Questões de EFAF Ciências

Recentemente a legislação brasileira passou a determinar que os veículos trafeguem nas estradas com os faróis baixos acesos durante o dia ou uma outra lâmpada própria para isso, chamada luz diurna. Os carros geralmente possuem duas lâmpadas dos faróis baixos e duas lâmpadas dos faróis altos. Para obedecer a essa legislação, evitar que o usuário esqueça de acender os faróis e para preservar o uso das lâmpadas de farol baixo sem a necessidade da inclusão de lâmpadas extras, um determinado fabricante de automóveis optou pela seguinte solução descrita a seguir. Os carros dessa marca possuem as lâmpadas de farol alto com dois modos diferentes de associação elétrica. No primeiro modo, chamado ”farol alto”, as lâmpadas são ligadas em paralelo entre si e à bateria do carro $(12V)$. As lâmpadas são iguais e dissipam a potência de $60W$ cada uma. Esse modo está representado na figura $I$ a seguir. No segundo modo, um sistema automatizado foi feito de tal forma que ao ligar o carro, se os faróis estiverem desligados, esse sistema associa as duas lâmpadas de farol alto em série e essa associação é chamada de ”modo luz diurna”, representado pela figura $II$ a seguir.

No modo luz diurna, as lâmpadas acendem com um brilho menos intenso, porém o suficiente para obedecer à legislação e não atingem a temperatura do modo farol alto. Sabe-se que a resistência elétrica das lâmpadas é dada pelo filamento de tungstênio e o mesmo apresenta um aumento do valor da resistência elétrica em função da temperatura atingida. Nesse caso, considere que a resistência elétrica de cada lâmpada no modo luz diurna é igual a $75\%$ da resistência elétrica de cada lâmpada no modo farol alto. Considere as lâmpadas como resistores ôhmicos ao atingir cada patamar de temperatura, ou seja, em cada uma das condições descritas no enunciado. E com base nisso assinale a alternativa que indica corretamente o valor de potência elétrica dissipada, em $W$, em cada lâmpada quando estiver no modo luz diurna.

As bicicletas elétricas estão cada vez mais comuns nas cidades brasileiras. Suponha que uma bicicleta elétrica de massa igual a $30kg$, sendo conduzida por um ciclista de massa igual a $70kg$ consiga, partindo do repouso, atingir a velocidade de $72km/h$ em $10s$.

Obs: Considere que:

$1.$ o ciclista não usou sua força muscular,

$2.$ a variação da velocidade se deve apenas ao trabalho realizado pelo motor elétrico.

Dentre as alternativas abaixo, qual o menor valor de potência média, em Watts, que o motor elétrico dessa bicicleta deve fornecer para que esses valores sejam possíveis?

No sistema mostrado na figura a seguir, a polia e o fio são ideais (massas desprezíveis e o fio inextensível) e não deve ser considerado nenhuma forma de atrito.

Sabendo-se que os corpos $A$ e $B$ têm massa respectivamente iguais a $4kg$ e $2kg$ e que o corpo $A$ desce verticalmente a uma aceleração constante de $5m/s^2$, qual o valor do ângulo $\theta$, que o plano inclinado forma com a horizontal?

Adote o módulo da aceleração da gravidade igual a $10m/s^2$.

Um aluno deseja projetar uma imagem reduzida de um objeto num anteparo colocado a uma distância de $30cm$ da lente. O objeto está colocado sobre o eixo principal e a uma distância de $60cm$ da lente. Para o experimento o aluno dispõe de $4$ lentes, $A,B,C$ e $D$, sendo que todas respeitam a condição de nitidez de Gauss e foram dispostas em uma prateleira onde são informadas suas características, conforme apresentadas na tabela a seguir:

De acordo com as necessidades do experimento, qual das $4$ lentes o aluno deve usar?

Um raio de luz monocromático incide, segundo um ângulo de ${60}^{\circ }$ com a normal $(N)$, numa lâmina de faces paralelas, que está imersa no ar e sobre uma mesa, conforme a figura.

Sabe-se que o índice de refração do ar vale $1$ e que o raio de luz, após refratar na primeira face da lâmina, reflete na segunda face, de tal forma que o raio refletido forma com esta face um ângulo de ${60}^{\circ }$.

Assinale, dentre as alternativas a seguir, aquela que apresenta o valor do índice de refração do material do qual a lâmina é constituída.

Um corpo de massa igual a $80kg$, após sair do repouso, percorre uma pista retilínea e horizontal até colidir a $108km/h$ com um anteparo que está parado. Qual o valor, em metros, da altura que este corpo deveria ser abandonado, em queda livre, para que ao atingir o solo tenha o mesmo valor da energia mecânica do corpo ao colidir com o anteparo?

Adote a aceleração da gravidade no local igual a $10m/s^2$.