Questões de EFAF Ciências - Matéria e Energia (Física)

Em meados do século XVIII, Joseph Black mostra que calor e temperatura são conceitos diferentes na medida que amostras de mesma massa e substâncias diferentes reagem à mesma quantidade de calor de forma diferente. Graças ao trabalho de Black ficou claro que a definição da unidade de calor, a caloria (cal), deveria ser vinculada a uma substância. Isso foi feito em 1824, adotando-se a água como referência: 1 cal é a quantidade de calor que 1g de água precisaria receber para aumentar 1oC. A diferença apresentada pelas substâncias quanto à sensibilidade ao calor transformou-se em uma proporção, o calor específico. Cada grama de aço, por exemplo, precisa receber 0,1 cal para aumentar 1°C ou perder 0,1 cal para diminuir 1°C, portanto seu calor específico é 0,1 cal por cada grama por ºC. Coloca-se 100 g de areia a 70°C dentro de 100 g de água a 10°C. O conjunto foi muito bem isolado e atingiu o equilíbrio térmico quando a temperatura mediu 20°C.

Baseando-se no enunciado, determine a proposição falsa.

Em 1638, Galileu sugere um experimento para verificar se a luz gastava tempo percorrendo distâncias (velocidade finita) ou se ela as percorria instantaneamente (velocidade infinita). Para realizar o experimento de Galileu era necessário reunir, à noite, três pessoas: o experimentador e dois auxiliares. Cada pessoa teria uma lamparina coberta por um capuz. Ao olhar para uma mesma direção, o experimentador deveria ver os dois auxiliares praticamente na mesma linha, estando um a 1 milha (1609 m) do outro. O experimentador tiraria o capuz de sua lamparina. Quando os auxiliares vissem a lamparina do experimentador, tirariam os respectivos capuzes de suas lamparinas. O que o experimentador visse a partir daí, definiria se a velocidade da luz é finita ou infinita.

    Um bom experimentador saberia que um auxiliar gastaria um intervalo de tempo para receber a luz da lamparina do experimentador e reagir puxando o capuz da sua lamparina. Galileu esperava que esse tempo, em relação ao tempo que a luz percorreria 1 milha seria insignificante. Se isso fosse verdade, quando o experimentador retirasse o seu capuz, veria a lamparina do auxiliar mais distante em um intervalo de tempo significativamente maior que o tempo de reação desse auxiliar.

Se algum experimentador fizesse essa experiência naquela época e visse a lamparina do auxiliar mais distante depois da lamparina do auxiliar mais próximo, poderia concluir que a luz teria uma velocidade finita? Dados: velocidade da luz = 3,00 x10⁸ m/s

Numa instalação elétrica, um circuito é constituído de 8 lâmpadas idênticas iligadas em paralelo a uma fonte de 120 V. Sabe-se que a potência de cada lâmpada é de 20 watts.

Calcule o valor aproximado da corrente elétrica fornecida pela fonte ao circuito e assinale a opção correta.

Um pescador, em cima de um pequeno barco, observa atento um peixe e estima que ele se encontre a 50 cm de profundidade da superfície de águas calmas da lagoa onde pesca. O que aquele pescador não sabia é que, devido ao fenômeno da refração da luz, neste caso, ao passar de um meio mais refringente (água) para um meio menos refringente (ar atmosférico), a luz sofre uma deflexão, ou, em outras palavras, um desvio em sua trajetória, e temos uma “impressão errada” da profundidade dos objetos. Da mesma forma, quando olhamos para uma piscina com água, estando do lado de fora, temos a sensação de a piscina ser mais rasa. O mesmo fenômeno ocorre quando mergulhamos um lápis em um copo com água e temos a impressão de que o lápis se quebra na superfície da água.

Levando-se em consideração o fenômeno da refração da luz ao passar de um meio para outro meio e a partir da estimativa do pescador, calcule a profundidade real a que se encontra O peixe a partir da superfície da lagoa, e assinale a opção correta. 

Dados:

Índice de refração do ar atmosférico: 1; e

Índice de refração da água: 1,3.

(ADAPTADA)    A empresa Visiona Tecnologia Espacial S.A., de São José dos Campos, SP, está desenvolvendo o nanossatélite VCUB, que orbitará a Terra a 500 km de altitude. O principal objetivo do VCUB é obter imagens da superfície terrestre.

O tempo que um satélite leva para completar um giro completo em torno da Terra é denominado período. A tabela mostra a altitude da órbita e o respectivo período.

Baseado nas informações do enunciado e na tabela apresentada, assinale a alternativa que contém o período correto do VCUB ao redor da Terra e também a sua velocidade em torno da Terra. Considere que a cada giro o VCUB percorre a distância de 42.000 km.

(ADAPTADA)    As três Leis de Kepler (1571 – 1630) descrevem os movimentos dos planetas, luas, cometas, satélites artificiais etc e para os planetas dizem o seguinte:

1^a Lei: “A órbita de cada planeta é uma elipse, estando o Sol num dos focos.”

2^a Lei: “Uma linha reta entre o Sol e o planeta “varre” áreas iguais em iguais intervalos de tempos.” Logo, a velocidade do planeta é variável, sendo máxima perto do Sol e mínima longe do Sol.

3^a Lei: “O quadrado do Período (P) dividido pelo cubo da distância (D) média do planeta ao Sol é uma constante (k)”. Ou seja, P² / D³ = k.

A figura mostra a órbita da Terra exageradamente achatada, pois ela é quase circular. F₁ e F₂ são os focos da elipse e estão exageradamente separados. Suponha que o Sol está em F₁.

A Terra se move na sequência A, B, C, D. Assinale a alternativa correta em cada item.

1) ( ) A ( ) B - Em qual dos pontos, A ou B, a velocidade da Terra é máxima? 
2) ( ) B ( ) C - Em qual dos pontos, B ou C, a velocidade da Terra é mínima? 
3) ( ) OUTRA ESTRELA ( ) NADA - Se o Sol está em F₁, então, o que existe em F₂? 
4) ( ) BURACO NEGRO ( ) NADA - O que existe exatamente no centro geométrico da elipse? 
5) ( ) A ( ) B – A velocidade da Terra é crescente quando se aproxima de A ou B?