Questões de EFAF Ciências

Em 1787, Jacques Charles colocou em um recipiente com tampa móvel (êmbolo) um punhado de gás. Ele colocou um peso sobre o êmbolo, conforme figura, para manter a pressão do gás. O volume do gás aumentava com o aumento da temperatura e diminuía com a diminuição da temperatura. Para certo punhado de gás, os valores de temperatura e volume obedeciam ao gráfico abaixo.

Montagem de Chales

    Em 1848, William Thomson (Lord Kelvin), analisando os trabalhos de Charles, propôs a existência de um limite inferior para a temperatura. Se, em um processo de resfriamento, uma amostra de gás atingir o volume nulo, sua temperatura não poderá ser reduzida, logo ela estará na temperatura mínima. Usando medidas mais precisas que as apresentadas aqui, Lord Kelvin calculou a temperatura mínima: – 273 °C. Feito isso, ele propôs uma nova escala de temperatura adotando o valor zero para a temperatura – 273 °C, mantendo o tamanho da unidade Celsius. Assim, surgiu a escala termométrica Kelvin.

    Observe que a montagem de Charles pode ser considerada um termômetro que usa o volume como grandeza termométrica.

Usando os dados do gráfico acima, determine qual seria o valor do limite inferior de temperatura na escala Celsius.

Em 1609, Galileu Galilei verificou que Júpiter tinha satélites naturais (luas galileanas), opondo-se às ideias da igreja Católica. No mesmo ano, Joannes Kepler encontrou uma relação matemática entre os períodos T e os respectivos raios de órbita R dos planetas. Essa relação é chamada de 3^a lei de Kepler. Sessenta anos depois, Isaac Newton provou que as leis que comandam o sistema orbital dos planetas são as mesmas que comandam qualquer sistema orbital. Isso significa que a 3^a lei de Kepler vale para qualquer sistema orbital, inclusive aquele constituído pelas luas galileanas.

    Use os dados das luas galileanas para descobrir qual das proposições abaixo é a 3^a lei de Kepler. O próprio Kepler fez esse mesmo procedimento usando os dados dos cinco planetas do sistema solar que são vistos sem ajuda de luneta.

    Obs.: Como existe certo nível de erro nas medidas acima, os resultados obtidos pela relação correta aplicadas a cada Lua poderão apresentar uma diferença de até 5 % entre eles.

Dados: 1 Tm é um terâmetro, uma unidade de comprimento equivalente a um trilhão de metros.

Dados das luas galileanas:

No século VI a.C., o pensador grego Aristóteles acreditava que a Terra era esféricae procurou evidências disso. Uma delas é o que se vê no eclipse lunar, um fenômeno bem conhecido pelos gregos. Na imagem anexa, vemos uma foto da Lua em um momento durante o eclipse lunar. Relatos de eclipses lunares descrevem:

1) A parte escurecida que aparece na Lua tem sempre uma forma circular;

2) O eclipse lunar ocorre durante um pedaço de uma mesma noite;
3) A Lua já sofreu eclipses próxima do Nascente, no zênite e próxima do poente.
4) Visto da Terra, o Sol é mais rápido que a Lua.

Sobre o eclipse lunar e a forma da Terra, determine a proposição mais próxima da verdade.

Na tabela a seguir são apresentados os valores dos índices de refração absolutos para um cristal e para um vidro comum referente a luz monocromática de cor azul.

Admitindo o índice de refração do ar igual a $1$, se ambos os materiais, constituídos de superfícies planas, forem expostos ao raio de luz monocromática azul sob o mesmo ângulo de incidência $(î)$, conforme o desenho.

Qual a relação entre os senos dos ângulos $\alpha$ (ângulo refratado pelo vidro comum) e $\beta$ (ângulo refratado pelo cristal), em relação a normal $(N)$?