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05. (ENEM) – O carneiro hidráulico ou aríete, dispositivo
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Fisica 06 vol_2[1]

  1. 1. Aula no . 06 01. (UFPel – RS) – A expressão “Isso é apenas a ponta de um iceberg” – muito usada conotativamente, hoje em dia, para mostrar que se vê apenas uma parte muito pequena de um problema, ficando o resto “escondido” – faz referência a uma situação física. Assinale a alternativa cujos dados se relacionam corretamente com essa situação: a) O Poder das Pontas e a Rigidez Dielétrica; b) Arquimedes e o Teorema do Empuxo; c) Pascal e o Princípio da Prensa Hidráulica; d) Newton e o Princípio da Ação e Reação; e) A Lei de Stevin e a Diferença de Pressão. 02. Quando Pascal criou a prensa hidráulica, provavel- mente ele não imaginava que, quase quatro séculos depois, sua invenção continuaria a ser usada, por exemplo, numa oficina mecânica ou num posto de gasolina para levantar um carro. I. O princípio que garante o funcionamento desta máquina é o fato de, ao se provocar uma variação de pressão num ponto qualquer de um fluido, em todos os demais pontos desse fluido ocorre uma mesma variação de pressão. II. Ao receber trabalho no êmbolo menor, esta máquina multiplica a energia, transferindo-a para o êmbolo maior. III. Lembrando que trabalho é uma forma de energia calculada, de maneira simplificada, pela equação = F . d (trabalho é igual ao produto da força pelo deslocamento) e, lembrando também um dos princípios mais importantes da Física, o Princípio da Conservação da Energia, é fácil explicar a razão pela qual no êmbolo em que atua a maior força, seu deslocamento deverá ser maior. São verdadeiras: a) todas as opções b) nenhuma das opções c) somente I d) somente II e) somente III 03. Nos três itens abaixo estão transcritas as três Leis da Hidrostática. I. Um corpo mergulhado em um fluido recebe deste uma força vertical para cima de valor igual ao módulo do peso do fluido deslocado. II. Variando a pressão sobre um ponto qualquer de um fluido, os demais pontos sofreram a mesma variação de pressão. III. Quando nos deslocamos cada vez mais para o fundo de um fluido, maior será a pressão que sen- tiremos. Pode-se afirmar que estas três leis correspondem respectivamente a: a) Arquimedes, Pascal e Stevin; b) Stevin, Pascal e Arquimedes; c) Pascal, Arquimedes e Stevin; d) Arquimedes, Stevin e Pascal; e) Stevin, Arquimedes e Pascal. 04. (ENEM) – O alumínio se funde a 666oC e é obtido à custa de energia elétrica, por eletrólise – transforma- ção realizada a partir do óxido de alumínio a cerca de 1000 oC. A produção brasileira de alumínio, no ano de 1985, foi da ordem de 550 000 toneladas, tendo sido consumidos cerca de 20 kWh de energia elé- trica por quilograma do metal. Nesse mesmo ano, estimou-se a produção de resíduos sólidos urbanos brasileiros formados por metais ferrosos e não ferro- sos em 3700 t/dia, das quais 1,5% estima-se corres- ponder ao alumínio. ([Dados adaptados de] FIGUEIREDO, P.J.M. A sociedade do lixo: resíduos, a questão energética e a crise ambiental. Piraci- caba: UNIMEP, 1994) Suponha que uma residência tenha objetos de alu- mínio em uso cuja massa total seja de 10 kg (pane- las, janelas, latas, etc.) O consumo de energia elétrica mensal dessa residência é de 100 kWh. Sendo assim, na produção desses objetos utili- zou-se uma quantidade de energia elétrica que poderia abastecer essa residência por um período de: a) 1 mês. b) 2 meses. c) 3 meses. d) 4 meses. e) 5 meses. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS - Vol. II 23
  2. 2. 05. (ENEM) – O carneiro hidráulico ou aríete, dispositivo usado para bombear água, não requer combustível ou energia elétrica para funcionar, visto que usa a energia da vazão de água de uma fonte. A figura a seguir ilustra uma instalação típica de carneiro em um sítio, e a tabela apresenta dados de seu funcio- namento. h/H altura da fon- te dividida pela altura da caixa Vf água da fonte necessária para o funcio- namento do sistema (litros/hora) Vb água bombea- da para a caixa (litros/hora) 1/3 720 a 1.200 180 a 300 1/4 120 a 210 1/6 80 a 140 1/8 60 a 105 1/10 45 a 85 A eficiência energética de um carneiro pode ser obtida pela expressão: = H h x V V b f , cujas variáveis estão definidas na tabela e na figura. No sítio ilustrado, a altura da caixa d' água é o quá- druplo da altura da fonte. Comparado a motobomba a gasolina, cuja eficiência energética é cerca de 36%, o carneiro hidráulico do sítio apresenta a) menor eficiência, sendo, portanto, inviável econo- micamente. b) menor eficiência, sendo desqualificado do ponto de vista ambiental pela quantidade de energia que desperdiça. c) mesma eficiência, mas constitui alternativa ecolo- gicamente mais apropriada. d) maior eficiência, o que, por si só, justificaria o seu uso em todas as regiões brasileiras. e) maior eficiência, sendo economicamente viável e ecologicamente correto. 06. COSMOLOGIA é a ciência que estuda as estruturas do universo, sua formação e sua evolução. Uma das primeiras teorias cosmológicas surgiu poucos sécu- los antes de Cristo, desenvolvida por Aristóteles e descrita em três obras. No primeiro livro, intitulado “Física”, ele explica os movimentos dos corpos na Terra, classificando-os em naturais e forçados. Aris- tóteles acreditava que para ocorrer, por exemplo, a queda de uma pedra, não havia a necessidade de uma força pois esta cai “em busca” o seu lugar natu- ral. Já o lançamento desta mesma pedra para cima, ocorre de maneira forçada, ou seja, alguém precisa aplicar-lhe uma força. O segundo livro, “Meteorologia”, trata da região sublunar, ou seja, entre a Terra e a Lua. Para Aristó- teles, os fenômenos meteorológicos (chuva, gra- nizo, neve, dentre muitos outros) ocorriam na atmosfera (entre a superfície da Terra e da Lua), região onde seria possível ocorrerem “mudanças” (chuva começa e termina, cai neve e depois para). Por fim, a terceira obra de Aristóteles, chamada “Tratado Do Céu”, descreve o que há após a Lua, região considerada por ele como imutável, onde os astros e estrelas estavam fixas no que ele chamava de “esfera celeste”, a qual girava ao redor da Terra (geocentrismo). Um dos seus principais argumentos era: “se tudo cai em direção ao centro da Terra, é porque ela deve ser o centro do Universo”. Além disso, ele defendia o geostatismo, ou seja, a Terra é estática. Analise as afirmações abaixo: I. De acordo com a cosmologia de Aristóteles, um cometa pode ser classificado como um fenômeno meteorológico, ou seja, ocorre entre a Terra e a Lua, pois, sendo o céu imutável, não seria possí- vel nele surgir um novo objeto e posteriormente “desaparecer”. II. Para um observador na Terra, ou seja, usando a Terra como referencial, o geocentrismo e geosta- tismo são coerentes. III. A Mecânica Newtoniana confirma o pensamento de Aristóteles descrito em seu livro “Física” pois, como podemos observar numa situação real, ao soltarmos uma pedra, ela cai sem a necessidade da intervenção de uma força. São verdadeiras as afirmações: a) I e II b) I e III c) II e III d) Todas e) nenhuma 24 CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS - Vol. II
  3. 3. 07. Em todos estes orbes, diferente Curso verás, nuns grave e noutros leves; Ora fogem do Centro longamente, Ora da Terra estão caminho breve; Bem como quis o Padre onipotente, Que o fogo fez e o ar, o vento e a neve Os quais verás que fazem mais a dentro, E têm co Mar a Terra por seu centro. (Os Lusíadas, X, 90) No trecho do poema acima citado, escrito pelo poeta português Luís de Camões (1524–1580), é possível perce- ber a religiosidade e os pensamentos científicos que caracterizavam o período histórico em que ele viveu. O termo “orbes” é uma citação à teoria aristotélica, que entendia que os corpos celestes orbitavam circularmente a Terra. “Bem como quis o Padre onipotente” é uma afirmação de fé num Deus criador “que o fogo fez e o ar, o vento e a neve”. Quanto ao último verso, pode-se perceber que Camões: a) acreditava no heliocentrismo. b) combatia o geocentrismo. c) possuía pensamentos compatíveis com Newton e Kepler. d) adepto ao pensamento aristotélico que afirmava: se tudo cai em direção ao centro da Terra,é porque ela deve ser o centro do universo. e) não deixa claro se acreditava no heliocentrismo ou no geocentrismo. 08. (ENEM) – “...O Brasil tem potencial para produzir pelo menos 15 mil megawatts por hora de energia a partir de fontes alternativas. Somente nos Estados da região Sul, o potencial de geração de energia por intermédio das sobras agrícolas e flo- restais é de 5.000 megawatts por hora. Para se ter uma ideia do que isso representa, a usina hidrelétrica de Ita, uma das maiores do país, na divisa entre o Rio Grande do Sul e Santa Catarina, gera 1.450 megawatts de energia por hora.” Esse texto, transcrito de um jornal de grande circulação, contém, pelo menos, UM ERRO CONCEITUAL ao apre- sentar valores de produção e de potencial de geração de energia. Esse erro consiste em a) apresentar valores muito altos para a grandeza energia. b) usar unidade megawatt para expressar os valores de potência. c) usar unidades elétricas para biomassa. d) fazer uso da unidade incorreta megawatt por hora. e) apresentar valores numéricos incompatíveis com as unidades. 09. (ENEM) – Nas discussões sobre a existência de vida fora da Terra, Marte tem sido um forte candidato a hospedar vida. No entanto, há ainda uma enorme variação de critérios e considerações sobre a habitabilidade de Marte, especialmente no que diz respeito à existência ou não de água líquida. Alguns dados comparativos entre a Terra e Marte estão apresentados na tabela. PLANETA Distância ao Sol (km) Massa (em rela- ção à terrestre) Aceleração da gravidade (m/s2) Composição da atmosfera Temperatura Média TERRA 149 milhões 1,00 9,8 Gases predominantes: Ni- trogênio (N) e Oxigênio (O2) 288 K (+15 oC) MARTE 228 milhões 0,18 3,7 Gás predominante: Dióxi- do de Carbono (CO2) 218 K (–55 oC) Com base nesses dados, é possível afirmar que, dentre os fatores abaixo, aquele mais adverso à existência de água líquida em Marte é sua a) grande distância ao Sol. b) massa pequena. c) aceleração da gravidade pequena. d) atmosfera rica em CO2. e) temperatura média muito baixa. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS - Vol. II 25
  4. 4. Gabarito 01. b 02. c 03. a 04. b 05. e 06. a 07. d 08. d 09. e 26 CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS - Vol. II

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