Fτ   = F ⋅d                                                                                      ⇒Questão 17              ...
física 2RI= ∆Q ⇒ R I = m ⋅ | ∆V | ⇒                                                   Resposta⇒ RI = 50 ⋅ 10 −3 ⋅ 10 ⋅ 10 ...
física 3a) Sabendo que a fotossíntese ocorre predomi-          dispostas em série, enfileiradas em sua cau-nantemente nas ...
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Simulado da-vunesp-2001-de-fisica-02

  1. 1. Fτ = F ⋅d ⇒Questão 17 Fτ = 300 kcal = 1,2 ⋅ 10 6 JUm jovem exercita-se numa academia andan- ⇒ 1,2 ⋅ 10 6 = F ⋅ 4 800 ⇒ F = 250 Ndo e movimentando uma esteira rolante hori-zontal, sem motor. Um dia, de acordo com omedidor da esteira, ele andou 40 minutoscom velocidade constante de 7,2 km/h e con- Questão 18sumiu 300 quilocalorias.a) Qual a distância percorrida pelo jovem? Um peixinho de massa 50 g está flutuandoQual o deslocamento do jovem? em repouso no interior de um aquário.b) Num esquema gráfico, represente a estei- a) Que forças atuam sobre o peixinho? (Des-ra, o sentido do movimento da esteira, o jo- creva-as ou as represente graficamente.) Quevem e a força F que ele exerce sobre a esteirapara movimentá-la. Admitindo que o consu- volume de água o peixinho desloca para equi-mo de energia assinalado pela esteira é o tra- librar-se?balho realizado pelo jovem para movimen- Num determinado momento, o peixinho mo-tá-la, determine o módulo dessa força, supos- vimenta-se horizontalmente para um dos la-ta constante. dos do aquário, adquirindo uma velocidade deAdote 1,0 cal = 4,0 J. 10 cm/s. b) Qual o impulso necessário para que o pei- Resposta xinho adquira essa velocidade? Quem exerce esse impulso?a) Como a velocidade é constante, a distância (d)percorrida pelo jovem é dada por: Dado: densidade da água: dágua = 1000 kg/m3 .d = v ⋅ ∆t∆t = 40 min = 2 400 s ⇒ d = 2,0 ⋅ 2 400 ⇒ Respostav = 7,2 km/h = 2,0 m/s a) As forças que atuam sobre o peixinho que flu- tua em repouso são dadas por:⇒ d = 4 800 mComo o jovem permanece em repouso em rela-ção ao solo e o deslocamento (∆S) é uma grande-za vetorial, temos que ∆S = 0 .b) Do enunciado, temos: Onde P é a força peso e E é o empuxo. Do equilí- brio do peixinho, vem: E = P ⇒ dágua ⋅ Vld ⋅ g = m ⋅ g ⇒ ⇒ 1 000 ⋅ Vld = 50 ⋅ 10 −3 ⇒ ⇒ Vld = 5,0 ⋅ 10 −5 m 3Como o consumo de energia assinalado pela es- b) Supondo que a força horizontal que a águateira é o trabalho (F τ) realizado pelo jovem para aplica sobre o peixinho seja a própria resultante,movimentá-la, temos: do Teorema do Impulso, vem:
  2. 2. física 2RI= ∆Q ⇒ R I = m ⋅ | ∆V | ⇒ Resposta⇒ RI = 50 ⋅ 10 −3 ⋅ 10 ⋅ 10 −2 ⇒ a) Sendo o volume de água VA = 1,0 l =⇒ R I = 5,0 ⋅ 10 −3 N ⋅ s. = 1,0 ⋅ 10 −3 m 3 , a quantidade de calor (Q1 ) ab- sorvida pela água durante seu aquecimento éAssim, o impulso necessário para que o peixinho dada por:adquira essa velocidade é dado por: Q1 = m Ac A ∆θ = d AVAc A ( θ − θ0 ) ⇒ R I = 5,0 ⋅ 10 −3 N ⋅ s ⇒ Q1 = 1 000 ⋅ 1,0 ⋅10 −3 ⋅ 4 200 ⋅ (100 − 20) ⇒ R I direção: horizontal ⇒ Q1 = 3,36 ⋅ 10 5 J sentido: o mesmo do movimento do peixinho.  Como restaram 0,80 l de água no recipiente, sua variação de volume vale ∆VA = 1,0 − 0,80 =Esse impulso é exercido pela força que a água = 0,20 l = 0,20 ⋅10 −3 m 3 .aplica sobre o peixe na direção horizontal. Assim, a quantidade de calor (Q 2 ) absorvida pela água durante sua vaporização parcial é dada por: Q 2 = ∆m ⋅ LV = d A ∆VALV ⇒Questão 19 ⇒ Q 2 = 1 000 ⋅ 0,20 ⋅10 −3 ⋅ 2,30 ⋅10 6 ⇒ ⇒ Q 2 = 4,60 ⋅ 10 5 JUma estudante põe 1,0 l de água num reci-piente graduado, a temperatura ambiente de Sendo Q1 + Q 2 = 3,36 ⋅ 10 5 + 4,60 ⋅ 10 5 =20 ºC, e o coloca para ferver num fogão de po- = 7,96 ⋅ 10 5 J , o esboço do gráfico t( o C) versustência constante. Quando retira o recipiente Q(J) é dado a seguir:do fogão, a água pára de ferver e a estudantenota que restaram 0,80 l de água no recipien-te. 100Despreze o calor absorvido pelo recipiente, asua dilatação e a dilatação da água.a) Faça o esboço do gráfico t (ºC) x Q (J) querepresenta esse aquecimento, onde t (ºC) é a 20temperatura da água contida no recipiente e 0 Q(J)Q (J) é a quantidade de calor absorvida pela 0água. Coloque, pelo menos, os pontos corres-pondentes à temperatura inicial, à tempera- b) Supondo a energia (E) desperdiçada comotura e quantidade de calor absorvida no iní- sendo igual à quantidade de calor absorvida pelacio da ebulição e à temperatura e quantidade água vaporizada, teremos:de calor quando a água é retirada do fogo. E = Q 2 ⇒ E = 4,60 ⋅ 10 5 Jb) Suponha que toda a água que falta tenhasido vaporizada. Qual a energia desperdiçadanesse processo? Justifique.São dados: Questão 20Calor específico da água: ca = 4200 J/(kg.ºC). A fotossíntese é uma reação bioquímica queCalor latente de vaporização da água: Lv = ocorre nas plantas, para a qual é necessária a= 2300000 J/kg. energia da luz do Sol, cujo espectro de fre-Densidade (massa específica) da água: da = qüências é dado a seguir.= 1000 kg/m3 ; 1 m3 = 1000 l. verme- Cor laranja amarela verde azul violeta lhaTemperatura de ebulição da água na região: 14 f (10 Hz) 3,8-4,8 4,8-5,0 5,0-5,2 5,2-6,1 6,1-6,6 6,6-7,7te = 100 ºC.
  3. 3. física 3a) Sabendo que a fotossíntese ocorre predomi- dispostas em série, enfileiradas em sua cau-nantemente nas folhas verdes, de qual ou da. Cada célula tem uma fem ε = 60 mVquais faixas de freqüências do espectro da luz (0,060 V). Num espécime típico, esse conjuntosolar as plantas absorvem menos energia de células é capaz de gerar tensões de aténesse processo? Justifique. 480 V, com descargas que produzem corren-b) Num determinado local, a energia radiante tes elétricas de intensidade máxima de atédo Sol atinge a superfície da Terra com inten-sidade de 1000 W/m2 . Se a área de uma folha 1,0 A.exposta ao Sol é de 50 cm2 e 20% da radiação a) Faça um esquema representando a asso-incidente é aproveitada na fotossíntese, qual ciação dessas células elétricas na cauda doa energia absorvida por essa folha em 10 mi- poraquê. Indique, nesse esquema, o número nnutos de insolação? de células elétricas que um poraquê pode ter. Justifique a sua avaliação. Resposta b) Qual a potência elétrica máxima que o po-a) As plantas absorvem menos energia nas faixas raquê é capaz de gerar?das cores verde e amarela que são refletidas pe-las folhas. Resposta 20b) Sendo a energia E = ⋅ P ⋅ ∆t absorvida 100 a) Um poraquê pode ter um número n de célulaspela folha de área A = 50 cm = 50 ⋅ 10 −4 m 2 , 2 elétricas dado por: P U 480para uma intensidade de radiação solar I = = n = = ⇒ n = 8 000 células elétricas 2 A ε 0,060= 1 000 W /m , temos: Admitindo que cada célula elétrica funcione como 20 um gerador, elas devem ser associadas como éE = ⋅ I ⋅ A ⋅ ∆t = 100 mostrado a seguir: 20= ⋅ 1 000 ⋅ 50 ⋅ 10 −4 ⋅ 600 ⇒ E = 600 J 100 _ + _ + _ + _ + _ + _ +Questão 21 1 2 3 4 5 n b) A potência elétrica máxima (P) é dada por:O poraquê (electrophorus electricus) é um pei-xe provido de células elétricas (eletrocitos) P = U ⋅ i = 480 ⋅ 1,0 ⇒ P = 480 W

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