589983579acircni983579983527 983535983590aacute se983539983592983586 r983589983591u983556983534d983580

ENERGIA POTENCIAL ELEacuteTRICA eacute fornecida a uma carga de prova colocada nas proximidades de uma carga geradora podendo esta energia ser fornecida ou retirada

Epel= =k Q q k Q q d

1RA

1RB( )_ _-_

Epel energia potencial eleacutetrica (J)k constante eletrostaacutetica do meioQ carga geradoraq carga de prova (C)d distancia da carga geradora ao ponto (m)R raios das superfiacutecies equipotenciais (m)


U= n R T32

_

U energia interna do gaacutes (J)n nuacutemero de mols onde n=

R constante geral dos gases=

T temperatura absoluta do gaacutes (K)

massamassa molar

R = 0082 atm Lmol K

831 Jmol K3

ENERGIA ELEacuteTRICA esta forma de energia eacute responsaacutevel pela alimentaccedilatildeo dos circuitos eleacutetricos residenciais e comerciais O consu-mo de energia eleacutetrica pode ser determinado pelo produto entre a potecircncia do aparelho e o tempo de funcionamento do mesmo

E= P t

E energia eleacutetrica consumida (J ou KWh)P potecircncia eleacutetrica (W ou KW) t intervalo de tempo de funcionamento (s

ou h)

Lem983528983590983530 s983589 983577u983530 10 K983574h=36 106 J

ENERGIALUMINOSA

ENERGIAEOacuteLICA

ENERGIASONORA

ONDASSatildeo perturbaccedilotildees em meios elaacutesticos e toda onda sempre transporta energia e natildeo mateacuteria podendo serem classificadas como mecacircnicas e eletromagneacuteticas

Ondas mecacircnicas satildeo ondas que necessitam de um meio material para se propagar logo natildeo ocorrem no vaacutecuo (som)

Jaacute as ondaseletromagneacuteticaspropagam se ateacute mesmono vaacutecuo (luz)

4

REFLEXAtildeO

- Satildeo vaacutelidas as Leis da Reflexatildeo (1ordf Lei o RI o RR e a N satildeo coplanares e 2ordf Lei o acircngulo de incidecircncia eacute igual ao acircngulo de reflexatildeo i= r)

- Ocorre em ondas mecacircnicas e eletromagneacuteti-cas assim como em ondas longitudinais e transversais

- Velocidade permanece constante- Comprimento de onda permanece constante- Frequecircncia permanece constante- Natildeo haacute mudanccedila de meio- Pode ocorrer inversatildeo de fase

5

EQUACcedilAtildeO FUNDAMENTALDA ONDULATOacuteRIA

v velocidade de propagaccedilatildeo da onda (ms)λ comprimento de onda (m)f frequecircncia de propagaccedilatildeo da onda (Hz)v= λ f

FENOcircMENOSONDULATOacuteRIOS

REFRACcedilAtildeO

- Satildeo vaacutelidas as Leis da Refraccedilatildeo (1ordf Lei o RI o RR e a N satildeo coplanares e 2ordf Lei

Lei de Snell

n1i = n2r ouˆ ˆ iv1

rv2

= ou iλ1

iλ2

=ˆ ˆ ˆ ˆ

- Ocorre em ondas mecacircnicas e eletromagneacuteti-cas assim como em longitudinais e transver-sais

- Velocidade varia- Comprimento de onda varia- Frequecircncia permanece constante- Haacute mudanccedila de meio- Natildeo ocorre inversatildeo de fase

DIFRACcedilAtildeO

- Possibilidade da onda em contornar obstaacutecu-los

- Desde que o obstaacuteculo possua dimensotildees proacuteximas do comprimento de onda da onda incidente


POLARIZACcedilAtildeO

- Quebra da onda onde apenas uma parcela da onda continua a se propagar apoacutes atravessar o polarizador analisador

- Ocorre em ondas mecacircnicas e eletromagneacuteti-cas poreacutem ocorre apenas em ondas transversais

- Este fenocircmeno natildeo ocorre em ondas longitudinais como o som

INTERFEREcircNCIA

- INTERFEREcircNCIA DESTRUTIVA Oposiccedilatildeo de fases Diferenccedila das amplitudes

A=A1-A2 defasagem de 180deg

- INTERFEREcircNCIA CONSTRUTIVA concordacircncia de fases soma das amplitudes

A=A1+A2 defasagem de 0deg

- INTERFEREcircNCIA PARCIAL concordacircncia de fases soma das amplitudes

defasagem de 0deg a 180deg

- RESSONAcircNCIA

6

Questatildeo 01Haacute centenas de milhares de anos nas noites frias de inverno a escuridatildeo era um grande inimigo Sem a lua cheia a negritude da noite aleacutem de assustadora era perigosa Havia muitos predadores com sentidos aguccedilados e que poderiam atacar facilmente os hominiacutedeos primitivos enquanto dormiam O frio intenso era outro inimigoAteacute que um dia talvez ao observar uma aacutervore atingida por um raio os hominiacutedeos descobriram algo que modificaria completamente o rumo da evoluccedilatildeo o fogo que surge do processo de raacutepida combustatildeo de um material liberando luz calor e produtos da reaccedilatildeo Ao dominar o fogo o homem primitivo pode se aquecer proteger-se dos predadores e ainda cozinhar os alimentos

(OLIVEIRA 2011)

Considerando-se as condiccedilotildees de vida do homem primitivo e a compreensatildeo do processo que produz o fogo descrito no texto pode-se afirmar

01 As reaccedilotildees quiacutemicas que geram fogo apresentam variaccedilatildeo de entalpia menor que zero02 O formato da chama do fogo que aponta para o alto eacute devido entre outros fatores agrave accedilatildeo da

gravidade local04 O fogo cuja descoberta foi decisiva para a sobrevivecircncia do homem primitivo eacute um emissor de ondas

eletromagneacuteticas predominantemente nas faixas do infravermelho e do visiacutevel08 A natureza dos produtos formados numa reaccedilatildeo de combustatildeo independem da relaccedilatildeo molar entre o

combustiacutevel e o oxigecircnio16 O cozimento dos alimentos facilitou a sua ingestatildeo pelos hominiacutedeos proporcionando menor esforccedilo

biomecacircnico dos dentes molares evento marcante na evoluccedilatildeo humana32 O extintor de incecircndio agrave base de dioacutexido de carbono combate o fogo porque esse gaacutes eacute uma

substacircncia comburente

TEXTO 1 - Comum agrave questatildeo 2

Considerado por muitos como o primeiro cientista profissional pois era remunerado para se dedicar integralmente agrave Ciecircncia Robert Hooke foi o inventor do microscoacutepio composto participou da descoberta da lei de Boyle sobre o comportamento de gases e teve seu nome vinculado agrave lei que descreve o compor-tamento das molas a lei de Hooke

A invenccedilatildeo do microscoacutepio permitiu que os bioacutelogos do Renascimento descobrissem novos mundos Eles natildeo soacute puderam estudar a anatomia com detalhe como tambeacutem encontrar novas formas de vida em uma uacutenica gota de aacutegua

(HART-DAVIS 2010 p 100-103)

Questatildeo 02 7

EXERCIacuteCIOS

Considerando-se as contribuiccedilotildees de Hooke para a Ciecircncia e com base nos conhecimentos das Ciecircncias Naturais eacute correto afirmar

01 Uma mola que obedece a lei de Hooke comprimida pela accedilatildeo de uma forccedila com intensidade de 40N varia seu comprimento de 50cm e quando essa mola eacute puxada por uma forccedila de moacutedulo 100N aumenta seu comprimento de 125cm em relaccedilatildeo ao comprimento natural

02 A explosatildeo de uma caldeira por excesso de aquecimento eacute uma transformaccedilatildeo isoteacutermica explicada pela lei de Robert Boyle

04 Os raios de luz emitidos pela lamparina de oacuteleo do microscoacutepio composto de Hooke que se propagam paralelamente ao eixo principal de um espelho cocircncavo satildeo refletidos no centro de curvatura do espelho nas condiccedilotildees de Gauss

08 As Archaeas organismos procarioacuteticos encontrados em ambientes bastante inoacutespitos diferem das Eubacteacuterias entre outros aspectos pela composiccedilatildeo da sua parede celular

16 O estabelecimento da mitococircndria como organela foi crucial para a evoluccedilatildeo e sobrevivecircncia da ceacutelula eucarioacutetica diante de um novo gaacutes que se acumulava na atmosfera terrestre o oxigecircnio

32 O volume de uma gota de aacutegua eacute estimado como sendo da ordem de um bilioneacutesimo do metro cuacutebico

Questatildeo 03A luz visiacutevel na forma como a conhecemos eacute uma gama de comprimentos de onda a que o olho humano eacute sensiacutevel Trata-se da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica que se situa entre a radiaccedilatildeo infravermelha e a radiaccedilatildeo ultravioleta

O estudo da natureza da luz permite afirmar

01 O experimento de Thomas Young possibilitou a comprovaccedilatildeo do comportamento ondulatoacuterio da luz porque determinou experimentalmente o comprimento de onda da luz emitida pela fonte

02 As cores emitidas por fogos de artifiacutecio quando queimados satildeo propriedades quiacutemicas das substacircncias compostas usadas na fabricaccedilatildeo desses artefatos

04 O olho humano apresenta diferentes ceacutelulas fotorreceptoras os bastonetes responsaacuteveis pela visatildeo em pouca luz e sem distinccedilatildeo de cores e os cones responsaacuteveis pela visatildeo colorida

08 A imagem de um objeto formado na retina do olho de uma pessoa eacute real e invertida 16 A dispersatildeo da luz branca em um prisma oacuteptico deve-se a luzes de diferentes frequecircncias se

propagarem na mateacuteria com a mesma velocidade32 O modelo atocircmico de Boumlhr fundamenta a realizaccedilatildeo do teste de chama para a identificaccedilatildeo de

elementos quiacutemicos


A primeira lacircmpada comercial desenvolvida por Thomas Edison consistia em uma haste de carbono que era aquecida pela passagem de uma corrente eleacutetrica a ponto de emitir luz visiacutevel Era portanto uma lacircmpada incandescente que transforma energia eleacutetrica em energia luminosa e energia teacutermica Poste-riormente passou-se a utilizar no lugar da haste filamentos de tungstecircnio cuja durabilidade eacute maior Hoje esse tipo de lacircmpada tem sido substituiacutedo pelas lacircmpadas fluorescentes e de LED

As lacircmpadas fluorescentes satildeo construiacutedas com tubos de vidro transparente revestidos internamente e contecircm dois eletrodos (um em cada ponta) e uma mistura de gases em seu interior mdash vapor de mercuacuterio e argocircnio por exemplo Quando a lacircmpada fluorescente eacute ligada os eletrodos geram corrente eleacutetrica que ao passar atraveacutes da mistura gasosa excita seus componentes os quais entatildeo emitem radiaccedilatildeo ultravio-leta O material que reveste o tubo tem a propriedade de converter a radiaccedilatildeo ultravioleta em luz visiacutevel que eacute emitida para o ambiente

8

A lacircmpada de LED eacute mais econocircmica que a incandescente pois dissipa menos energia em forma de calor Em geral essas lacircmpadas tecircm eficiecircncia de 15 lumens por watt Um luacutemen (unidade padratildeo do Sistema Internacional) eacute o fluxo luminoso emitido por uma fonte puntiforme com intensidade uniforme de 1 candela e contido em um cone de acircngulo soacutelido de um esferorradiano A tabela a seguir apresenta caracteriacutesticas especiacuteficas das lacircmpadas incandescentes fluorescentes e de LED

Questatildeo 04A partir do texto acima e considerando que 663 x 10ndash34 Js seja o valor da constante de Planck que 3x108 ms seja a velocidade da luz e que a temperatura em graus Kelvin seja exatamente igual agrave temperatura em graus Celsius acrescida de 273 julgue os itens a seguir

( ) O tungstecircnio tem maior raio atocircmico e menor energia de ionizaccedilatildeo que o carbono( ) As transiccedilotildees eletrocircnicas a que o texto se refere satildeo indicadores de que na lacircmpada fluorescente a

luz eacute emitida de forma quantizada( ) A energia de um foacuteton ultravioleta com comprimento de onda igual a 200 nm eacute inferior a 9x10ndash19 J( ) Uma lacircmpada de potecircncia igual a 60 W emite menos de 1018 foacutetons por segundo se cada foacuteton tiver

energia associada de 6x10ndash19 J( ) Uma lacircmpada de LED gasta um quarto da energia que gasta uma lacircmpada incandescente para

produzir a mesma luminosidade( ) A cada hora de funcionamento a quantidade de calor produzida por 600 milhotildees de lacircmpadas

incandescentes eacute superior a seis vezes a quantidade de calor produzida pela mesma quantidade de lacircmpadas de LED

( ) As ondas de calor produzidas por lacircmpadas propagam-se no vaacutecuo( ) O tungstecircnio apresenta em seu estado fundamental de energia eleacutetrons que ocupam orbitais f( ) Considere que o volume disponiacutevel para o gaacutes dentro do tubo de uma lacircmpada fluorescente seja

independente da temperatura e que o gaacutes apresente comportamento ideal Nessas condiccedilotildees se apoacutes o acendimento da lacircmpada a temperatura do gaacutes aumentar de 25 ordmC para 2707 ordmC a pressatildeo do gaacutes seraacute aumentada em dez vezes

Questatildeo 059

Considerando que nas configuraccedilotildees I e II acima as pilhas e as lacircmpadas satildeo idecircnticas que natildeo haacute perdas e que todos os elementos satildeo ideais julgue os itens a seguir

( ) A lacircmpada da configuraccedilatildeo I ficaraacute acesa por mais tempo que a lacircmpada da configuraccedilatildeo II( ) A quantidade de lumens emitida na configuraccedilatildeo I eacute superior agrave que eacute emitida na configuraccedilatildeo II

Questatildeo 06

Nos circuitos I e II acima as pilhas satildeo ligadas de maneiras diferentes a uma lacircmpada a um capacitor e a uma chave a qual pode ser deslocada da posiccedilatildeo Q para a posiccedilatildeo P Considerando que as pilhas sejam idecircnticas e todos os elementos dos circuitos sejam ideais julgue os seguintes itens

( ) Nos dois circuitos apoacutes o carregamento total dos capacitores se as chaves forem deslocadas da posiccedilatildeo Q para a posiccedilatildeo P as lacircmpadas acenderatildeo e a do circuito I se apresentaraacute com mais brilho que a do circuito II

( ) Apoacutes o carregamento total dos capacitores a carga eleacutetrica armazenada no capacitor do circuito II seraacute igual ao dobro da carga eleacutetrica armazenada no capacitor do circuito I

Questatildeo 07

Acima mostra-se uma lacircmpada ligada a uma pilha em trecircs configuraccedilotildees distintas Desprezando todas as perdas possiacuteveis e considerando que todos os elementos sejam ideais julgue os itens que se seguem

10

( ) Na configuraccedilatildeo II existe um circuito fechado que liga um terminal da pilha e os terminais da lacircmpada condiccedilatildeo necessaacuteria para o funcionamento da lacircmpada

( ) No circuito fechado da configuraccedilatildeo III a lacircmpada acenderaacute( ) Na configuraccedilatildeo I a lacircmpada natildeo acenderaacute porque natildeo haacute um circuito fechado que possibilite o fluxo

de eleacutetrons entre os terminais da lacircmpada

Questatildeo 08

As figuras I e II acima ilustram experimentos realizados para na superfiacutecie da Terra estudar a queda livre de objetos no vaacutecuo (figura I) e na presenccedila de ar (figura II) Os objetos satildeo uma pena e uma pedra com massas m1 e m2 respectivamente e m2 gt m1 Os objetos satildeo soltos em queda livre simultaneamente e quando tocarem a superfiacutecie inferior do tubo (figura I) as velocidades finais seratildeo v1 e v2 respectivamen-te da pena e da pedra

Tendo como referecircncia as informaccedilotildees acima julgue os proacuteximos itens

( ) No experimento I os trabalhos realizados sobre os dois objetos no processo de queda livre satildeo iguais( ) No experimento ilustrado na figura I v2 gt v1( ) Comparando-se os tempos de queda livre da pena e da pedra nos dois experimentos verifica-se que

os tempos em II seratildeo sempre inferiores aos tempos em I( ) No experimento II os dois objetos sofrem a accedilatildeo de uma forccedila que se opotildee ao sentido da forccedila

gravitacional

Internet ltwwwensinoadistanciaprobrgt

Questatildeo 09

Muitos diagnoacutesticos em medicina satildeo obtidos pela monitoraccedilatildeo de sinais vitais do paciente como a pressatildeo arterial ou seja a pressatildeo nas paredes dos vasos sanguiacuteneos Esse sinal eacute exemplificado no graacutefico acima em que P(t) eacute a pressatildeo em mmHg e t eacute o tempo em segundos O graacutefico mostra um comportamento ciacuteclico corretamente descrito por uma funccedilatildeo da forma P(t) = a + bsen(ct + d) em que a b c e d satildeo constantes reais

11

A partir dessas informaccedilotildees e sabendo que os ciclos da pressatildeo arterial coincidem com os batimentos cardiacuteacos julgue os proacuteximos itens

( ) A constante b eacute a amplitude da funccedilatildeo P(t) e no graacutefico b = 40 mmHg( ) Eacute de 80 batimentos por minuto a frequecircncia cardiacuteaca do paciente cuja pressatildeo arterial estaacute

representada no graacutefico acima( ) Na situaccedilatildeo do graacutefico em questatildeo a = 100 mmHg constante que mede o deslocamento do graacutefico

da funccedilatildeo Q(t) = bsen(ct + d) na direccedilatildeo do eixo vertical

Questatildeo 10

A figura acima ilustra os caminhos S1 S2 e S3 para se mover um objeto de massa m entre os pontos A e B sob a accedilatildeo unicamente do campo gravitacional terrestre que eacute considerado uniforme Os pontos A e B estatildeo posicionados respectivamente nas alturas hA e hB e h = hA ndash hB

Tendo como referecircncia a figura e as informaccedilotildees acima julgue os proacuteximos itens

( ) O trabalho realizado sob a accedilatildeo de forccedilas conservativas corresponde agrave transformaccedilatildeo de energia potencial em energia cineacutetica ou vice-versa dentro do proacuteprio sistema

( ) Se WS1 WS2 e WS3 satildeo os trabalhos realizados para se mover o objeto nos caminhos S1 S2 e S3 respectivamente entatildeo WS3 gt WS2 gt WS1


A figura acima eacute uma representaccedilatildeo esquemaacutetica de um experimento acerca da propagaccedilatildeo de uma onda sonora no ar cuja velocidade eacute de 340 ms Os pontos pretos representam as densidades de partiacuteculas do ar em cada ponto do espaccedilo entre o alto-falante e o observador

Questatildeo 11Com base nessas informaccedilotildees julgue os itens a seguir

12

( ) Se o experimento fosse realizado no vaacutecuo seriam observadas ondas sonoras com a mesma frequecircncia das ondas no ar

( ) Para que um corpo vibre em ressonacircncia com outro corpo eacute necessaacuterio que as frequecircncias naturais dos corpos sejam proacuteximas e que eles sejam constituiacutedos do mesmo material

( ) Na representaccedilatildeo mostrada a frequecircncia da onda sonora eacute igual a 5 kHz

Questatildeo 12

Terraformaccedilatildeo eacute um conceito que se baseia no pressuposto de que o ambiente de um planeta pode ser modificado por meios artificiais com o objetivo de tornaacute-lo favoraacutevel ao assentamento humano A colonizaccedilatildeo de um corpo planetaacuterio que natildeo seja a Terra eacute tema frequente na ficccedilatildeo cientiacutefica O planeta Marte tem sido o candidato mais provaacutevel para as primeiras experiecircncias natildeo apenas por estar mais proacuteximo da Terra mas tambeacutem pelas condiccedilotildees da sua superfiacutecie mais semelhantes agraves da Terra comparativamente agraves de outros planetas do Sistema Solar Destaca-se ainda a disponibilidade de aacuteguas superficiais embora congeladas A gravidade de Marte eacute inferior agrave da Terra a temperatura maacutedia varia de ndash63 ordmC a 20 ordmC e a pressatildeo atmosfeacuterica que depende do local de mediccedilatildeo eacute da ordem de 0008 atm A tabela a seguir apresenta em porcentagem os principais componentes da atmosfera de Marte

( ) Na atmosfera de Marte a concentraccedilatildeo em massa por unidade de volume do N2(g) eacute maior que a de Ar(g)

( ) A partir dos dados da tabela infere-se que a pressatildeo parcial do CO2 em um ponto de Marte com pressatildeo atmosfeacuterica igual a 80 times 10ndash3 atm eacute inferior agrave pressatildeo parcial desse gaacutes na Terra ao niacutevel do mar se a porcentagem em quantidade de mateacuteria de CO2 na atmosfera terrestre ao niacutevel do mar for igual a 0040

( ) Na atmosfera rarefeita de Marte o ponto de ebuliccedilatildeo de um liacutequido eacute maior que na Terra ao niacutevel do mar

( ) A disponibilidade de aacuteguas superficiais em Marte torna possiacuteveis em vertebrados reaccedilotildees quiacutemicas relacionadas ao metabolismo celular

( ) Sabendo-se que a constante universal dos gases eacute 0082 L atm molndash1 Kndash1 conclui-se que um mol de um gaacutes ideal na temperatura de 0 ordmC ocuparia em Marte volume superior a 27 times 103 L

( ) Se no passado de Marte tivessem existido condiccedilotildees fiacutesico-quiacutemicas necessaacuterias a ocorrecircncia de vida a histoacuteria evolutiva das espeacutecies em Marte teria sido a mesma que ocorreu na Terra

( ) A partir das informaccedilotildees do texto infere-se que a velocidade de escape de um corpo eacute menor em Marte que na Terra

( ) Os aacutetomos do gaacutes nobre argocircnio (Ar) no estado fundamental apresentam oito eleacutetrons de valecircncia Por isso nas condiccedilotildees normais de temperatura e pressatildeo (CNTP) o argocircnio eacute encontrado preferen-cialmente na forma de um gaacutes monoatocircmico

030OH130O601Ar702N3295CO

2

2

2

2

() mporcentagecomponente

Tendo como referecircncia o texto e a tabela acima julgue os itens seguintes13

Questatildeo 13

O Sol eacute uma importante fonte de energia em Marte Aleacutem da energia eleacutetrica obtida por meio de ceacutelulas fotovoltaicas a energia solar pode ser explorada nos processos de aquecimento termodinacircmico O gaacutes argocircnio encontrado em maior porcentagem na atmosfera de Marte que na atmosfera da Terra poderia ser utilizado como fluido de trabalho em uma maacutequina de Carnot em que o Sol fosse a fonte mais quente de energia O diagrama P versus V de uma maacutequina de Carnot apresentado abaixo ilustra essa situaccedilatildeo

( ) A quantidade de calor Qf liberado por moleacutecula do gaacutes argocircnio para o reservatoacuterio frio eacute igual a 200kB x ln 3 em que kB eacute a constante de Boltzmann

( ) O rendimento da maacutequina de Carnot em questatildeo eacute de 50( ) Independentemente do ciclo de operaccedilatildeo as maacutequinas reversiacuteveis tecircm o mesmo rendimento desde

que operem entre duas temperaturas fixas T1 e T2( ) Considerando-se que em cada ciclo uma maacutequina de Carnot remove 200 J de energia de um

reservatoacuterio a 300 K entatildeo a variaccedilatildeo de entropia associada a essa situaccedilatildeo eacute maior que 15 JK( ) O argocircnio eacute um gaacutes monoatocircmico que pode ser considerado ideal no intervalo de temperatura

representado no diagrama P versus V( ) A energia interna de uma moleacutecula de argocircnio na temperatura T eacute igual a em que kB eacute a

constante de Boltzmann( ) A razatildeo entre o calor especiacutefico a pressatildeo constante e o calor especiacutefico a volume constante do gaacutes

argocircnio eacute igual a

( ) A pressatildeo no ponto a eacute igual a 3 vezes a pressatildeo no ponto b( ) O volume no ponto c eacute igual a 3 vezes o volume no ponto d

Tendo como referecircncia essas informaccedilotildees julgue os itens subsequentes

3kBT

2

35

Questatildeo 14

14

Acima estatildeo ilustrados mecanismos utilizados para a transformaccedilatildeo de energia As figuras I e II mostram que uma bicicleta pode ser usada para transformar energia mecacircnica em energia eleacutetrica e teacutermica respectivamente a figura III mostra um painel solar que transforma energia teacutermica em energia eleacutetrica a figura IV mostra a transformaccedilatildeo de energia mecacircnica em energia teacutermica A esse respeito considere os dados a seguir

∙ Ao se pedalar uma bicicleta eacute possiacutevel gerar por segundo 150 J de energia mecacircnica

∙ O painel de captaccedilatildeo de energia solar representado na figura III tem aacuterea igual a 1 m2 e eacute capaz de gerar

∙ A altura da queda drsquoaacutegua da torneira ilustrada na figura IV eacute h = 10 cm

∙ A vazatildeo da torneira mostrada na figura IV eacute de

∙ Uma lacircmpada fluorescente consome em meacutedia 50 W

∙ Um laptop consome em meacutedia 60 W

∙ A densidade da aacutegua eacute

∙ O calor especiacutefico da aacutegua eacute

∙ A constante gravitacional eacute

1000 Wm2

1 LS

1 KgL

Considerando esses dados as figuras apresentadas e que os mecanismos mostrados tecircm 100 de eficaacutecia na transformaccedilatildeo de energia julgue os proacuteximos itens

( ) Para um mesmo intervalo de tempo de funcionamento o mecanismo ilustrado na figura II gera 160 vezes mais energia que o ilustrado na figura IV

( ) Para um mesmo intervalo de tempo o mecanismo representado na figura III eacute cinco vezes mais eficiente na produccedilatildeo de energia que o representado na figura I

( ) O mecanismo representado na figura I eacute capaz de gerar energia para manter em funcionamento um laptop e uma lacircmpada fluorescente ligados simultaneamente

42 JgordmC

98 ms2

Questatildeo 15

Uma bola de borracha ao ser abandonada de uma altura h0 quica no chatildeo e retorna a altura h1 um pouco menor que h0 Logo depois quica mais uma vez e atinge uma altura h2 menor que h1 Esse processo se repete de tal forma que desconsiderando-se atritos e outras interferecircncias externas as alturas maacuteximas atingidas pela bola formam uma sequecircncia hi com hi ndash1 = qhi i = 123 em que q eacute uma constante positiva

A respeito da situaccedilatildeo descrita julgue os itens a seguir

( ) A constante q representa o coeficiente de restituiccedilatildeo entre a bola de borracha e o solo

14

( ) A sequecircncia formada eacute uma progressatildeo aritmeacutetica( ) Se a bola foi abandonada inicialmente a 15 m do solo e apoacutes ter quicado duas vezes chegou a 096

m entatildeo apoacutes mais duas colisotildees com o solo a altura maacutexima foi superior a 60 cm

15

GABARITO

1) Gab 23

2) Gab 57

3) Gab 45

4) Gab C - C - E - E - E - C - C - C - C

5) Gab C - E

6) Gab E - C

7) Gab E - C - C

8) Gab E - E - E - C

9) Gab E - C - C

10) Gab C - E

11) Gab E - E - E

12) Gab C - E - E - E - C - E - C - C

13) Gab C - E - E - E - C - C - E - C -C

14) Gab E - E - C

15) Gab E - E - C

1

ENERGIA E SUAS FORMASldquoEnergia natildeo pode ser criada nem destruiacuteda mas sim

transformada ou convertidardquo(Lavoisier)

ENERGIA CINEacuteTICA esta forma de energia natildeo pode ser armaze-nada e surge sobre todo corpo que possui movimento isto eacute apresen-ta uma velocidade

Ec= mdash m v212

Ec energia cineacutetica (J joule)m massa do corpo (Kg)v velocidade do corpo (ms)

Not983530 983577983548e 983527983587 do983528983590983527r983538983587983588 a v983530983536983587983581id983527983591983589 983592o ob983557983530983546983587 su983527 983589983539e983590g983534983580 983579i983585eacuteti983579983527 983578983548ad983542983547983541l983535983579a

ENERGIA POTENCIAL diferentemente da energia cineacutetica esta forma de energia (potencial) pode ser armazenada ou acumulada e pode ser classificada em gravitacional elaacutestica ou eleacutetrica

ENERGIA GRAVITACIONAL esta forma de energia surge em todo corpo que possui uma altura (desniacutevel) em relaccedilatildeo a um referencial

Epg= m g h

Epg energia potencial gravitacional (J)m massa do corpo (Kg)g aceleraccedilatildeo da gravidade local (ms2)h altura ou desniacutevel em relaccedilatildeo a um

dado referencial (m)

2


Epe= mdash k x212








1RA

1RB( )_ _-_



U= n R T32

_




massamassa molar

R = 0082 atm Lmol K

831 Jmol K3


E= P t


ou h)

Lem983528983590983530 s983589 983577u983530 10 K983574h=36 106 J

ENERGIALUMINOSA

ENERGIAEOacuteLICA

ENERGIASONORA




4

REFLEXAtildeO




5




REFRACcedilAtildeO


Lei de Snell


rv2

= ou iλ1

iλ2

=ˆ ˆ ˆ ˆ



DIFRACcedilAtildeO








INTERFEREcircNCIA







- RESSONAcircNCIA

6


(OLIVEIRA 2011)











(HART-DAVIS 2010 p 100-103)

Questatildeo 02 7

EXERCIacuteCIOS



















8










Questatildeo 059



Questatildeo 06




Questatildeo 07


10




Questatildeo 08





gravitacional


Questatildeo 09


11





Questatildeo 10








12




Questatildeo 12










030OH130O601Ar702N3295CO

2

2

2

2



Questatildeo 13











3kBT

2

35

Questatildeo 14

14











1000 Wm2

1 LS

1 KgL





42 JgordmC

98 ms2

Questatildeo 15




14



15

GABARITO

1) Gab 23

2) Gab 57

3) Gab 45

4) Gab C - C - E - E - E - C - C - C - C

5) Gab C - E

6) Gab E - C

7) Gab E - C - C

8) Gab E - E - E - C

9) Gab E - C - C

10) Gab C - E

11) Gab E - E - E

12) Gab C - E - E - E - C - E - C - C

13) Gab C - E - E - E - C - C - E - C -C

14) Gab E - E - C

15) Gab E - E - C

2


Epe= mdash k x212








1RA

1RB( )_ _-_



U= n R T32

_




massamassa molar

R = 0082 atm Lmol K

831 Jmol K3


E= P t


ou h)

Lem983528983590983530 s983589 983577u983530 10 K983574h=36 106 J

ENERGIALUMINOSA

ENERGIAEOacuteLICA

ENERGIASONORA




4

REFLEXAtildeO




5




REFRACcedilAtildeO


Lei de Snell


rv2

= ou iλ1

iλ2

=ˆ ˆ ˆ ˆ



DIFRACcedilAtildeO








INTERFEREcircNCIA







- RESSONAcircNCIA

6


(OLIVEIRA 2011)











(HART-DAVIS 2010 p 100-103)

Questatildeo 02 7

EXERCIacuteCIOS



















8










Questatildeo 059



Questatildeo 06




Questatildeo 07


10




Questatildeo 08





gravitacional


Questatildeo 09


11





Questatildeo 10








12




Questatildeo 12










030OH130O601Ar702N3295CO

2

2

2

2



Questatildeo 13











3kBT

2

35

Questatildeo 14

14











1000 Wm2

1 LS

1 KgL





42 JgordmC

98 ms2

Questatildeo 15




14



15

GABARITO

1) Gab 23

2) Gab 57

3) Gab 45

4) Gab C - C - E - E - E - C - C - C - C

5) Gab C - E

6) Gab E - C

7) Gab E - C - C

8) Gab E - E - E - C

9) Gab E - C - C

10) Gab C - E

11) Gab E - E - E

12) Gab C - E - E - E - C - E - C - C

13) Gab C - E - E - E - C - C - E - C -C

14) Gab E - E - C

15) Gab E - E - C



1RA

1RB( )_ _-_



U= n R T32

_




massamassa molar

R = 0082 atm Lmol K

831 Jmol K3


E= P t


ou h)

Lem983528983590983530 s983589 983577u983530 10 K983574h=36 106 J

ENERGIALUMINOSA

ENERGIAEOacuteLICA

ENERGIASONORA




4

REFLEXAtildeO




5




REFRACcedilAtildeO


Lei de Snell


rv2

= ou iλ1

iλ2

=ˆ ˆ ˆ ˆ



DIFRACcedilAtildeO








INTERFEREcircNCIA







- RESSONAcircNCIA

6


(OLIVEIRA 2011)











(HART-DAVIS 2010 p 100-103)

Questatildeo 02 7

EXERCIacuteCIOS



















8










Questatildeo 059



Questatildeo 06




Questatildeo 07


10




Questatildeo 08





gravitacional


Questatildeo 09


11





Questatildeo 10








12




Questatildeo 12










030OH130O601Ar702N3295CO

2

2

2

2



Questatildeo 13











3kBT

2

35

Questatildeo 14

14











1000 Wm2

1 LS

1 KgL





42 JgordmC

98 ms2

Questatildeo 15




14



15

GABARITO

1) Gab 23

2) Gab 57

3) Gab 45

4) Gab C - C - E - E - E - C - C - C - C

5) Gab C - E

6) Gab E - C

7) Gab E - C - C

8) Gab E - E - E - C

9) Gab E - C - C

10) Gab C - E

11) Gab E - E - E

12) Gab C - E - E - E - C - E - C - C

13) Gab C - E - E - E - C - C - E - C -C

14) Gab E - E - C

15) Gab E - E - C


E= P t


ou h)

Lem983528983590983530 s983589 983577u983530 10 K983574h=36 106 J

ENERGIALUMINOSA

ENERGIAEOacuteLICA

ENERGIASONORA




4

REFLEXAtildeO




5




REFRACcedilAtildeO


Lei de Snell


rv2

= ou iλ1

iλ2

=ˆ ˆ ˆ ˆ



DIFRACcedilAtildeO








INTERFEREcircNCIA







- RESSONAcircNCIA

6


(OLIVEIRA 2011)











(HART-DAVIS 2010 p 100-103)

Questatildeo 02 7

EXERCIacuteCIOS



















8










Questatildeo 059



Questatildeo 06




Questatildeo 07


10




Questatildeo 08





gravitacional


Questatildeo 09


11





Questatildeo 10








12




Questatildeo 12










030OH130O601Ar702N3295CO

2

2

2

2



Questatildeo 13











3kBT

2

35

Questatildeo 14

14











1000 Wm2

1 LS

1 KgL





42 JgordmC

98 ms2

Questatildeo 15




14



15

GABARITO

1) Gab 23

2) Gab 57

3) Gab 45

4) Gab C - C - E - E - E - C - C - C - C

5) Gab C - E

6) Gab E - C

7) Gab E - C - C

8) Gab E - E - E - C

9) Gab E - C - C

10) Gab C - E

11) Gab E - E - E

12) Gab C - E - E - E - C - E - C - C

13) Gab C - E - E - E - C - C - E - C -C

14) Gab E - E - C

15) Gab E - E - C

REFLEXAtildeO




5




REFRACcedilAtildeO


Lei de Snell


rv2

= ou iλ1

iλ2

=ˆ ˆ ˆ ˆ



DIFRACcedilAtildeO








INTERFEREcircNCIA







- RESSONAcircNCIA

6


(OLIVEIRA 2011)











(HART-DAVIS 2010 p 100-103)

Questatildeo 02 7

EXERCIacuteCIOS



















8










Questatildeo 059



Questatildeo 06




Questatildeo 07


10




Questatildeo 08





gravitacional


Questatildeo 09


11





Questatildeo 10








12




Questatildeo 12










030OH130O601Ar702N3295CO

2

2

2

2



Questatildeo 13











3kBT

2

35

Questatildeo 14

14











1000 Wm2

1 LS

1 KgL





42 JgordmC

98 ms2

Questatildeo 15




14



15

GABARITO

1) Gab 23

2) Gab 57

3) Gab 45

4) Gab C - C - E - E - E - C - C - C - C

5) Gab C - E

6) Gab E - C

7) Gab E - C - C

8) Gab E - E - E - C

9) Gab E - C - C

10) Gab C - E

11) Gab E - E - E

12) Gab C - E - E - E - C - E - C - C

13) Gab C - E - E - E - C - C - E - C -C

14) Gab E - E - C

15) Gab E - E - C

DIFRACcedilAtildeO








INTERFEREcircNCIA







- RESSONAcircNCIA

6


(OLIVEIRA 2011)











(HART-DAVIS 2010 p 100-103)

Questatildeo 02 7

EXERCIacuteCIOS



















8










Questatildeo 059



Questatildeo 06




Questatildeo 07


10




Questatildeo 08





gravitacional


Questatildeo 09


11





Questatildeo 10








12




Questatildeo 12










030OH130O601Ar702N3295CO

2

2

2

2



Questatildeo 13











3kBT

2

35

Questatildeo 14

14











1000 Wm2

1 LS

1 KgL





42 JgordmC

98 ms2

Questatildeo 15




14



15

GABARITO

1) Gab 23

2) Gab 57

3) Gab 45

4) Gab C - C - E - E - E - C - C - C - C

5) Gab C - E

6) Gab E - C

7) Gab E - C - C

8) Gab E - E - E - C

9) Gab E - C - C

10) Gab C - E

11) Gab E - E - E

12) Gab C - E - E - E - C - E - C - C

13) Gab C - E - E - E - C - C - E - C -C

14) Gab E - E - C

15) Gab E - E - C


(OLIVEIRA 2011)











(HART-DAVIS 2010 p 100-103)

Questatildeo 02 7

EXERCIacuteCIOS



















8










Questatildeo 059



Questatildeo 06




Questatildeo 07


10




Questatildeo 08





gravitacional


Questatildeo 09


11





Questatildeo 10








12




Questatildeo 12










030OH130O601Ar702N3295CO

2

2

2

2



Questatildeo 13











3kBT

2

35

Questatildeo 14

14











1000 Wm2

1 LS

1 KgL





42 JgordmC

98 ms2

Questatildeo 15




14



15

GABARITO

1) Gab 23

2) Gab 57

3) Gab 45

4) Gab C - C - E - E - E - C - C - C - C

5) Gab C - E

6) Gab E - C

7) Gab E - C - C

8) Gab E - E - E - C

9) Gab E - C - C

10) Gab C - E

11) Gab E - E - E

12) Gab C - E - E - E - C - E - C - C

13) Gab C - E - E - E - C - C - E - C -C

14) Gab E - E - C

15) Gab E - E - C

















8










Questatildeo 059



Questatildeo 06




Questatildeo 07


10




Questatildeo 08





gravitacional


Questatildeo 09


11





Questatildeo 10








12




Questatildeo 12










030OH130O601Ar702N3295CO

2

2

2

2



Questatildeo 13











3kBT

2

35

Questatildeo 14

14











1000 Wm2

1 LS

1 KgL





42 JgordmC

98 ms2

Questatildeo 15




14



15

GABARITO

1) Gab 23

2) Gab 57

3) Gab 45

4) Gab C - C - E - E - E - C - C - C - C

5) Gab C - E

6) Gab E - C

7) Gab E - C - C

8) Gab E - E - E - C

9) Gab E - C - C

10) Gab C - E

11) Gab E - E - E

12) Gab C - E - E - E - C - E - C - C

13) Gab C - E - E - E - C - C - E - C -C

14) Gab E - E - C

15) Gab E - E - C










Questatildeo 059



Questatildeo 06




Questatildeo 07


10




Questatildeo 08





gravitacional


Questatildeo 09


11





Questatildeo 10








12




Questatildeo 12










030OH130O601Ar702N3295CO

2

2

2

2



Questatildeo 13











3kBT

2

35

Questatildeo 14

14











1000 Wm2

1 LS

1 KgL





42 JgordmC

98 ms2

Questatildeo 15




14



15

GABARITO

1) Gab 23

2) Gab 57

3) Gab 45

4) Gab C - C - E - E - E - C - C - C - C

5) Gab C - E

6) Gab E - C

7) Gab E - C - C

8) Gab E - E - E - C

9) Gab E - C - C

10) Gab C - E

11) Gab E - E - E

12) Gab C - E - E - E - C - E - C - C

13) Gab C - E - E - E - C - C - E - C -C

14) Gab E - E - C

15) Gab E - E - C



Questatildeo 06




Questatildeo 07


10




Questatildeo 08





gravitacional


Questatildeo 09


11





Questatildeo 10








12




Questatildeo 12










030OH130O601Ar702N3295CO

2

2

2

2



Questatildeo 13











3kBT

2

35

Questatildeo 14

14











1000 Wm2

1 LS

1 KgL





42 JgordmC

98 ms2

Questatildeo 15




14



15

GABARITO

1) Gab 23

2) Gab 57

3) Gab 45

4) Gab C - C - E - E - E - C - C - C - C

5) Gab C - E

6) Gab E - C

7) Gab E - C - C

8) Gab E - E - E - C

9) Gab E - C - C

10) Gab C - E

11) Gab E - E - E

12) Gab C - E - E - E - C - E - C - C

13) Gab C - E - E - E - C - C - E - C -C

14) Gab E - E - C

15) Gab E - E - C




Questatildeo 08





gravitacional


Questatildeo 09


11





Questatildeo 10








12




Questatildeo 12










030OH130O601Ar702N3295CO

2

2

2

2



Questatildeo 13











3kBT

2

35

Questatildeo 14

14











1000 Wm2

1 LS

1 KgL





42 JgordmC

98 ms2

Questatildeo 15




14



15

GABARITO

1) Gab 23

2) Gab 57

3) Gab 45

4) Gab C - C - E - E - E - C - C - C - C

5) Gab C - E

6) Gab E - C

7) Gab E - C - C

8) Gab E - E - E - C

9) Gab E - C - C

10) Gab C - E

11) Gab E - E - E

12) Gab C - E - E - E - C - E - C - C

13) Gab C - E - E - E - C - C - E - C -C

14) Gab E - E - C

15) Gab E - E - C





Questatildeo 10








12




Questatildeo 12










030OH130O601Ar702N3295CO

2

2

2

2



Questatildeo 13











3kBT

2

35

Questatildeo 14

14











1000 Wm2

1 LS

1 KgL





42 JgordmC

98 ms2

Questatildeo 15




14



15

GABARITO

1) Gab 23

2) Gab 57

3) Gab 45

4) Gab C - C - E - E - E - C - C - C - C

5) Gab C - E

6) Gab E - C

7) Gab E - C - C

8) Gab E - E - E - C

9) Gab E - C - C

10) Gab C - E

11) Gab E - E - E

12) Gab C - E - E - E - C - E - C - C

13) Gab C - E - E - E - C - C - E - C -C

14) Gab E - E - C

15) Gab E - E - C




Questatildeo 12










030OH130O601Ar702N3295CO

2

2

2

2



Questatildeo 13











3kBT

2

35

Questatildeo 14

14











1000 Wm2

1 LS

1 KgL





42 JgordmC

98 ms2

Questatildeo 15




14



15

GABARITO

1) Gab 23

2) Gab 57

3) Gab 45

4) Gab C - C - E - E - E - C - C - C - C

5) Gab C - E

6) Gab E - C

7) Gab E - C - C

8) Gab E - E - E - C

9) Gab E - C - C

10) Gab C - E

11) Gab E - E - E

12) Gab C - E - E - E - C - E - C - C

13) Gab C - E - E - E - C - C - E - C -C

14) Gab E - E - C

15) Gab E - E - C

Questatildeo 13











3kBT

2

35

Questatildeo 14

14











1000 Wm2

1 LS

1 KgL





42 JgordmC

98 ms2

Questatildeo 15




14



15

GABARITO

1) Gab 23

2) Gab 57

3) Gab 45

4) Gab C - C - E - E - E - C - C - C - C

5) Gab C - E

6) Gab E - C

7) Gab E - C - C

8) Gab E - E - E - C

9) Gab E - C - C

10) Gab C - E

11) Gab E - E - E

12) Gab C - E - E - E - C - E - C - C

13) Gab C - E - E - E - C - C - E - C -C

14) Gab E - E - C

15) Gab E - E - C











1000 Wm2

1 LS

1 KgL





42 JgordmC

98 ms2

Questatildeo 15




14



15

GABARITO

1) Gab 23

2) Gab 57

3) Gab 45

4) Gab C - C - E - E - E - C - C - C - C

5) Gab C - E

6) Gab E - C

7) Gab E - C - C

8) Gab E - E - E - C

9) Gab E - C - C

10) Gab C - E

11) Gab E - E - E

12) Gab C - E - E - E - C - E - C - C

13) Gab C - E - E - E - C - C - E - C -C

14) Gab E - E - C

15) Gab E - E - C



15

GABARITO

1) Gab 23

2) Gab 57

3) Gab 45

4) Gab C - C - E - E - E - C - C - C - C

5) Gab C - E

6) Gab E - C

7) Gab E - C - C

8) Gab E - E - E - C

9) Gab E - C - C

10) Gab C - E

11) Gab E - E - E

12) Gab C - E - E - E - C - E - C - C

13) Gab C - E - E - E - C - C - E - C -C

14) Gab E - E - C

15) Gab E - E - C

a fÍsica atravÉs das energias e seus transportes pelas ondas · a fÍsica atravÉs das energias e...

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