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Física 3 |Tetra |Medicina (conteúdo estudado)

•TEMA A | Termofísica:

•TEMA B | Óptica Geométrica:

•TEMA C | Ondulatória

Que venha logo a prova de Física do

ENEM 2019!

TERMOFÍSICA

O filme “Gravity” (“Gravidade”, no Brasil), vencedor de 7 Oscars em 2014, começa com uma narraçãoem inglês que (já traduzida) diz:

“A 600 km acima do planeta Terra, a temperatura oscila entre 258 oF e – 148 oF. Não hánada para transmitir som. Não há pressão atmosférica. Não há oxigênio. A vida no espaçoé impossível.”.

Na legenda em português, os valores máximo e mínimo de temperatura citados na narração aparecemcomo 126o C e –100 oC. Usando seus conhecimentos de Física, você diria que a legenda:a) Está certa, com boa aproximação, apenas no valor da temperatura máxima.b) Está certa, com boa aproximação, apenas no valor da temperatura mínima.c) Está certa, com boa aproximação, nos dois valores.d) Está grosseiramente errada nos dois valores.e) É absurda porque deveria trazer os valores de temperatura absoluta.

01propostoA

O filme “Gravity” (“Gravidade”, no Brasil), vencedor de 7 Oscars em 2014, começa com uma narraçãoem inglês que (já traduzida) diz:

“A 600 km acima do planeta Terra, a temperatura oscila entre 258 oF e – 148 oF. Não hánada para transmitir som. Não há pressão atmosférica. Não há oxigênio. A vida no espaçoé impossível.”.

Na legenda em português, os valores máximo e mínimo de temperatura citados na narração aparecemcomo 126o C e –100 oC. Usando seus conhecimentos de Física, você diria que a legenda:a) Está certa, com boa aproximação, apenas no valor da temperatura máxima.b) Está certa, com boa aproximação, apenas no valor da temperatura mínima.c) Está certa, com boa aproximação, nos dois valores.d) Está grosseiramente errada nos dois valores.e) É absurda porque deveria trazer os valores de temperatura absoluta.

01proposto

Usando a equação de conversão de Fahrenheit para Celsius:

32 258 32 22625,11 125,55

5 9 5 9 5 9 5

oC C C CF

C

T T T TTT C

32 148 32 18020 100

5 9 5 9 5 9 5

oC C C CF

C

T T T TTT C

Resolução

A

Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras “calor” e “temperatura” de forma diferente de comoelas são usadas no meio científico. Na linguagem corrente, calor é identificado como “algoquente” e temperatura mede a “quantidade de calor de um corpo”. Esses significados, noentanto, não conseguem explicar diversas situações que podem ser verificadas na prática. Doponto de vista científico, que situação prática mostra a limitação dos conceitos corriqueiros decalor e temperatura?a) A temperatura da água pode ficar constante durante o tempo em que estiver fervendo.b) Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para verificar a temperatura da água.c) A chama de um fogão pode ser usada para aumentar a temperatura da água em uma panela.d) A água quente que está em uma caneca é passada para outra caneca a fim de diminuir suatemperatura.e) Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de água que está em seu interior com menortemperatura do que a dele.

022010A

Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras “calor” e “temperatura” de forma diferente de comoelas são usadas no meio científico. Na linguagem corrente, calor é identificado como “algoquente” e temperatura mede a “quantidade de calor de um corpo”. Esses significados, noentanto, não conseguem explicar diversas situações que podem ser verificadas na prática. Doponto de vista científico, que situação prática mostra a limitação dos conceitos corriqueiros decalor e temperatura?a) A temperatura da água pode ficar constante durante o tempo em que estiver fervendo.b) Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para verificar a temperatura da água.c) A chama de um fogão pode ser usada para aumentar a temperatura da água em uma panela.d) A água quente que está em uma caneca é passada para outra caneca a fim de diminuir suatemperatura.e) Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de água que está em seu interior com menortemperatura do que a dele.

022010

Enquanto a água ferve, por volta de 100 oC, ela continua a receber calor que, nessecaso, é usado na mudança de estado. No entanto, a temperatura não aumenta. Se temperaturafosse sinônimo de quantidade de calor, deveria aumentar enquanto a água ferve.

Conceitos corretos:I) Temperatura é uma medida que nos dá uma ideia do grau de agitação média das partículas de um corpo. II) Calor é energia térmica que passa espontaneamente de um corpo (ou região) de maior temperatura para outro corpo (ou região) de menor temperatura.

Resolução

A

032016A

Num experimento, um professor deixa duas bandejas de mesma massa, uma de plástico e outrade alumínio, sobre a mesa do laboratório. Após algumas horas, ele pede aos alunos que avaliema temperatura das duas bandejas, usando para isso o tato. Seus alunos afirmam,categoricamente, que a bandeja de alumínio encontra-se numa temperatura mais baixa.Intrigado, ele propõe uma segunda atividade, em que coloca um cubo de gelo sobre cada umadas bandejas, que estão em equilíbrio térmico com o ambiente, e os questiona em qual delas ataxa de derretimento do gelo será maior.O aluno que responder corretamente ao questionamento do professor dirá que o derretimentoocorreráa) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem uma maior condutividade térmicaque a de plástico.b) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem inicialmente uma temperatura maisalta que a de alumínio.c) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem uma maior capacidade térmica que ade alumínio.d) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem um calor específico menor que a deplástico.e) com a mesma rapidez nas duas bandejas, pois apresentarão a mesma variação detemperatura.

032016A

Num experimento, um professor deixa duas bandejas de mesma massa, uma de plástico e outrade alumínio, sobre a mesa do laboratório. Após algumas horas, ele pede aos alunos que avaliema temperatura das duas bandejas, usando para isso o tato. Seus alunos afirmam,categoricamente, que a bandeja de alumínio encontra-se numa temperatura mais baixa.Intrigado, ele propõe uma segunda atividade, em que coloca um cubo de gelo sobre cada umadas bandejas, que estão em equilíbrio térmico com o ambiente, e os questiona em qual delas ataxa de derretimento do gelo será maior.O aluno que responder corretamente ao questionamento do professor dirá que o derretimentoocorreráa) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem uma maior condutividade térmicaque a de plástico.b) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem inicialmente uma temperatura maisalta que a de alumínio.c) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem uma maior capacidade térmica que ade alumínio.d) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem um calor específico menor que a deplástico.e) com a mesma rapidez nas duas bandejas, pois apresentarão a mesma variação detemperatura.

Quanto mais calor o gelo recebe (da bandeja), mais rapidamente ele derrete.Logo, a taxa de derretimento do gelo será maior quando em contato com a bandeja dealumínio pois os metais têm maior condutividade térmica do que os plásticos em geral.

Resolução

042016 2a

A

Nos dias frios, é comum ouvir expressões como: “Esta roupa é quentinha” ou então “Fechea janela para o frio não entrar”. As expressões do senso comum utilizadas estão emdesacordo com o conceito de calor da termodinâmica. A roupa não é “quentinha”, muitomenos o frio “entra” pela janela. A utilização das expressões “roupa é quentinha” e “para ofrio não entrar” é inadequada, pois o(a)a) roupa absorve a temperatura do corpo da pessoa, e o frio não entra pela janela, o caloré que sai por ela.b) roupa não fornece calor por ser um isolante térmico, e o frio não entra pela janela, poisé a temperatura da sala que sai por ela.c) roupa não é uma fonte de temperatura, e o frio não pode entrar pela janela, pois o calorestá contido na sala, logo o calor é que sai por ela.d) calor não está contido num corpo, sendo uma forma de energia em trânsito de umcorpo de maior temperatura para outro de menor temperatura.e) calor está contido no corpo da pessoa, e não na roupa, sendo uma forma detemperatura em trânsito de um corpo mais quente para um corpo mais frio.

042016 2a

A

Nos dias frios, é comum ouvir expressões como: “Esta roupa é quentinha” ou então “Fechea janela para o frio não entrar”. As expressões do senso comum utilizadas estão emdesacordo com o conceito de calor da termodinâmica. A roupa não é “quentinha”, muitomenos o frio “entra” pela janela. A utilização das expressões “roupa é quentinha” e “para ofrio não entrar” é inadequada, pois o(a)a) roupa absorve a temperatura do corpo da pessoa, e o frio não entra pela janela, o caloré que sai por ela.b) roupa não fornece calor por ser um isolante térmico, e o frio não entra pela janela, poisé a temperatura da sala que sai por ela.c) roupa não é uma fonte de temperatura, e o frio não pode entrar pela janela, pois o calorestá contido na sala, logo o calor é que sai por ela.d) calor não está contido num corpo, sendo uma forma de energia em trânsito de umcorpo de maior temperatura para outro de menor temperatura.e) calor está contido no corpo da pessoa, e não na roupa, sendo uma forma detemperatura em trânsito de um corpo mais quente para um corpo mais frio.

O tecido da roupa pode ser isolante mas não é uma fonte de calor. Não existeem Física o conceito de frio em oposição ao conceito de calor. Calor é energia térmica emtrânsito, ou seja, passando de um corpo para outro por conta da diferença de temperaturas.Logo, o calor nunca está contido num corpo mas sempre transitando.

Resolução

Em um experimento foram utilizadas duasgarrafas PET, uma pintada de branco e aoutra de preto, acopladas cada uma a umtermômetro. No ponto médio da distânciaentre as garrafas, foi mantida acesa, durantealguns minutos, uma lâmpadaincandescente. Em seguida a lâmpada foidesligada. Durante o experimento, forammonitoradas as temperaturas das garrafas:

052013

I) enquanto a lâmpada permaneceu acesa e II) após a lâmpada ser desligada e atingiremequilíbrio térmico com o ambiente. A taxa de variação da temperatura da garrafa preta, emcomparação à da branca, durante todo experimento, foia) igual no aquecimento e igual no resfriamento.b) maior no aquecimento e igual no resfriamento.c) menor no aquecimento e igual no resfriamento.d) maior no aquecimento e menor no resfriamento.e) maior no aquecimento e maior no resfriamento.

A

Em um experimento foram utilizadas duasgarrafas PET, uma pintada de branco e aoutra de preto, acopladas cada uma a umtermômetro. No ponto médio da distânciaentre as garrafas, foi mantida acesa, durantealguns minutos, uma lâmpadaincandescente. Em seguida a lâmpada foidesligada. Durante o experimento, forammonitoradas as temperaturas das garrafas:

052013

I) enquanto a lâmpada permaneceu acesa e II) após a lâmpada ser desligada e atingiremequilíbrio térmico com o ambiente. A taxa de variação da temperatura da garrafa preta, emcomparação à da branca, durante todo experimento, foia) igual no aquecimento e igual no resfriamento.b) maior no aquecimento e igual no resfriamento.c) menor no aquecimento e igual no resfriamento.d) maior no aquecimento e menor no resfriamento.e) maior no aquecimento e maior no resfriamento.

•Corpos negros absorvem melhor;•Todo bom absorvedor é também bom emissor.

Resolução

A

06proposto

(UNIFESP 2009 – CG) A sonda Phoenix, lançada pelaNASA, detectou em 2008 uma camada de gelo no fundode uma cratera na superfície de Marte. Nesse planeta, ogelo desaparece nas estações quentes e reaparece nasestações frias, mas a água nunca foi observada na faselíquida. Com auxílio do diagrama de fase da água,analise as três afirmações seguintes.

De acordo com o texto e com o diagrama de fases, pode-se afirmar que está correto o contido em a) I, II e III. b) II e III, apenas. c) I e III, apenas. d) I e II, apenas. e) I, apenas.

I. O desaparecimento e o reaparecimento do gelo, sem apresença da fase líquida, sugerem a ocorrência desublimação.

II. Se o gelo sofre sublimação, a pressão atmosférica localdeve ser muito pequena, inferior à pressão do ponto triploda água.

III. O gelo não sofre fusão porque a temperatura no interior da cratera não ultrapassa a temperatura do ponto triplo da água.

A

06proposto

(UNIFESP 2009 – CG) A sonda Phoenix, lançada pelaNASA, detectou em 2008 uma camada de gelo no fundode uma cratera na superfície de Marte. Nesse planeta, ogelo desaparece nas estações quentes e reaparece nasestações frias, mas a água nunca foi observada na faselíquida. Com auxílio do diagrama de fase da água,analise as três afirmações seguintes.

De acordo com o texto e com o diagrama de fases, pode-se afirmar que está correto o contido em a) I, II e III. b) II e III, apenas. c) I e III, apenas. d) I e II, apenas. e) I, apenas.

I. O desaparecimento e o reaparecimento do gelo, sem apresença da fase líquida, sugerem a ocorrência desublimação.

II. Se o gelo sofre sublimação, a pressão atmosférica localdeve ser muito pequena, inferior à pressão do ponto triploda água.

III. O gelo não sofre fusão porque a temperatura no interior da cratera não ultrapassa a temperatura do ponto triplo da água.

A

Resolução

Durante uma ação de fiscalização em postos de combustíveis, foi encontrado um mecanismoinusitado para enganar o consumidor. Durante o inverno, o responsável por um posto decombustível compra álcool por R$ 0,50/litro, a uma temperatura de 5°C. Para revender o líquidoaos motoristas, instalou um mecanismo na bomba de combustível para aquecê-lo, para queatinja a temperatura de 35°C, sendo o litro de álcool revendido a R$ 1,60. Diariamente o postocompra 20 mil litros de álcool a 5°C e os revende. Com relação à situação hipotética descrita notexto e dado que o coeficiente de dilatação volumétrica do álcool é de 1×10–3 oC–1, desprezando-se o custo da energia gasta no aquecimento do combustível, o ganho financeiro que o dono doposto teria obtido devido ao aquecimento do álcool após uma semana de vendas estaria entrea) R$ 500,00 e R$ 1.000,00 b) R$ 1.050,00 e R$ 1.250,00c) R$ 4.000,00 e R$ 5.000,00 d) R$ 6.000,00 e R$ 6.900,00e) R$ 7.000,00 e R$ 7.950,00

072009A

Durante uma ação de fiscalização em postos de combustíveis, foi encontrado um mecanismoinusitado para enganar o consumidor. Durante o inverno, o responsável por um posto decombustível compra álcool por R$ 0,50/litro, a uma temperatura de 5°C. Para revender o líquidoaos motoristas, instalou um mecanismo na bomba de combustível para aquecê-lo, para queatinja a temperatura de 35°C, sendo o litro de álcool revendido a R$ 1,60. Diariamente o postocompra 20 mil litros de álcool a 5°C e os revende. Com relação à situação hipotética descrita notexto e dado que o coeficiente de dilatação volumétrica do álcool é de 1×10–3 oC–1, desprezando-se o custo da energia gasta no aquecimento do combustível, o ganho financeiro que o dono doposto teria obtido devido ao aquecimento do álcool após uma semana de vendas estaria entrea) R$ 500,00 e R$ 1.000,00 b) R$ 1.050,00 e R$ 1.250,00c) R$ 4.000,00 e R$ 5.000,00 d) R$ 6.000,00 e R$ 6.900,00e) R$ 7.000,00 e R$ 7.950,00

072009

3 3

oV V T 20 10 1 10 30 600 L

A variação (diária) de volume (V) de 20.000 litros de álcool por conta da dilatação térmica relativa ao aumento de temperatura de T = 30o C será:

Em uma semana o ganho volumétrico de combustível será:

semanalV 7 600 L 4200 L

Cada litro desse volume de álcool obtido pela dilatação é vendido a R$ 1,60, a custo zero. Logo:

semanalV 4200 1,60 R$ 6.720

Resolução

A

O resultado da conversão direta de energia solar é umadas várias formas de energia alternativa de que sedispõe. O aquecimento solar é obtido por uma placaescura coberta de vidro, pela qual passa um tubocontendo água. A água circula conforme indica oesquema a seguir. São feitas as seguintes afirmaçõesquanto aos materiais utilizados no aquecedor solar:I. O reservatório de água quente deve ser metálico, paraconduzir melhor o calor.

082000A

II. A cobertura de vidro tem como função reter melhor o calor, de forma semelhante ao queocorre em uma estufa.III. A placa utilizada é escura para absorver melhor a energia radiante do Sol, aquecendo aágua com mais eficiência.Dentre as afirmações dadas, pode-se dizer que está(ão) correta(s) apenas:a) I b) I e II c) II d) I e III e) II e III

O resultado da conversão direta de energia solar é umadas várias formas de energia alternativa de que sedispõe. O aquecimento solar é obtido por uma placaescura coberta de vidro, pela qual passa um tubocontendo água. A água circula conforme indica oesquema a seguir. São feitas as seguintes afirmaçõesquanto aos materiais utilizados no aquecedor solar:I. O reservatório de água quente deve ser metálico, paraconduzir melhor o calor.

082000

I) Incorreta. Metais são bons condutores. Um recipiente metálico facilitaria a perda de calor.

II. A cobertura de vidro tem como função reter melhor o calor, de forma semelhante ao queocorre em uma estufa.III. A placa utilizada é escura para absorver melhor a energia radiante do Sol, aquecendo aágua com mais eficiência.Dentre as afirmações dadas, pode-se dizer que está(ão) correta(s) apenas:a) I b) I e II c) II d) I e III e) II e III

Resolução

II) Correta. O vidro transmite a luz com facilidade mas barra boa parte do calor. Dessa forma, a cobertura de vidro ajuda na retenção do calor dentro do coletor solar, aumentando a sua eficiência.

III) Correta. Materiais escuros absorvem melhor a radiação solar, aumentando a eficiência do aquecedor.

A

Aquecedores solares usados em residências têm o objetivo de elevar a temperatura da água até70 oC. No entanto, a temperatura ideal da água para um banho é de 30 oC. Por isso, deve-semisturar a água aquecida com a água à temperatura ambiente de um outro reservatório, que seencontra a 25 oC. Qual a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria na misturapara um banho à temperatura ideal?a) 0,111 b) 0,125 c) 0,357 d) 0,428 e) 0,833

092013A

Aquecedores solares usados em residências têm o objetivo de elevar a temperatura da água até70 oC. No entanto, a temperatura ideal da água para um banho é de 30 oC. Por isso, deve-semisturar a água aquecida com a água à temperatura ambiente de um outro reservatório, que seencontra a 25 oC. Qual a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria na misturapara um banho à temperatura ideal?a) 0,111 b) 0,125 c) 0,357 d) 0,428 e) 0,833

092013

AQ AF AQ f i AF f iQ Q 0 m c(T T )m c(T T ) 0

Considerando o sistema termicamente isolado:

AQ AF AQ AFm (30 70)m (30 25) 0 40 m 5 m 0

AQAQ AF

AF

m 5 140 m 5 m

m 40 8

AQ

AF

m0,125

m

Resolução Q 0

A

Num dia em que a temperatura ambiente é de 37 °C, uma pessoa, com essa mesmatemperatura corporal, repousa à sombra. Para regular sua temperatura corporal e mantê-la constante, a pessoa libera calor através da evaporação do suor. Considere que apotência necessária para manter seu metabolismo é 120 W e que, nessas condições, 20%dessa energia é dissipada pelo suor, cujo calor de vaporização é igual ao da água (540cal/g). Utilize 1 cal igual a 4 J. Após duas horas nessa situação, que quantidade de águaessa pessoa deve ingerir para repor a perda pela transpiração?a) 0,08 g b) 0,44 g c) 1,30 g d) 1,80 g e) 80,0 g

10A 2016 2a

Num dia em que a temperatura ambiente é de 37 °C, uma pessoa, com essa mesmatemperatura corporal, repousa à sombra. Para regular sua temperatura corporal e mantê-la constante, a pessoa libera calor através da evaporação do suor. Considere que apotência necessária para manter seu metabolismo é 120 W e que, nessas condições, 20%dessa energia é dissipada pelo suor, cujo calor de vaporização é igual ao da água (540cal/g). Utilize 1 cal igual a 4 J. Após duas horas nessa situação, que quantidade de águaessa pessoa deve ingerir para repor a perda pela transpiração?a) 0,08 g b) 0,44 g c) 1,30 g d) 1,80 g e) 80,0 g

10

Cálculo da quantidade de calor total liberado pelo corpo da pessoa através dometabolismo:

Resolução

QP

t

A 2016 2a

Q P t J

120 2 3600 ss

864000 J

Suor

20Q Q

100

20864000

100172800 J

Cálculo da quantidade de calor dissipada através da vaporização do suor (em cal):

172800

cal4

43200 cal

O suor utiliza o calor para vaporizar-se. Logo, é uma quantidade de calor latente:

Q m L 43200 m 540 43200

m540

80 g

Uma garrafa térmica tem como função evitar a troca de calorentre o líquido nela contido e o ambiente, mantendo atemperatura de seu conteúdo constante. Uma forma deorientar os consumidores na compra de uma garrafa térmicaseria criar um selo de qualidade, como se faz atualmente parainformar o consumo de energia de eletrodomésticos. O selo

112015

identificaria cinco categorias e informaria a variação de temperatura do conteúdo da garrafa, depoisde decorridas seis horas de seu fechamento, por meio de uma porcentagem do valor inicial datemperatura de equilíbrio do líquido na garrafa. O quadro apresenta as categorias e os intervalos devariação percentual da temperatura. Para atribuir uma categoria a um modelo de garrafa térmica, sãopreparadas e misturadas, em uma garrafa, duas amostras de água, uma a 10 °C e outra a 40 °C, naproporção de um terço de água fria para dois terços de água quente. A garrafa é fechada. Seis horasdepois, abre-se a garrafa e mede-se a temperatura da água, obtendo-se 16 °C.Qual selo deveria ser posto na garrafa térmica testada?a) A b) B c) C d) D e) E

A

Uma garrafa térmica tem como função evitar a troca de calorentre o líquido nela contido e o ambiente, mantendo atemperatura de seu conteúdo constante. Uma forma deorientar os consumidores na compra de uma garrafa térmicaseria criar um selo de qualidade, como se faz atualmente parainformar o consumo de energia de eletrodomésticos. O selo

11

Resolução

2015

identificaria cinco categorias e informaria a variação de temperatura do conteúdo da garrafa, depoisde decorridas seis horas de seu fechamento, por meio de uma porcentagem do valor inicial datemperatura de equilíbrio do líquido na garrafa. O quadro apresenta as categorias e os intervalos devariação percentual da temperatura. Para atribuir uma categoria a um modelo de garrafa térmica, sãopreparadas e misturadas, em uma garrafa, duas amostras de água, uma a 10 °C e outra a 40 °C, naproporção de um terço de água fria para dois terços de água quente. A garrafa é fechada. Seis horasdepois, abre-se a garrafa e mede-se a temperatura da água, obtendo-se 16 °C.Qual selo deveria ser posto na garrafa térmica testada?a) A b) B c) C d) D e) E

AQ AF AQ eq 0 AF eq 0Q Q 0 m c(T T )m c(T T ) 0 eq eq1 m c(T 10)2 m c(T 40) 0

eq eq(T 10)2(T 40) 0 eq eqT 10 2T 80 0 eq3T 90 o

eqT 30 C

eq

| T |

T

f eq

eq

| T T |

T

o o

o

|16 C 30 C |

30 C

o

o

14 C

30 C0,47 47

10047%

A

As altas temperaturas de combustão e o atrito entre suas peças móveis são alguns dos fatores queprovocam o aquecimento dos motores à combustão interna. Para evitar o superaquecimento econsequentes danos a esses motores, foram desenvolvidos os atuais sistemas de refrigeração, em queum fluido arrefecedor com propriedades especiais circula pelo interior do motor, absorvendo o calorque, ao passar pelo radiador, é transferido para a atmosfera. Qual propriedade o fluido arrefecedordeve possuir para cumprir seu objetivo com maior eficiência?a) Alto calor específico.b) Alto calor latente de fusão.c) Baixa condutividade térmica.d) Baixa temperatura de ebulição.e) Alto coeficiente de dilatação térmica.

122015A

As altas temperaturas de combustão e o atrito entre suas peças móveis são alguns dos fatores queprovocam o aquecimento dos motores à combustão interna. Para evitar o superaquecimento econsequentes danos a esses motores, foram desenvolvidos os atuais sistemas de refrigeração, em queum fluido arrefecedor com propriedades especiais circula pelo interior do motor, absorvendo o calorque, ao passar pelo radiador, é transferido para a atmosfera. Qual propriedade o fluido arrefecedordeve possuir para cumprir seu objetivo com maior eficiência?a) Alto calor específico.b) Alto calor latente de fusão.c) Baixa condutividade térmica.d) Baixa temperatura de ebulição.e) Alto coeficiente de dilatação térmica.

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Resolução

2015

O calor específico c é a característica de cada substância que nos dá a ideia da quantidade de calornecessária para que uma unidade de massa da substância altere a sua temperatura em uma unidade.Quando comparamos duas substâncias, a que possui maior calor específico absorve maior quantidadede calor para a mesma variação de temperatura.Logo, para que o fluido arrefecedor cumpra o seu objetivo com maior eficiência, ele deve absorvercalor e variar pouco a sua temperatura , ou seja, possuir alto calor específico.

Qcm T

A

O Sol representa uma fonte limpa e inesgotável de energia para o nosso planeta. Essa energiapode ser captada por aquecedores solares, armazenada e convertida posteriormente emtrabalho útil. Considere determinada região cuja insolação — potência solar incidente nasuperfície da Terra — seja de 800 watts/m². Uma usina termossolar utiliza concentradoressolares parabólicos que chegam a dezenas de quilômetros de extensão. Nesses coletores solaresparabólicos, a luz refletida pela superfície parabólica espelhada é focalizada em um receptor emforma de cano e aquece o óleo contido em seu interior a 400 °C. O calor desse óleo é transferidopara a água, vaporizando-a em uma caldeira. O vapor em alta pressão movimenta uma turbinaacoplada a um gerador de energia elétrica. Considerando que a distância entre a borda inferior ea borda superior da superfície refletora tenha 6 m de largura e que focalizada no receptor os 800watts/m² de radiação provenientes do Sol, e que o calor específico da água é 1 calg–1°C–1 = 4.200Jkg–1°C–1, então o comprimento linear do refletor parabólico necessário para elevar atemperatura de 1 m³ (equivalente a 1 t) de água de 20°C para 100°C, em uma hora, estará entrea) 15 m e 21 m.b) 22 m e 30 m.c) 105 m e 125 m.d) 680 m e 710 m.e) 6.700 m e 7.150 m.

132009A

O Sol representa uma fonte limpa e inesgotável de energia para o nosso planeta. Essa energiapode ser captada por aquecedores solares, armazenada e convertida posteriormente emtrabalho útil. Considere determinada região cuja insolação — potência solar incidente nasuperfície da Terra — seja de 800 watts/m². Uma usina termossolar utiliza concentradoressolares parabólicos que chegam a dezenas de quilômetros de extensão. Nesses coletores solaresparabólicos, a luz refletida pela superfície parabólica espelhada é focalizada em um receptor emforma de cano e aquece o óleo contido em seu interior 400 °C. O calor desse óleo é transferidopara a água, vaporizando-a em uma caldeira. O vapor em alta pressão movimenta uma turbinaacoplada a um gerador de energia elétrica. Considerando que a distância entre a borda inferior ea borda superior da superfície refletora tenha 6 m de largura e que focalizada no receptor os 800watts/m² de radiação provenientes do Sol, e que o calor específico da água é 1 calg–1°C–1 = 4.200Jkg–1°C–1, então o comprimento linear do refletor parabólico necessário para elevar atemperatura de 1 m³ (equivalente a 1 t) de água de 20°C para 100°C, em uma hora, estará entrea) 15 m e 21 m.b) 22 m e 30 m.c) 105 m e 125 m.d) 680 m e 710 m.e) 6.700 m e 7.150 m.

132009

A quantidade de calor para aquecer 1000 kg de água de 20 oC para 100 oC será:

3 3 o 6 8

f i o

JQ m c(T T ) 1 10 kg 4,2 10 80 C 336 10 J 3,36 10 J

kg C

A potência por unidade de área pode ser dada por:

QP P Qt

A A A t A

Para o Sol, P/A = 800 W/m² (dado). Q = 3,36.108 J (calculado). t = 1h = 3600 s (dado). A área retangular do coletor curvo em forma de parábola pode ser dada por A = 6.L onde 6 m é a largura do coletor e L seu comprimento, o que é pedido no enunciado. Logo:

8 5 5 32 2

3 2

P Q 3,36 10 10 10 108 10 8 10 L 20 m

A t A 3,6 10 6 L 6 L 6 8 10 50

Resolução

A

Num país do extremo norte da Europa, onde no inverno as noites são bem mais longas que os dias,um lago permanece congelado até a estação mais quente. Considere que o lago tenha uma camadasuperficial de gelo com espessura de 4,0 cm a uma temperatura média de –16 °C. A potência médiapor unidade de área da radiação solar incidente sobre a superfície da Terra na região desse paísnórdico mede 320 W/m². Adote: calor específico do gelo = 0,50 cal/g°C; calor latente de fusão do gelo= 80 cal/g; densidade de gelo = 1,0 g/cm³; 1,0 cal ≈ 4,0 J. Em quanto tempo aproximadamente, sob aradiação solar constante, o lago descongela completamente?a) 1 h b) 8 h c) 12 h d) 15 h e) 24 h

14propostoA

Num país do extremo norte da Europa, onde no inverno as noites são bem mais longas que os dias,um lago permanece congelado até a estação mais quente. Considere que o lago tenha uma camadasuperficial de gelo com espessura de 4,0 cm a uma temperatura média de –16 °C. A potência médiapor unidade de área da radiação solar incidente sobre a superfície da Terra na região desse paísnórdico mede 320 W/m². Adote: calor específico do gelo = 0,50 cal/g°C; calor latente de fusão do gelo= 80 cal/g; densidade de gelo = 1,0 g/cm³; 1,0 cal ≈ 4,0 J. Em quanto tempo aproximadamente, sob aradiação solar constante, o lago descongela completamente?a) 1 h b) 8 h c) 12 h d) 15 h e) 24 h

14proposto

O volume de gelo numa placa de 1m² será: V = 0,04 x 1 = 0,04 m³.

3 3Q mc T mL 40 10 0,5 16 40 10 80

A massa de gelo nessa placa é:

3 2 3 3

3

m kgd m d V 1 10 4 10 m 40 kg 40 10 gV m

Não sabemos (nem temos com descobrir) qual é a massa total de gelo no lago. Por issovamos raciocinar pensando em cada 1 m² de gelo superficial pois foi dada a potência por m² daradiação solar média na região . O que acontecer em cada m², acontecerá no lago inteiro!

A quantidade total de calor para derreter (fundir) integralmente cada m² de gelo será:

4 4 4Q 4 10(0,5 16 80) 4 10(88) 352 10 cal

Cada m² de área recebe 320 W. Logo:

6

2

Q Q 14,08 10 JP t

t P 3,2 10 J/ s

4 4 6Q 352 10 4 1408 10 J 14,08 10 J 4t 4,4 10 s

4

3

4,4 1012,22 h

3,6 10

Resolução

A

Em algumas situações de resgate, bombeiros utilizam máscaras que se acoplam ao nariz e estãoconectadas diretamente a cilindros de ar comprimido. Esse equipamento garante condições derespiração em ambientes com gases tóxicos. É comum, por padrão, que esses cilindros tenham 9litros de volume interno e armazenem ar comprimido à pressão de 200 atm. Em funcionamento,os cilindros fornecem ar para a respiração do bombeiro a uma taxa constante de 40 litros por minuto.

Considere que no local do resgate a pressão atmosférica vale 1 atm e a temperatura se mantémconstante em torno de 27 oC. Faça uma estimativa de quanto tempo um bombeiro podetrabalhar numa operação de resgate respirando somente com esse equipamento.a) 45 h b) 0,5 h c) 0,75 h d) 0,225 h e) 0,004 h

15propostoA

Em algumas situações de resgate, bombeiros utilizam máscaras que se acoplam ao nariz e estãoconectadas diretamente a cilindros de ar comprimido. Esse equipamento garante condições derespiração em ambientes com gases tóxicos. É comum, por padrão, que esses cilindros tenham 9litros de volume interno e armazenem ar comprimido à pressão de 200 atm. Em funcionamento,os cilindros fornecem ar para a respiração do bombeiro a uma taxa constante de 40 litros por minuto.

Considere que no local do resgate a pressão atmosférica vale 1 atm e a temperatura se mantémconstante em torno de 27 oC. Faça uma estimativa de quanto tempo um bombeiro podetrabalhar numa operação de resgate respirando somente com esse equipamento.a) 45 h b) 0,5 h c) 0,75 h d) 0,225 h e) 0,004 h

15proposto

i i f fi i f f f f

i f

p .V p .Vp .V p .V 200.9 1.V V 1800 L

T T

Considerando o ar comprimido como um gás ideal e o processo isotérmico (àtemperatura constante), teremos:

Por uma regra de proporção simples podemos escrever:

1 min ........................ 40 Lt ....................... 1800 L

1800 3

40 t 1800 t 45 min h 0,75 h40 4

Resolução

A

Um sistema de pistão contendo um gás é mostrado na figura. Sobre a extremidadesuperior do êmbolo, que pode movimentar-se livremente sem atrito, encontra-se umobjeto. Através de uma chapa de aquecimento é possível fornecer calor ao gás e, comauxílio de um manômetro, medir sua pressão. A partir de diferentes valores de calorfornecido, considerando o sistema como hermético, o objeto elevou-se em valores Δh,como mostrado no gráfico. Foram estudadas, separadamente, quantidades equimolares dedois diferentes gases, denominados M e V. A diferença no comportamento dos gases noexperimento decorre do fato de o gás M, em relação ao V, apresentara) maior pressão de vapor.b) menor massa molecular.c) maior compressibilidade.d) menor energia de ativação.e) menor capacidade calorífica.

162014A

Um sistema de pistão contendo um gás é mostrado na figura. Sobre a extremidadesuperior do êmbolo, que pode movimentar-se livremente sem atrito, encontra-se umobjeto. Através de uma chapa de aquecimento é possível fornecer calor ao gás e, comauxílio de um manômetro, medir sua pressão. A partir de diferentes valores de calorfornecido, considerando o sistema como hermético, o objeto elevou-se em valores Δh,como mostrado no gráfico. Foram estudadas, separadamente, quantidades equimolares dedois diferentes gases, denominados M e V. A diferença no comportamento dos gases noexperimento decorre do fato de o gás M, em relação ao V, apresentara) maior pressão de vapor.b) menor massa molecular.c) maior compressibilidade.d) menor energia de ativação.e) menor capacidade calorífica.

162014

Resolução

•Equimolares: nM = nV

•Mesmo objeto sobre a mesma área: pM=pV = p (cte)•VM > VV (do gráfico)

observações

p V n R T p V n R T

n R

V Tp

Observe que n.R/p é o mesmo para os dois gases. Logo:

M V

M V

V V

T TComo VM > VV, então TM > TV

Como os gases estão sendo aquecidos pela mesma fonte,é razoável assumir que:

M VQ Q M M V VC T C T

Como TM > TV, então CM < CV

A

Um motor só poderá realizar trabalho se receber uma quantidade de energia de outro sistema.No caso, a energia armazenada no combustível é, em parte, liberada durante a combustão paraque o aparelho possa funcionar. Quando o motor funciona, parte da energia convertida outransformada na combustão não pode ser utilizada para a realização de trabalho. Isso significadizer que há vazamento da energia em outra forma.

CARVALHO, A. X. Z. Física Térmica. Belo Horizonte: Pax, 2009 (adaptado).

De acordo com o texto, as transformações de energia que ocorrem durante o funcionamento domotor são decorrentes de aa) liberação de calor dentro do motor ser impossível.b) realização de trabalho pelo motor ser incontrolável.c) conversão integral de calor em trabalho ser impossível.d) transformação de energia térmica em cinética ser impossível.e) utilização de energia potencial do combustível ser incontrolável.

172011A

Um motor só poderá realizar trabalho se receber uma quantidade de energia de outro sistema.No caso, a energia armazenada no combustível é, em parte, liberada durante a combustão paraque o aparelho possa funcionar. Quando o motor funciona, parte da energia convertida outransformada na combustão não pode ser utilizada para a realização de trabalho. Isso significadizer que há vazamento da energia em outra forma.

CARVALHO, A. X. Z. Física Térmica. Belo Horizonte: Pax, 2009 (adaptado).

De acordo com o texto, as transformações de energia que ocorrem durante o funcionamento domotor são decorrentes de aa) liberação de calor dentro do motor ser impossível.b) realização de trabalho pelo motor ser incontrolável.c) conversão integral de calor em trabalho ser impossível.d) transformação de energia térmica em cinética ser impossível.e) utilização de energia potencial do combustível ser incontrolável.

17

A Segunda Lei da Termodinâmica impõe uma restrição ao rendimento de uma máquinatérmica ao afirmar que é impossível converter calor em trabalho com rendimento de 100 %.Logo, para qualquer máquina, h < 100 %.Vale observar que num Ciclo de Carnot o rendimento é maximizado mas, mesmo assim, inferior a100 %.

2011

Resolução

A

No manual fornecido pelo fabricante de uma ducha elétrica de 220 V é apresentado umgráfico com a variação da temperatura da água em função da vazão para três condições(morno, quente e superquente). Na condição superquente, a potência dissipada é de 6.500W. Considere o calor específico da água igual a 4.200 J/(kg oC) e densidade da água igual a1 kg/L. Com base nas informações dadas, a potência na condição morno corresponde aque fração da potência na condição superquente?a) 1/3 b) 1/5 c) 3/5 d) 3/8 e) 5/8

182017A

E QP

t t

m c T

t

d V c T

t

M M M

S S S

P d Z c T

P d Z c T

d Z c T

M M

S S

Z T

Z T

M

S

P 3 12

P 3 32

12

32

3

8

Resolução

O aproveitamento da luz solar como fonte de energia renovável tem aumentadosignificativamente nos últimos anos. Uma das aplicações é o aquecimento de água (ρágua =1 kg/L) para uso residencial. Em um local, a intensidade da radiação solar efetivamentecaptada por um painel solar com área de 1 m² é de 0,03 kW/m². O valor do calor específicoda água é igual 4,2 kJ/(kg oC). Nessa situação, em quanto tempo é possível aquecer 1 litrode água de 20 oC até 70 oC?a) 490 sb) 2.800 sc) 6.300 sd) 7.000 se) 9.800 s

19A

E QP

t t

Resolução

2017 2a

Q

tP

m c T

P

3

2 3

1 4,20 10 50

3 10 10

3210 10

30 37 10 s

O quadro oferece os coeficientes de dilatação linear de alguns metais e ligas metálicas:

20A

Resolução

2012 2a

Para permitir a ocorrência do fato observado na tirinha, a partir do menor aquecimento do conjunto, o parafuso e a porca devem ser feitos, respectivamente, dea) aço e níquel b) alumínio e chumbo. c) platina e chumbo.d) ouro e Iatão. e) cobre e bronze.

O parafuso vai por dentro e a porca por fora. Logo, o parafuso deve ter menor a e aporca maior a.

E, quanto maior a diferença dos coeficientes de dilatação térmica a do material doparafuso e do material da porca, menor será o aquecimento necessário para soltar as peças.

Para a proteção contra curtos-circuitos em residências são utilizados disjuntores,compostos por duas lâminas de metais diferentes, com suas superfícies soldadas uma àoutra, ou seja, uma lâmina bimetálica. Essa lâmina toca o contato elétrico, fechando ocircuito e deixando a corrente elétrica passar. Quando da passagem de uma correntesuperior à estipulada (limite), a lâmina se curva para um dos lados, afastando-se docontato elétrico e, assim, interrompendo o circuito. Isso ocorre porque os metais da lâminapossuem uma característica física cuja resposta é diferente para a mesma corrente elétricaque passa no circuito. A característica física que deve ser observada para a escolha dosdois metais dessa lâmina bimetálica é o coeficiente dea) dureza.b) elasticidade.c) dilatação térmica.d) compressibilidade.e) condutividade elétrica.

21A

Resolução

2014 2a

A lâmina com maior coeficiente de dilatação a, ao dilatar mais do que a outra lâmina,força a peça a curvar-se, ficando por fora, desfazendo o contato elétrico.

Uma pessoa abre sua geladeira, verifica o que há dentro e depois fecha a porta dessageladeira. Em seguida, ela tenta abrir a geladeira novamente, mas só consegue fazer issodepois de exercer uma força mais intensa do que a habitual. A dificuldade extra parareabrir a geladeira ocorre porque o(a)a) volume de ar dentro da geladeira diminuiu.b) motor da geladeira está funcionando com potência máxima.c) força exercida pelo ímã fixado na porta da geladeira aumenta.d) pressão no interior da geladeira está abaixo da pressão externa.e) temperatura no interior da geladeira é inferior ao valor existente antes de ela seraberta.

22A 2015

Resolução O volume interno da geladeira é constante. O ar aprisionado no interior da geladeira,aqui aproximado para um gás ideal, sofre redução de temperatura à volume constante. Pela LeiGeral dos Gases, teremos:

f fi i

i f

p Vp V

T T

fi

i f

pp

T T

Como Tf < Ti, então pf < pi, ou seja, a pressão do ar no interior da geladeira diminui. Por conta dadiferença de pressão entre o exterior e o interior, surge uma força de fora para dentroempurrando a porta da geladeira, dificultando a sua abertura.

O motor de combustão interna, utilizado notransporte de pessoas e cargas, é uma máquinatérmica cujo ciclo consiste em quatro etapas:admissão, compressão, explosão/expansão e escape.Essas etapas estão representadas no diagrama dapressão em função do volume. Nos motores agasolina, a mistura ar/combustível entra emcombustão por uma centelha elétrica. Para o motordescrito, em qual ponto do ciclo éproduzida a centelha elétrica?a) A b) B c) C d) D e) E

23A 2016

Resolução A centelha elétrica faz o gás comprimido explodir. A explosão provoca súbitoaumento de pressão. No gráfico, tal comportamento é observado no ponto C.

ÓPTICA GEOMÉTRICA

Os espelhos retrovisores, que deveriam auxiliar os motoristas na hora de estacionar ou mudar de pista,muitas vezes causam problemas. É que o espelho retrovisor do lado direito, em alguns modelos,distorce a imagem, dando a impressão de que o veículo está a uma distância maior do que a real. Estetipo de espelho, chamado convexo, é utilizado com o objetivo de ampliar o campo visual do motorista,já que no Brasil se adota a direção do lado esquerdo e, assim, o espelho da direita fica muito maisdistante dos olhos do condutor.

Disponível em: http://noticias.vrum.com.br. Acesso em: 3 nov. 2010 (adaptado).

Sabe-se que, em um espelho convexo, a imagem formada está mais próxima do espelho do que esteestá do objeto, o que parece estar em conflito com a informação apresentada na reportagem. Essaaparente contradição é explicada pelo fato dea) a imagem projetada na retina do motorista ser menor do que o objeto.b) a velocidade do automóvel afetar a percepção da distância.c) o cérebro humano interpretar como distante uma imagem pequena.d) o espelho convexo ser capaz de aumentar o campo visual do motorista.e) o motorista perceber a luz vinda do espelho com a parte lateral do olho.

012010 2a

B

Os espelhos retrovisores, que deveriam auxiliar os motoristas na hora de estacionar ou mudar de pista,muitas vezes causam problemas. É que o espelho retrovisor do lado direito, em alguns modelos,distorce a imagem, dando a impressão de que o veículo está a uma distância maior do que a real. Estetipo de espelho, chamado convexo, é utilizado com o objetivo de ampliar o campo visual do motorista,já que no Brasil se adota a direção do lado esquerdo e, assim, o espelho da direita fica muito maisdistante dos olhos do condutor.

Disponível em: http://noticias.vrum.com.br. Acesso em: 3 nov. 2010 (adaptado).

Sabe-se que, em um espelho convexo, a imagem formada está mais próxima do espelho do que esteestá do objeto, o que parece estar em conflito com a informação apresentada na reportagem. Essaaparente contradição é explicada pelo fato dea) a imagem projetada na retina do motorista ser menor do que o objeto.b) a velocidade do automóvel afetar a percepção da distância.c) o cérebro humano interpretar como distante uma imagem pequena.d) o espelho convexo ser capaz de aumentar o campo visual do motorista.e) o motorista perceber a luz vinda do espelho com a parte lateral do olho.

012010 2a

Espelhos retrovisores formam imagens sempre virtuais, direitas e menores do que o objeto. Issoconfunde o cérebro acostumado com a ideia de que quanto “mais longe, menor nos parece”. Aover uma imagem reduzida, o cérebro “entende” que o objeto está mais distante.

Resolução

B

Uma proposta de dispositivo capaz de indicar a qualidade da gasolina vendida em postos e,consequentemente, evitar fraudes, poderia utilizar o conceito de refração luminosa. Nessesentido, a gasolina não adulterada, na temperatura ambiente, apresenta razão entre ossenos dos raios incidente e refratado igual a 1,4. Desse modo, fazendo incidir o feixe de luzproveniente do ar com um ângulo fixo e maior que zero, qualquer modificação no ângulodo feixe refratado indicará adulteração no combustível. Em uma fiscalização rotineira, oteste apresentou o valor de 1,9. Qual foi o comportamento do raio refratado?a) Mudou de sentido.b) Sofreu reflexão total.c) Atingiu o valor do ângulo limite.d) Direcionou-se para a superfície de separação.e) Aproximou-se da normal à superfície de separação.

022014B

Uma proposta de dispositivo capaz de indicar a qualidade da gasolina vendida em postos e,consequentemente, evitar fraudes, poderia utilizar o conceito de refração luminosa. Nessesentido, a gasolina não adulterada, na temperatura ambiente, apresenta razão entre ossenos dos raios incidente e refratado igual a 1,4. Desse modo, fazendo incidir o feixe de luzproveniente do ar com um ângulo fixo e maior que zero, qualquer modificação no ângulodo feixe refratado indicará adulteração no combustível. Em uma fiscalização rotineira, oteste apresentou o valor de 1,9. Qual foi o comportamento do raio refratado?a) Mudou de sentido.b) Sofreu reflexão total.c) Atingiu o valor do ângulo limite.d) Direcionou-se para a superfície de separação.e) Aproximou-se da normal à superfície de separação.

022014

Pela Lei de Snell-Descartes: ar gasn .seni n .senr gas1.seni n .senr

gas

senin 1,4

senrLogo, para a gasolina não adulterada:

A gasolina não adulterada é mais refringente que o ar. Logo, quando o raio de luz passa do arpara a gasolina, aproxima-se da normal. Se o índice de refração for aumentando de 1,4 para 1,9pela adulteração da gasolina, o raio de luz sofrerá maior desvio, ou seja, vai se aproximar aindamais da normal.

Resolução

B

Um grupo de cientistas liderado por pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia(Caltech), nos Estados Unidos, construiu o primeiro metamaterial que apresenta valornegativo do índice de refração relativo para a luz visível. Denomina-se metamaterial ummaterial óptico artificial, tridimensional, formado por pequenas estruturas menores do queo comprimento de onda da luz, o que lhe dá propriedades e comportamentos que não sãoencontrados em materiais naturais. Esse material tem sido chamado de “canhoto”.

Disponível em: http://inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 28 abr. 2010 (adaptado).

Considerando o comportamento atípico desse metamaterial, qual é a figura querepresenta a refração da luz ao passar do ar para esse meio?

032010B

a) b) c) d) e)

Um grupo de cientistas liderado por pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia(Caltech), nos Estados Unidos, construiu o primeiro metamaterial que apresenta valornegativo do índice de refração relativo para a luz visível. Denomina-se metamaterial ummaterial óptico artificial, tridimensional, formado por pequenas estruturas menores do queo comprimento de onda da luz, o que lhe dá propriedades e comportamentos que não sãoencontrados em materiais naturais. Esse material tem sido chamado de “canhoto”.

Disponível em: http://inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 28 abr. 2010 (adaptado).

Considerando o comportamento atípico desse metamaterial, qual é a figura querepresenta a refração da luz ao passar do ar para esse meio?

032010

Num material convencional, o raio refratado está no meio oposto ao meio deincidência e sempre no quadrante diagonal, como mostra a figura “c”.Num metamaterial, material “canhoto”, o raio também refrata, ou seja, atravessa parao outro meio. Mas não vai para o quadrante oposto e sim para o quadrante ao ladodaquele em que se encontra o raio incidente, como em “d”.

Resolução

B

a) b) c) d) e)

Alguns povos indígenas ainda preservam suas tradições realizando a pesca com lanças,demonstrando uma notável habilidade. Para fisgar um peixe em um lago com águas tranquilas oíndio deve mirar abaixo da posição em que enxerga o peixe. Ele deve proceder dessa formaporque os raios de luza) refletidos pelo peixe não descrevem uma trajetória retilínea no interior da água.b) emitidos pelos olhos do índio desviam sua trajetória quando passam do ar para a água.c) espalhados pelo peixe são refletidos pela superfície da água.d) emitidos pelos olhos do índio são espalhados pela superfície da água.e) refletidos pelo peixe desviam sua trajetória quando passam da água para o ar.

042012B

Alguns povos indígenas ainda preservam suas tradições realizando a pesca com lanças,demonstrando uma notável habilidade. Para fisgar um peixe em um lago com águas tranquilas oíndio deve mirar abaixo da posição em que enxerga o peixe. Ele deve proceder dessa formaporque os raios de luza) refletidos pelo peixe não descrevem uma trajetória retilínea no interior da água.b) emitidos pelos olhos do índio desviam sua trajetória quando passam do ar para a água.c) espalhados pelo peixe são refletidos pela superfície da água.d) emitidos pelos olhos do índio são espalhados pela superfície da água.e) refletidos pelo peixe desviam sua trajetória quando passam da água para o ar.

042012

A figura abaixo mostra a situação em que a luz que ilumina o peixe (objeto) e por ele érefletida sofre refração, ou seja, passa da água (mais refringente) para o ar (menos refringente),afastando -se da direção normal. A imagem se forma mais perto da superfície da água.

Resolução

B

2012PPL

Em um experimento, coloca–se glicerina dentro de um tubo de vidro liso. Em seguida, parte do tubo é colocada em um copo de vidro que contém glicerina e a parte do tubo imersa fica invisível.Esse fenômeno ocorre porque aa) intensidade da luz é praticamente constante no vidro.b) parcela de luz refletida pelo vidro é praticamente nula.c) luz que incide no copo não é transmitida para o tubo de vidro.d) velocidade da luz é a mesma no vidro e na glicerina.e) trajetória da luz é alterada quando ela passa da glicerina para o vidro.

B

05

2012PPL

Em um experimento, coloca–se glicerina dentro de um tubo de vidro liso. Em seguida, parte do tubo é colocada em um copo de vidro que contém glicerina e a parte do tubo imersa fica invisível.Esse fenômeno ocorre porque aa) intensidade da luz é praticamente constante no vidro.b) parcela de luz refletida pelo vidro é praticamente nula.c) luz que incide no copo não é transmitida para o tubo de vidro.d) velocidade da luz é a mesma no vidro e na glicerina.e) trajetória da luz é alterada quando ela passa da glicerina para o vidro.

O vidro e a glicerina apresentam índice de refração muito parecidos. Logo, para a luz,vidro e glicerina funcionam na prática como se fossem um só meio. Assim, quando a luz refratapassando do vidro para a glicerina ou da glicerina para o vidro, não sofre desvio. Desta forma nãotemos como saber onde acaba um material e começa outro, provocando a ilusão de que a partesubmersa do tubo fica invisível.

Resolução

B

05

A fotografia feita sob luz polarizada é usada pordermatologistas para diagnósticos. Isso permite verdetalhes da superfície da pele que não são visíveis com oreflexo da luz branca comum. Para se obter luz polarizada,pode-se utilizar a luz transmitida por um polaroide ou a luzrefletida por uma superfície na condição de Brewster,como mostra a figura. Nessa situação, o feixe da luzrefratada forma um ângulo de 90º com o feixe da luzrefletida, fenômeno conhecido como Lei de Brewster.Nesse caso, o ângulo da incidência qp, também chamadode ângulo de polarização, e o ângulo de refração qr estãoem conformidade com a Lei de Snell. Considere um feixe

062015 PPL

B

a) b) c) d) e)

A fotografia feita sob luz polarizada é usada pordermatologistas para diagnósticos. Isso permite verdetalhes da superfície da pele que não são visíveis com oreflexo da luz branca comum. Para se obter luz polarizada,pode-se utilizar a luz transmitida por um polaroide ou a luzrefletida por uma superfície na condição de Brewster,como mostra a figura. Nessa situação, o feixe da luzrefratada forma um ângulo de 90º com o feixe da luzrefletida, fenômeno conhecido como Lei de Brewster.Nesse caso, o ângulo da incidência qp, também chamadode ângulo de polarização, e o ângulo de refração qr estãoem conformidade com a Lei de Snell. Considere um feixe

062015 PPL

Resolução

B

de luz não polarizada proveniente de um meio com índice de refração igual a 1, que incide sobre umalâmina e faz um ângulo de refração qr de 30o. Nessa situação, qual deve ser o índice de refração dalâmina para que o feixe refletido seja polarizado?

q q meio p Lâmina rn .sen n .sen

33

32

1

2

3

2

30o

60o

30o

60o

o o

Lâmina1.sen60 n .sen30 Lâmina

3 11. n .2 2

Lâminan 3

As miragens existem e podem induzir à percepção de que há água onde não existe. Elas sãoa manifestação de um fenômeno óptico que ocorre na atmosfera.

Disponível em: www.invivo.fiocruz.br. Acesso em: 29 fev. 2012.

Esse fenômeno óptico é consequência daa) refração da luz nas camadas de ar próximas do chão quente.b) reflexão da luz ao incidir no solo quente.c) reflexão difusa da luz na superfície rugosa.d) dispersão da luz nas camadas de ar próximas do chão quente.e) difração da luz nas camadas de ar próximas do chão quente.

2014 PPL

07B

As miragens existem e podem induzir à percepção de que há água onde não existe. Elas sãoa manifestação de um fenômeno óptico que ocorre na atmosfera.

Disponível em: www.invivo.fiocruz.br. Acesso em: 29 fev. 2012.

Esse fenômeno óptico é consequência daa) refração da luz nas camadas de ar próximas do chão quente.b) reflexão da luz ao incidir no solo quente.c) reflexão difusa da luz na superfície rugosa.d) dispersão da luz nas camadas de ar próximas do chão quente.e) difração da luz nas camadas de ar próximas do chão quente.

2014 PPL

Resolução

07B

A figura ilustra uma situação em que dois raios deluz que partem de um mesmo objeto(automóvel) chegam aos olhos do observador. Oraio 1 chega por incidência direta e o raio 2 chegaao observador após reflexão total nas camadasde ar próximas do chão quente. A reflexão criauma imagem invertida do objeto, como se nopiso existisse uma poça d´água, criando o efeitomiragem.

A banda larga brasileira é lenta. No Japão já existem redes de fibras ópticas, que permitemacessos à internet com velocidade de 1 gigabit por segundo (Gbps), o suficiente parabaixar em um minuto, por exemplo, 80 filmes. No Brasil a maioria das conexões ainda é de1 megabit por segundo (Mbps), ou seja, menos de um milésimo dos acessos mais rápidosdo Japão. A fibra óptica é composta basicamente de um material dielétrico (sílica ouplástico), segundo uma estrutura cilíndrica, transparente e flexível. Ela é formada de umaregião central envolta por uma camada, também de material dielétrico, com índice derefração diferente ao do núcleo. A transmissão em uma fibra óptica acontecerá de formacorreta se o índice de refração do núcleo, em relação ao revestimento, fora) superior e ocorrer difração.b) superior e ocorrer reflexão interna total.c) inferior e ocorrer reflexão interna parcial.d) inferior e ocorrer interferência destrutiva.e) inferior e ocorrer interferência construtiva.

2013 PPLB

08

A banda larga brasileira é lenta. No Japão já existem redes de fibras ópticas, que permitemacessos à internet com velocidade de 1 gigabit por segundo (Gbps), o suficiente parabaixar em um minuto, por exemplo, 80 filmes. No Brasil a maioria das conexões ainda é de1 megabit por segundo (Mbps), ou seja, menos de um milésimo dos acessos mais rápidosdo Japão. A fibra óptica é composta basicamente de um material dielétrico (sílica ouplástico), segundo uma estrutura cilíndrica, transparente e flexível. Ela é formada de umaregião central envolta por uma camada, também de material dielétrico, com índice derefração diferente ao do núcleo. A transmissão em uma fibra óptica acontecerá de formacorreta se o índice de refração do núcleo, em relação ao revestimento, fora) superior e ocorrer difração.b) superior e ocorrer reflexão interna total.c) inferior e ocorrer reflexão interna parcial.d) inferior e ocorrer interferência destrutiva.e) inferior e ocorrer interferência construtiva.

2013 PPLB

08

Resolução Condições para ocorrência da Reflexão Interna Total:•Ângulo de incidência maior do que o ângulo limite: i > L•O raio de luz ir do meio mais para o meio menos refringente. No caso da fibra, do meio mais refringente (núcleo) para o menos refringente (camada externa ou casca).

Para que uma substância seja colorida ela deve absorver luzna região do visível. Quando uma amostra absorve luz visível,a cor que percebemos é a soma das cores restantes que sãorefletidas ou transmitidas pelo objeto. A Figura 1 mostra oespectro de absorção para uma substância e é possívelobservar que há um comprimento de onda em que aintensidade de absorção é máxima. Um observador podeprever a cor dessa substância pelo uso da roda de cores(Figura 2): o comprimento de onda correspondente à cor doobjeto é encontrado no lado oposto ao comprimento de ondada absorção máxima. Qual a cor da substância que deuorigem ao espectro da Figura 1?a) Azul b) Verde c) Violeta d) Laranja e) Vermelho

092011B

Para que uma substância seja colorida ela deve absorver luzna região do visível. Quando uma amostra absorve luz visível,a cor que percebemos é a soma das cores restantes que sãorefletidas ou transmitidas pelo objeto. A Figura 1 mostra oespectro de absorção para uma substância e é possívelobservar que há um comprimento de onda em que aintensidade de absorção é máxima. Um observador podeprever a cor dessa substância pelo uso da roda de cores(Figura 2): o comprimento de onda correspondente à cor doobjeto é encontrado no lado oposto ao comprimento de ondada absorção máxima. Qual a cor da substância que deuorigem ao espectro da Figura 1?a) Azul b) Verde c) Violeta d) Laranja e) Vermelho

092011

•Na figura 1 constatamos que a máxima absorção ocorrepara 500 nm;•Na figura 2, roda de cores, descobrimos que 500 nmcorresponde à cor verde;•A cor oposta ao verde na roda de cores é o vermelho.

Resolução

B

A figura abaixo mostra um eclipse solar no instanteem que é fotografado em cinco diferentes pontos doplaneta.

102000

Três dessas fotografias estão reproduzidas abaixo.

As fotos poderiam corresponder, respectivamente, aos pontos:a) III, V e II b) II, III e V c) II, IV e III d) I, II e III e) I, II e V

B

A figura abaixo mostra um eclipse solar no instanteem que é fotografado em cinco diferentes pontos doplaneta.

102000

Três dessas fotografias estão reproduzidas abaixo.

As fotos poderiam corresponder, respectivamente, aos pontos:a) III, V e II b) II, III e V c) II, IV e III d) I, II e III e) I, II e V

Onde o cone de sombra (ou umbra) da Lua toca a Terra temos um eclipse total. Aprimeira foto mostra o disco solar quase que totalmente encoberto, ou seja, quase um eclipsetotal. Logo, ela deve ter sido feita de um ponto bem próximo da região de eclipse total. Pelaprimeira figura, a primeira foto corresponde à posição III. Como só tem uma alternativa quecomeça com III, a resposta é A.

Resolução

B

As duas fotografias mostram um homem quepossui uma ametropia (ou defeito de visão).Numa das fotos ele aparece sem óculos e naoutra com os óculos que corrigem plenamente oseu defeito de visão.

11proposto

São feitas as afirmações:I) As lentes corretivas são divergentes.II) As lentes corretivas, feitas de material mais refringente do que o ar, podem ser do tipocôncavo-convexa.III) O homem das fotos pode ter hipermetropia ou presbiopia também conhecida como vistacansada.Dentre as afirmações dadas, pode-se dizer que está(ão) correta(s) apenas:a) I b) I e II c) II d) II e III e) III

B

As duas fotografias mostram um homem quepossui uma ametropia (ou defeito de visão).Numa das fotos ele aparece sem óculos e naoutra com os óculos que corrigem plenamente oseu defeito de visão.

11proposto

São feitas as afirmações:I) As lentes corretivas são divergentes.II) As lentes corretivas, feitas de material mais refringente do que o ar, podem ser do tipocôncavo-convexa.III) O homem das fotos pode ter hipermetropia ou presbiopia também conhecida como vistacansada.Dentre as afirmações dadas, pode-se dizer que está(ão) correta(s) apenas:a) I b) I e II c) II d) II e III e) III

I) Incorreta. As lentes produzem imagens ampliadas do olho do homem, o que caracteriza que funcionam como lupa, ou seja, são convergentes.

Resolução

II) Correta. Lente de material mais refringente que o meio externo é convergente se for de bordas finas, ou seja, se for uma lente “convexa” (biconvexa, plano-convexa ou côncavo-convexa).

III) Correta. Lentes convergentes corrigem hipermetropia e presbiopia.

B

Um estudante encontrou numa gaveta de sua casa um par delentes usadas que pertenceram aos óculos do seu avô.Utilizando uma pequena lanterna como objeto, conseguiuprojetar diferentes imagens numa parede do seu quartoescurecido. Para tanto, variou a distância entre a lanterna e alente (do) e foi ajustando a distância entre a lente e a parede (di)até que as imagens ficassem bem nítidas. Cuidadoso, anotou asmedidas numa tabela aqui reproduzida onde também aparecem

12proposto

do (cm) di (cm) imagem

300,0 21,4 reduzida

150,0 23,1 reduzida

50,0 33,3 reduzida

40,0 40,0 mesmo tamanho

30,0 60,0 ampliada

20,0 ? sumiu

10,0 ? sumiu

5,0 ? sumiu

informações sobre o tamanho da imagem observada. Usando o que ele aprendeu sobre lentes na escola, o estudante descobriu que as lentes do avô tinham:a) -5 “graus” b) + 5 “graus” c) – 20 “graus” d) + 20 “graus” e) + 1,75 “graus”

B

Um estudante encontrou numa gaveta de sua casa um par delentes usadas que pertenceram aos óculos do seu avô.Utilizando uma pequena lanterna como objeto, conseguiuprojetar diferentes imagens numa parede do seu quartoescurecido. Para tanto, variou a distância entre a lanterna e alente (do) e foi ajustando a distância entre a lente e a parede (di)até que as imagens ficassem bem nítidas. Cuidadoso, anotou asmedidas numa tabela aqui reproduzida onde também aparecem

12proposto

do (cm) di (cm) imagem

300,0 21,4 reduzida

150,0 23,1 reduzida

50,0 33,3 reduzida

40,0 40,0 mesmo tamanho

30,0 60,0 ampliada

20,0 ? sumiu

10,0 ? sumiu

5,0 ? sumiu

informações sobre o tamanho da imagem observada. Usando o que ele aprendeu sobre lentes na escola, o estudante descobriu que as lentes do avô tinham:a) -5 “graus” b) + 5 “graus” c) – 20 “graus” d) + 20 “graus” e) + 1,75 “graus”

1 1 1

C 5 dif 20 cm 0,2 m

A lente forma imagens que podem ser projetadas. Logo, são imagens reais. Só lentesconvergente formam imagens reais. Logo, as lentes devem ter “graus” positivos.

Observando a tabela notamos que do = 40 cm = di. Sabemos que isso acontece quando o objeto

encontra-se sobre Ao e a imagem sobre Ai (com mesmo tamanho do objeto) Logo, f = 40/2 = 20 cm,valor confirmado pela tabela porque para do = f = 20 cm a imagem “some”, ou seja, o objeto estásobre o foco e a imagem é imprópria (foi para o infinito). Daí para frente, para do < f, a imagem serávirtual e não poderá mais ser projetada. Para o aluno a imagem, de fato, sumiu.

Cálculo da convergência da lente:

Resolução

B

A ONU decretou que em 2015 será comemorado oIYL - Ano Internacional da Luz, chamando aatenção da humanidade para a importância da luze das tecnologias ligadas à ela. Antecipando ascomemorações, o prêmio Nobel de Física 2014 foidado para três pesquisadores japoneses quecriaram o LED azul, muito importante na produção

13proposto

de luz semelhante à luz solar natural ou luz branca. A vantagem do LED sobre outras fontes de luzé a eficiência. O LED é capaz de entregar bastante energia na forma de luz a partir de um menorconsumo de energia. A figura anexa, original do site nobelprize.org e traduzida pelo blog “Física naVeia!”, compara a quantidade de luz “entregue” em lm (lumens) por W (watt) de potênciaconsumida para quatro diferentes fontes de luz. São feitas as afirmações:I) A luz branca é composta por uma mistura de radiação eletromagnética de todas as coresvisíveis, do vermelho ao violeta.II) A lâmpada incandescente aquece bastante, dissipando muita energia na emissão deradiação ultravioleta.III) Uma lâmpada LED consome apenas 1 J a cada segundo para entregar um fluxo luminosode 300 lumens. Uma lâmpada incandescente, para entregar o mesmo fluxo luminoso,deveria consumir, a cada segundo, 18,75 J de energia elétrica..Dentre as armações dadas, pode-se dizer que está(ão) correta(s) apenas:a) I b) I e III c) II d) II e III e) III

B

A ONU decretou que em 2015 será comemorado oIYL - Ano Internacional da Luz, chamando aatenção da humanidade para a importância da luze das tecnologias ligadas à ela. Antecipando ascomemorações, o prêmio Nobel de Física 2014 foidado para três pesquisadores japoneses quecriaram o LED azul, muito importante na emissão

13proposto

de luz semelhante à luz solar natural ou luz branca. A vantagem do LED sobre outras fontes de luzé a eficiência. O LED é capaz de entregar bastante energia na forma de luz a partir de um menorconsumo de energia. A figura anexa, original do prêmio Nobel de Física e traduzida pelo blog“Física na Veia!”, compara a quantidade de luz “entregue” em lm (lumens) por W (watt) depotência consumida para quatro diferentes fontes de luz. São feitas as afirmações:I) A luz branca é composta por uma mistura de radiação eletromagnética de todas as coresvisíveis, do vermelho ao violeta.II) A lâmpada incandescente não é eficiente pois aquece bastante, dissipando muita energiana emissão de radiação ultravioleta.III) Uma lâmpada LED consome apenas 1 J a cada segundo para entregar um fluxo luminosode 300 lumens. Uma lâmpada incandescente, para entregar o mesmo fluxo luminoso,deveria consumir, a cada segundo, 18,75 J de energia elétrica.Dentre as afirmações dadas, pode-se dizer que está(ão) correta(s) apenas:a) I b) I e III c) II d) II e III e) III

I) Correta. Essa é a própria definição de luzbranca.

II) Incorreta. A lâmpada incandescente dissipamuita energia na forma de calor pela emissão nafaixa do infravermelho e não do ultravioleta.

III) Correta. A lâmpada LED tem um fluxo luminoso de 300 lm para cada W, ou seja, para cada 1 Jconsumido a cada 1 segundo. A lâmpada incandescente fornece apenas 16 lm para cada Jconsumido por segundo. 300/16 = 18,75. Para entregar 300 lm a lâmpada incandescente iriaconsumir 18,75 vezes mais energia, ou seja, 18,75 J a cada segundo.

Resolução

B

Se fizermos uma analogia entre a ilustração e o olho humano, o tecido corresponde ao(à)a) íris. b) retina. c) pupila. d) córnea. e) cristalino.

Entre os anos de 1028 e 1038, Alhazen (Ibn al-Haytham; 965-1040 d.C.) escreveu sua principalobra, o Livro da Óptica, que, com base emexperimentos, explicava o funcionamento da visãoe outros aspectos da ótica, por exemplo, ofuncionamento da câmara escura. O livro foitraduzido e incorporado aos conhecimentoscientíficos ocidentais pelos europeus. Na figura,retirada dessa obra, é representada a imageminvertida de edificações em um tecido utilizadocomo anteparo.

142015B

ZEWAIL, A. H. Micrographia ofthe twenty-first century:from camera obscura to 4D microscopy. PhilosophicalTransactions of the Royal Society A,v. 368, 2010(adaptado).

Se fizermos uma analogia entre a ilustração e o olho humano, o tecido corresponde ao(à)a) íris. b) retina. c) pupila. d) córnea. e) cristalino.

Entre os anos de 1028 e 1038, Alhazen (Ibn al-Haytham; 965-1040 d.C.) escreveu sua principalobra, o Livro da Óptica, que, com base emexperimentos, explicava o funcionamento da visãoe outros aspectos da ótica, por exemplo, ofuncionamento da câmara escura. O livro foitraduzido e incorporado aos conhecimentoscientíficos ocidentais pelos europeus. Na figura,retirada dessa obra, é representada a imageminvertida de edificações em um tecido utilizadocomo anteparo.

142015

O tecido funciona como tela onde uma imagem real invertida, formada pelo recintoque funciona como uma câmara escura, é projetada. No olho humano é a retina quem faz o papelde tela de projeção.

Resolução

B

ZEWAIL, A. H. Micrographia ofthe twenty-first century:from camera obscura to 4D microscopy. PhilosophicalTransactions of the Royal Society A,v. 368, 2010(adaptado).

O avanço tecnológico da medicina propicia o desenvolvimentode tratamento para diversas doenças, como as relacionadas àvisão. As correções que utilizam laser para o tratamento damiopia são consideradas seguras até 12 dioptrias, dependendoda espessura e curvatura da córnea. Para valores de dioptriasuperiores a esse, o implante de lentes intraoculares é maisindicado. Essas lentes, conhecidas como lentes fácicas (LF), sãoimplantadas junto à córnea, antecedendo o cristalino (C), semque esse precise ser removido, formando a imagem corretasobre a retina (R). O comportamento de um feixe de luzincidindo no olho que possui um implante de lentes fácicaspara correção do problema de visão apresentado éesquematizado por

152015 2a

O olho míope tem excesso de convergência. Logo, a visão écorrigida diminuindo a convergência do olho com lentes fácicas(LF) divergentes, lentes que “abrem” o feixe paralelo incidente. E ocristalino (C) é uma lente convergente, que “fecha” o feixe de luzque o atravessa.

B

Resolução

Um experimento bastante interessante noensino de ciências da natureza constitui emescrever palavras em tamanho bem pequeno,quase ilegíveis a olho nu, em um pedaço depapel e cobri-lo com uma régua de materialtransparente. Em seguida, pinga-se uma gotad’agua sobre a régua na região da palavra,

162017 L

A face da gota d’água em contato com a régua fica plana. A outra face, por conta datensão superficial, fica arredondada.

Resolução

B

conforme mostrado na figura, que apresenta o resultado do experimento. A gota adquire o formato de uma lente e permite ler a palavra de modo mais fácil em razão do efeito de ampliação. Qual e o tipo de lente formada pela gota d’água no experimento descrito?a) Biconvexa.b) Bicôncava.c) Plano-convexa.d) Plano-côncava.e) Convexa-côncava.

É comum aos fotógrafos tirar fotos coloridas em ambientes iluminados por lâmpadasfluorescentes, que contêm uma forte composição de luz verde. A consequência desse fatona fotografia é que todos os objetos claros, principalmente os brancos, aparecerãoesverdeados. Para equilibrar as cores, deve-se usar um filtro adequado para diminuir aintensidade da luz verde que chega aos sensores da câmera fotográfica. Na escolha dessefiltro, utiliza-se o conhecimento da composição das cores-luz primárias: vermelho, verde eazul; e das cores-luz secundárias: amarelo = vermelho + verde, ciano = verde + azul emagenta = vermelho + azul. Disponível em: <http://nautilus.fis.uc.pt>.Acesso em: 20 maio 2014. Adaptado.

Na situação descrita, qual deve ser o filtro utilizado para que a fotografia apresente ascores naturais dos objetos?a) Ciano. b) Verde. c) Amarelo. d) Magenta. e) Vermelho.

172014

O filtro mais indicado é aquele que não deixa passar o verde que está presente emexcesso no ambiente. Logo, é o filtro magenta que só deixa passar o vermelho e o azul e barra overde.

Resolução

B

RGB(aditivo)

OSCILAÇÕES E ONDAS

012015C

Para obter a posição de um telefone celular, a polícia baseia-seem informações do tempo de resposta do aparelho em relaçãoàs torres de celular da região de onde se originou a ligação. Emuma região, um aparelho está na área de cobertura de cincotorres, conforme o esquema. Para obter a posição de umtelefone celular, a polícia baseia-se em informações do tempode resposta do aparelho em relação às torres de celular daregião de onde se originou a ligação. Em uma região, umaparelho está na área de cobertura de cinco torres, conforme oesquema. Considerando que as torres e o celular sãopuntiformes e que estão sobre um mesmo plano, qual onúmero mínimo de torres necessárias para se localizar aposição do telefone celular que originou a ligação?a) Uma. b) Duas c) Três. d) Quatro. e) Cinco.

012015C

Para obter a posição de um telefone celular, a polícia baseia-seem informações do tempo de resposta do aparelho em relaçãoàs torres de celular da região de onde se originou a ligação. Emuma região, um aparelho está na área de cobertura de cincotorres, conforme o esquema. Para obter a posição de umtelefone celular, a polícia baseia-se em informações do tempode resposta do aparelho em relação às torres de celular daregião de onde se originou a ligação. Em uma região, umaparelho está na área de cobertura de cinco torres, conforme oesquema. Considerando que as torres e o celular sãopuntiformes e que estão sobre um mesmo plano, qual onúmero mínimo de torres necessárias para se localizar aposição do telefone celular que originou a ligação?

Resolução

Com 1 antena o celular pode estar em infinitos pontos de

uma circunferência.

Com 2 antenas o celular pode estar em dois pontos que são as intersecções de

duas circunferências.

São necessárias 3 antenas para determinar a

posição (única) real do celular. Esse

ponto é a intersecção das três

circunferências.

a) Uma. b) Duas c) Três. d) Quatro. e) Cinco.

As ondas eletromagnéticas, como a luz visível e as ondas de rádio, viajam em linha reta em ummeio homogêneo. Então, as ondas de rádio emitidas na região litorânea do Brasil nãoalcançariam a região amazônica do Brasil por causa da curvatura da Terra. Entretanto sabemosque é possível transmitir ondas de rádio entre essas localidades devido à ionosfera. Com a ajudada ionosfera, a transmissão de ondas planas entre o litoral do Brasil e a região amazônica épossível por meio daa) reflexãob) refraçãoc) difraçãod) polarizaçãoe) interferência

022010C

As ondas eletromagnéticas, como a luz visível e as ondas de rádio, viajam em linha reta em ummeio homogêneo. Então, as ondas de rádio emitidas na região litorânea do Brasil nãoalcançariam a região amazônica do Brasil por causa da curvatura da Terra. Entretanto sabemosque é possível transmitir ondas de rádio entre essas localidades devido à ionosfera. Com a ajudada ionosfera, a transmissão de ondas planas entre o litoral do Brasil e a região amazônica épossível por meio daa) reflexãob) refraçãoc) difraçãod) polarizaçãoe) interferência

022010

A ionosfera funciona como um “espelho” que refleteas ondas de volta para a Terra. Dessa forma. é possível “driblar” acurvatura do planeta e fazer as ondas emitidas numa regiãolitorânea chegarem na região amazônica.

Resolução

C

O processo de interpretação de imagens capturadaspor sensores instalados a bordo de satélites queimageiam determinadas faixas ou bandas do espectrode radiação eletromagnética (REM) baseiam-se nainteração dessa radiação com os objetos presentessobre a superfície terrestre. Uma das formas de avaliaressa interação é por meio da quantidade de energiarefletida pelos objetos. A relação entre a refletância deum dado objeto e o comprimento de onda da REM éconhecida como curva de comportamento espectral ouassinatura espectral do objeto, como mostrado nafigura, para objetos comuns na superfície terrestre. Deacordo com as curvas de assinatura espectralapresentadas na figura, para que se obtenha a melhordiscriminação dos alvos mostrados, convém selecionar

032011

a banda correspondente a que comprimento de onda em micrometros (mm)?a) 0,4 a 0,5 b) 0,5 a 0,6 c) 0,6 a 0,7 d) 0,7 a 0,8 e) 0,8 a 0,9

C

O processo de interpretação de imagens capturadaspor sensores instalados a bordo de satélites queimageiam determinadas faixas ou bandas do espectrode radiação eletromagnética (REM) baseiam-se nainteração dessa radiação com os objetos presentessobre a superfície terrestre. Uma das formas de avaliaressa interação é por meio da quantidade de energiarefletida pelos objetos. A relação entre a refletância deum dado objeto e o comprimento de onda da REM éconhecida como curva de comportamento espectral ouassinatura espectral do objeto, como mostrado nafigura, para objetos comuns na superfície terrestre. Deacordo com as curvas de assinatura espectralapresentadas na figura, para que se obtenha a melhordiscriminação dos alvos mostrados, convém selecionar

032011

a banda correspondente a que comprimento de onda em micrometros (mm)?a) 0,4 a 0,5 b) 0,5 a 0,6 c) 0,6 a 0,7 d) 0,7 a 0,8 e) 0,8 a 0,9

A melhor distinção dos alvos na imagem se dá na banda de comprimentos de onda em que asporcentagens de refletância apresentem valores bem diferentes. Assim, diferentes alvos vão aparecerem diferentes tons na imagem registrada sendo mais clara a imagem dos alvos que melhor refletem aradiação eletromagnética e mais escuros os alvos que menos refletem a mesma radiação. Pelo gráfico, abanda que vai gerar uma imagem com os alvos bem diferenciados é entre 0,8 mm e 0,9 mm.

Resolução

C

O progresso da tecnologia introduziu diversos artefatos geradores de campos eletromagnéticos.Uma das mais empregadas invenções nessa área são os telefones celulares e smartphones. Astecnologias de transmissão de celular atualmente em uso no Brasil contemplam dois sistemas. Oprimeiro deles é operado entre as frequências de 800 MHz e 900 MHz e constitui os chamadossistemas TDMA/CDMA. Já a tecnologia GSM, ocupa a frequência de 1.800 MHz. Considerandoque a intensidade de transmissão e o nível de recepção “celular” sejam os mesmos para astecnologias de transmissão TDMA/CDMA ou GSM, se um engenheiro tiver de escolher entre asduas tecnologias para obter a mesma cobertura, levando em consideração apenas o número deantenas em uma região, ele deverá escolher:a) a tecnologia GSM, pois é a que opera com ondas de maior comprimento de onda.b) a tecnologia TDMA/CDMA, pois é a que apresenta Efeito Doppler mais pronunciado.c) a tecnologia GSM, pois é a que utiliza ondas que se propagam com maior velocidade.d) qualquer uma das duas, pois as diferenças nas frequências são compensadas pelas diferençasnos comprimentos de onda.e) qualquer uma das duas, pois nesse caso as intensidades decaem igualmente da mesmaforma, independentemente da frequência.

042009C

O progresso da tecnologia introduziu diversos artefatos geradores de campos eletromagnéticos.Uma das mais empregadas invenções nessa área são os telefones celulares e smartphones. Astecnologias de transmissão de celular atualmente em uso no Brasil contemplam dois sistemas. Oprimeiro deles é operado entre as frequências de 800 MHz e 900 MHz e constitui os chamadossistemas TDMA/CDMA. Já a tecnologia GSM, ocupa a frequência de 1.800 MHz. Considerandoque a intensidade de transmissão e o nível de recepção “celular” sejam os mesmos para astecnologias de transmissão TDMA/CDMA ou GSM, se um engenheiro tiver de escolher entre asduas tecnologias para obter a mesma cobertura, levando em consideração apenas o número deantenas em uma região, ele deverá escolher:a) a tecnologia GSM, pois é a que opera com ondas de maior comprimento de onda.b) a tecnologia TDMA/CDMA, pois é a que apresenta Efeito Doppler mais pronunciado.c) a tecnologia GSM, pois é a que utiliza ondas que se propagam com maior velocidade.d) qualquer uma das duas, pois as diferenças nas frequências são compensadas pelas diferençasnos comprimentos de onda.e) qualquer uma das duas, pois nesse caso as intensidades decaem igualmente da mesmaforma, independentemente da frequência.

042009

A intensidade I da onda emitida pelo celular obedece à “Lei do Inverso doQuadrado”: I = P/A, ou seja, I = P/4pr².Logo, a intensidade cai igualmente para as ondas emitidas em ambas as tecnologias.

Resolução

C

Ao diminuir o tamanho de um orifício atravessado por um feixede luz, passa menos luz por intervalo de tempo, e próximo dasituação de completo fechamento do orifício, verifica-se que aluz apresenta um comportamento como o ilustrado nas figuras.Sabe-se que o som, dentro de suas particularidades, tambémpode se comportar dessa forma. Em qual das situações a seguirestá representado o fenômeno descrito no texto?a) Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve aconversa de seus colegas.b) Ao gritar diante de um desfiladeiro, uma pessoa ouve arepetição do seu próprio grito.c) Ao encostar o ouvido no chão, um homem percebe o som deuma locomotiva antes de ouvi-lo pelo ar.d) Ao ouvir uma ambulância se aproximando, uma pessoapercebe o som mais agudo do que quando aquela se afasta.e) Ao emitir uma nota musical muito aguda, uma cantora deópera faz com que uma taça de cristal se despedace.

052011

FIOLHAIS, C. Física divertida. Brasília: UnB, 2000 (adaptado).

C

Ao diminuir o tamanho de um orifício atravessado por um feixede luz, passa menos luz por intervalo de tempo, e próximo dasituação de completo fechamento do orifício, verifica-se que aluz apresenta um comportamento como o ilustrado nas figuras.Sabe-se que o som, dentro de suas particularidades, tambémpode se comportar dessa forma. Em qual das situações a seguirestá representado o fenômeno descrito no texto?a) Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve aconversa de seus colegas.b) Ao gritar diante de um desfiladeiro, uma pessoa ouve arepetição do seu próprio grito.c) Ao encostar o ouvido no chão, um homem percebe o som deuma locomotiva antes de ouvi-lo pelo ar.d) Ao ouvir uma ambulância se aproximando, uma pessoapercebe o som mais agudo do que quando aquela se afasta.e) Ao emitir uma nota musical muito aguda, uma cantora deópera faz com que uma taça de cristal se despedace.

052011

FIOLHAIS, C. Física divertida. Brasília: UnB, 2000 (adaptado).

A figura ilustra o fenômeno da difração que ocorre quando l tem valor aproximado dotamanho da fenda por onde a onda passa ou do tamanho do obstáculo. Uma pessoa pode ouviroutra que está atrás do muro porque o som, cujo l varia entre 17 mm e 17 m no ar, conseguedifratar no muro.

Resolução

C

Ao contrário dos rádios comuns (AM ou FM), em que uma única antena transmissora é capazde alcançar toda a cidade, os celulares necessitam de várias antenas para cobrir um vastoterritório. No caso dos rádios FM, a frequência de transmissão está na faixa dos MHz (ondas derádio), enquanto, para os celulares, a frequência está na casa dos GHz (micro-ondas). Quandocomparado aos rádios comuns, o alcance de um celular é muito menor. Considerando-se asinformações do texto, o fator que possibilita essa diferença entre propagação das ondas derádio e as de micro-ondas é que as ondas de rádio são:a) facilmente absorvidas na camada da atmosfera superior conhecida como ionosfera.b) capazes de contornar uma diversidade de obstáculos como árvores, edifícios e pequenaselevações.c) mais refratadas pela atmosfera terrestre, que apresenta maior índice de refração para asondas de rádio.d) menos atenuadas por interferência, pois o número de aparelhos que utilizam ondas de rádioé menor.e) constituídas por pequenos comprimentos de onda que lhes conferem um alto poder de penetração em materiais de baixa densidade.

06C 2010 2a

Ao contrário dos rádios comuns (AM ou FM), em que uma única antena transmissora é capazde alcançar toda a cidade, os celulares necessitam de várias antenas para cobrir um vastoterritório. No caso dos rádios FM, a frequência de transmissão está na faixa dos MHz (ondas derádio), enquanto, para os celulares, a frequência está na casa dos GHz (micro-ondas). Quandocomparado aos rádios comuns, o alcance de um celular é muito menor. Considerando-se asinformações do texto, o fator que possibilita essa diferença entre propagação das ondas derádio e as de micro-ondas é que as ondas de rádio são:a) facilmente absorvidas na camada da atmosfera superior conhecida como ionosfera.b) capazes de contornar uma diversidade de obstáculos como árvores, edifícios e pequenaselevações.c) mais refratadas pela atmosfera terrestre, que apresenta maior índice de refração para asondas de rádio.d) menos atenuadas por interferência, pois o número de aparelhos que utilizam ondas de rádioé menor.e) constituídas por pequenos comprimentos de onda que lhes conferem um alto poder de penetração em materiais de baixa densidade.

Resolução A difração é mais acentuada quando o obstáculoou a fenda têm a mesma ordem de grandeza docomprimento de onda. No caso, os obstáculos sãoedifícios, árvores ou pequenos montes, cujasdimensões estão mais próximas do comprimentode onda das ondas de rádio, que, por isso, tem adifração favorecida.

micro

micro

Vf

l

8

9

3 10

10

13 10 m 30 cm

radio

radio

Vf

l

8

6

3 10

10

23 10 m 300 m

CELULAR

FM

06C 2010 2a

Em viagens de avião, é solicitado aos passageiros o desligamento de todos os aparelhos cujofuncionamento envolva a emissão ou a recepção de ondas eletromagnéticas. O procedimento éutilizado para eliminar fontes de radiação que possam interferir nas comunicações via rádio dospilotos com a torre de controle. A propriedade das ondas emitidas que justifica o procedimentoadotado é o fato dea) terem fases opostas.b) serem ambas audíveis.c) terem intensidades inversas.d) serem de mesma amplitude.e) terem frequências próximas.

072013C

Em viagens de avião, é solicitado aos passageiros o desligamento de todos os aparelhos cujofuncionamento envolva a emissão ou a recepção de ondas eletromagnéticas. O procedimento éutilizado para eliminar fontes de radiação que possam interferir nas comunicações via rádio dospilotos com a torre de controle. A propriedade das ondas emitidas que justifica o procedimentoadotado é o fato dea) terem fases opostas.b) serem ambas audíveis.c) terem intensidades inversas.d) serem de mesma amplitude.e) terem frequências próximas.

072013

O enunciado usa o termo “interferir” que nos remete ao fenômeno da interferênciaque é bastante perceptível se as ondas têm mesma frequência.

Resolução

C

Nossa pele possui células que reagem à incidência de luz ultravioleta e produzem umasubstância chamada melanina, responsável pela pigmentação da pele. Pensando em sebronzear, uma garota vestiu um biquíni, acendeu a luz de seu quarto e deitou- se exatamenteabaixo da lâmpada incandescente. Após várias horas ela percebeu que não conseguiu resultadoalgum. O bronzeamento não ocorreu porque a luz emitida pela lâmpada incandescente é dea) baixa intensidadeb) baixa frequênciac) um espectro contínuod) amplitude inadequadae) curto comprimento de onda

082012C

Nossa pele possui células que reagem à incidência de luz ultravioleta e produzem umasubstância chamada melanina, responsável pela pigmentação da pele. Pensando em sebronzear, uma garota vestiu um biquíni, acendeu a luz de seu quarto e deitou- se exatamenteabaixo da lâmpada incandescente. Após várias horas ela percebeu que não conseguiu resultadoalgum. O bronzeamento não ocorreu porque a luz emitida pela lâmpada incandescente é dea) baixa intensidadeb) baixa frequênciac) um espectro contínuod) amplitude inadequadae) curto comprimento de onda

082012

A luz que bronzeia é ultravioleta, ou seja, com frequência acima do violeta, limitemáximo de frequência do espectro visível. A luz visível, do vermelho ao violeta, não bronzeiaporque tem frequência abaixo do ultravioleta.

Resolução

C

A terapia fotodinâmica é um tratamento queutiliza luz para cura de câncer através daexcitação de moléculas medicamentosas, quepromovem a desestruturação das célulastumorais. Para a eficácia do tratamento, énecessária a iluminação na região do tecido aser tratado. Em geral, as moléculasmedicamentosas absorvem as frequênciasmais altas. Por isso, as intervenções cutâneassão limitadas pela penetração da luz visível,conforme a figura. A profundidade de até 2mm em que o tratamento cutâneo é eficientese justifica porque a luz de

2012 PPL

09C

a) curto comprimento de onda é mais refletida pela pele.b) maior energia é mais absorvida pelo tecido orgânico.c) menor energia é absorvida nas regiões mais profundas.d) todos os comprimentos de onda terão alta intensidade.e) cada comprimento de onda percebe um índice de refração diferente.

A terapia fotodinâmica é um tratamento queutiliza luz para cura de câncer através daexcitação de moléculas medicamentosas, quepromovem a desestruturação das célulastumorais. Para a eficácia do tratamento, énecessária a iluminação na região do tecido aser tratado. Em geral, as moléculasmedicamentosas absorvem as frequênciasmais altas. Por isso, as intervenções cutâneassão limitadas pela penetração da luz visível,conforme a figura. A profundidade de até 2mm em que o tratamento cutâneo é eficientese justifica porque a luz de

2012 PPL

09C

a) curto comprimento de onda é mais refletida pela pele.b) maior energia é mais absorvida pelo tecido orgânico.c) menor energia é absorvida nas regiões mais profundas.d) todos os comprimentos de onda terão alta intensidade.e) cada comprimento de onda percebe um índice de refração diferente.

Resolução

lf

E = h.f

Pelo texto e pela figura, percebemos que luz de menor l (ou maior f) é mais absorvida,tendo baixa penetração na pele, até 2 mm. Quanto maior f, maior a energia E da luz (E = h.f).

102015C

A radiação ultravioleta (UV) é dividida, de acordocom três faixas de frequência, em UV-A, UV-B eUV-C, conforme a figura.

Para selecionar um filtro solar que apresenteabsorção máxima na faixa UV-B, uma pessoaanalisou os espectros de absorção da radiação UV

de cinco filtros solares:

Considere: velocidade da luz = 3,0 × 108 m/s e 1 nm = 1,0 × 10-9 m. O filtro solar que a pessoa deveselecionar é o:a) V b) IV c) III d) II e) I

102015C

A radiação ultravioleta (UV) é dividida, de acordocom três faixas de frequência, em UV-A, UV-B eUV-C, conforme a figura.

Para selecionar um filtro solar que apresenteabsorção máxima na faixa UV-B, uma pessoaanalisou os espectros de absorção da radiação UV

de cinco filtros solares:

Considere: velocidade da luz = 3,0 × 108 m/s e 1 nm = 1,0 × 10-9 m. O filtro solar que a pessoa deveselecionar é o:a) V b) IV c) III d) II e) I

Resolução

mín

máx

c

fl

8

15

3,00 10

11,03 10

m

s

s

72,91 10 m 9291 10 m

Devemos descobrir o intervalo de comprimentos de onda (lmin até lmáx):

máx

min

c

fl

8

14

3,00 10

19,34 10

m

s

s

73,21 10 m 9321 10 m

265 315 415365

Uma manifestação comum das torcidas em estádios defutebol é a ola mexicana. Os espectadores de umalinha, sem sair do lugar e sem se deslocaremlateralmente, ficam de pé e se sentam, sincronizadoscom os da linha adjacente. O efeito coletivo se propagapelos espectadores do estádio, formando uma ondaprogressiva, conforme ilustração. Calcula-se que a

112013

velocidade de propagação dessa “onda humana” é de 45 km/h, e que cada período deoscilação contém 16 pessoas, que se levantam e sentam organizadamente e distanciadasentre si por 80 cm. Disponível em: www.ufsm.br. Acesso em: 7 dez. 2012 (adaptado).

Nessa ola mexicana, a frequência da onda, em hertz, é um valor mais próximo dea) 0,3 b) 0,5 c) 1,0 d) 1,9 e) 3,7

C

Uma manifestação comum das torcidas em estádios defutebol é a ola mexicana. Os espectadores de umalinha, sem sair do lugar e sem se deslocaremlateralmente, ficam de pé e se sentam, sincronizadoscom os da linha adjacente. O efeito coletivo se propagapelos espectadores do estádio, formando uma ondaprogressiva, conforme ilustração. Calcula-se que a

112013

velocidade de propagação dessa “onda humana” é de 45 km/h, e que cada período deoscilação contém 16 pessoas, que se levantam e sentam organizadamente e distanciadasentre si por 80 cm. Disponível em: www.ufsm.br. Acesso em: 7 dez. 2012 (adaptado).

Nessa ola mexicana, a frequência da onda, em hertz, é um valor mais próximo dea) 0,3 b) 0,5 c) 1,0 d) 1,9 e) 3,7

Entre 16 pessoas temos 15 intervalos, cada um com 80 cm. Logo: l = 15.0,8 = 12 m.

Aplicando a equação fundamental da ondulatória para V = 45/3,6 m/s teremos:

l l

45

V 45 453,6V f f 1,042 Hz

12 12 3,6 43,2

Essa resposta é a “esperada” pela banca. Mas, se pensar bem, concluirá que ela não faz sentido.A “ola” não é uma onda periódica mas apenas um pulso! E pulso, sozinho, não tem frequência!!!A pergunta, à luz da Física, não faz o menor sentido!

Resolução

C

Em um piano, o Dó central e a próxima nota Dó (Dómaior) apresentam sons parecidos, mas nãoIdênticos. É possível utilizar programascomputacionais para expressar o formato dessasondas sonoras em cada uma das situações comoapresentado nas figuras, em que estão indicadosintervalos de tempo idênticos (T). A razão entre asfrequências do Dó central e do Dó maior é de:a) ½ b) 2 c) 1 d) ¼ e) 4

122013C

Em um piano, o Dó central e a próxima nota Dó (Dómaior) apresentam sons parecidos, mas nãoIdênticos. É possível utilizar programascomputacionais para expressar o formato dessasondas sonoras em cada uma das situações comoapresentado nas figuras, em que estão indicadosintervalos de tempo idênticos (T). A razão entre asfrequências do Dó central e do Dó maior é de:a) ½ b) 2 c) 1 d) ¼ e) 4

122013

Antes de mais nada, vale observar outra gafe da banca do ENEM 2013! Dó maior não énota musical mas um acorde com pelo menos três notas musicais! Deveriam ter dito Dócentral e a próxima nota Dó, oitava acima. Vou usar Dó e Dó’ na resolução. Ok?

Para a nota Dó, o intervalo de tempo T equivale a um único ciclo. Logo, TDó = T. Mas, para a notaDó’, oitavada, o mesmo intervalo T corresponde a dois ciclos. Logo, Tdó’ = T/2 = Tdó/2. Comoperíodo é o inverso da frequência:

Dó DóDó '

Dó ' Dó Dó '

T f1 1 1T

2 f 2 f f 2

Resolução

C

Quando adolescente, as nossas tardes, após as aulas, consistiam em tomar às mãos oviolão e o dicionário de acordes de Almir Chediak e desafiar nosso amigo Hamilton adescobrir, apenas ouvindo o acorde, quais notas eram escolhidas. Sempre perdíamos aaposta, ele possui o ouvido absoluto. O ouvido absoluto é uma característica perceptual depoucos indivíduos capazes de identificar notas isoladas sem outras referências, isto é, semprecisar relacioná-las com outras notas de uma melodia.

LENT, R. O cérebro do meu professor de acordeão. Disponível em: http://cienciahoje.uol.com.br.Acesso em: 15 ago. 2012 (adaptado).

No contexto apresentado, a propriedade física das ondas que permite essa distinção entreas notas é aa) frequência.b) intensidade.c) forma da onda.d) amplitude da onda.e) velocidade de propagação.

132014C

Quando adolescente, as nossas tardes, após as aulas, consistiam em tomar às mãos oviolão e o dicionário de acordes de Almir Chediak e desafiar nosso amigo Hamilton adescobrir, apenas ouvindo o acorde, quais notas eram escolhidas. Sempre perdíamos aaposta, ele possui o ouvido absoluto. O ouvido absoluto é uma característica perceptual depoucos indivíduos capazes de identificar notas isoladas sem outras referências, isto é, semprecisar relacioná-las com outras notas de uma melodia.

LENT, R. O cérebro do meu professor de acordeão. Disponível em: http://cienciahoje.uol.com.br.Acesso em: 15 ago. 2012 (adaptado).

No contexto apresentado, a propriedade física das ondas que permite essa distinção entreas notas é aa) frequência.b) intensidade.c) forma da onda.d) amplitude da onda.e) velocidade de propagação.

132014

Resolução Cada nota musical é caracterizada pela sua altura, característica que depende dafrequência.

C

142015C

Ao ouvir uma flauta e um piano emitindo a mesma nota musical, consegue-se diferenciaresses instrumentos um do outro. Essa diferenciação se deve principalmente ao(à)a) intensidade sonora do som de cada instrumento musical.b) potência sonora do som emitido pelos diferentes instrumentos musicais.c) diferente velocidade de propagação do som emitido por cada instrumento musical.d) timbre do som, que faz com que os formatos das ondas de cada instrumento sejamdiferentes.e) altura do som, que possui diferentes frequências para diferentes instrumentos musicais.

142015C

Ao ouvir uma flauta e um piano emitindo a mesma nota musical, consegue-se diferenciaresses instrumentos um do outro. Essa diferenciação se deve principalmente ao(à)a) intensidade sonora do som de cada instrumento musical.b) potência sonora do som emitido pelos diferentes instrumentos musicais.c) diferente velocidade de propagação do som emitido por cada instrumento musical.d) timbre do som, que faz com que os formatos das ondas de cada instrumento sejamdiferentes.e) altura do som, que possui diferentes frequências para diferentes instrumentos musicais.

Resolução

Como podemos ver na imagem aolado, cada instrumento musical possuium perfil de onda, característico dasobreposição dos seus principaisharmônicos. É esse perfil que confereao som um timbre único.Logo, dois instrumentos diferentes,ainda que tocando notas iguais (demesma frequência, ou seja, de mesmaaltura), vão soar diferentes.

15proposto

(UFU) Uma corda de um violão emite uma frequênciafundamental de 440 Hz ao vibrar livremente quandotocada na região da boca, como mostrado na figura 1.Pressiona-se então a corda a 1/3 de distância da pestana,como mostra a figura 2. A frequência fundamental emitidapela corda pressionada, quando tocada na região da boca,será de:a) 660 Hz b) 146,6 Hzc) 880 Hz d) 293,3 Hz

L/3

L

C

15proposto

(UFU) Uma corda de um violão emite uma frequênciafundamental de 440 Hz ao vibrar livremente quandotocada na região da boca, como mostrado na figura 1.Pressiona-se então a corda a 1/3 de distância da pestana,como mostra a figura 2. A frequência fundamental emitidapela corda pressionada, quando tocada na região da boca,será de:a) 660 Hz b) 146,6 Hzc) 880 Hz d) 293,3 Hz

Usando apenas lógica, sem cálculo:

L/3

1º harmônico | 1 fuso = L

1º harmônico | 1 fuso = 2L/3

2L/3

L

C

•A frequência f é inversamente proporcional ao comprimentoL da corda. Como foi pego um pedaço menor de corda (Lmenor), a frequência f emitida deverá ser maior do que 440Hz. Eliminamos “b” e “d”, valores menores do que 440 Hz.•Para ser 880 Hz, o dobro de 440 Hz, o novo comprimentodeveria ter caído pela metade (L/2). Mas foi reduzido a 2L/3.Logo, 880 Hz não pode ser a resposta certa.•Por exclusão: a alternativa correta é “a”, 660 Hz.

Resolução

15proposto

(UFU) Uma corda de um violão emite uma frequênciafundamental de 440 Hz ao vibrar livremente quandotocada na região da boca, como mostrado na figura 1.Pressiona-se então a corda a 1/3 de distância da pestana,como mostra a figura 2. A frequência fundamental emitidapela corda pressionada, quando tocada na região da boca,será de:a) 660 Hz b) 146,6 Hzc) 880 Hz d) 293,3 Hz

A velocidade da onda na corda, já que as características da cordanão mudam, é constante. (V = l.f)

l l ' '

1 1 1 1f fL/3

1º harmônico | 1 fuso = L

1º harmônico | 1 fuso = 2L/3

2L/3l l 1

1L 2L2

l l

''11

2L 2 2L

2 3 3

l l ' ' '

1 1 1 1 1

2 2Lf f 2L 440 f

3 '12

440 f3

'1

3 440f

2 '

1f 3 220 660 Hz

L

C

Resolução Resolução analítica

16propostoC

O gráfico ao lado contém dados sobre onível sonoro N (medido em dB) emfunção da frequência f (medida em Hz). Amancha cinza representa todos os valores— pares ordenados (N,f) —

correspondentes aos sons quenormalmente uma pessoa com audiçãosaudável pode ouvir. Note que, para umsom ser audível, ele precisa estar numafaixa de frequências e também ter nívelsonoro N suficiente para estimular osistema auditivo humano. Assinale aalternativa correta:

a) Qualquer som com frequência entre 20 Hz e 20 kHz pode ser ouvido por uma pessoa comaudição saudável.b) Um som de 15 Hz pode ser ouvido se tiver nível sonoro suficiente.c) Uma pessoa sem problemas auditivos pode ouvir alguns sons com nível sonoro menor do que20 dB.d) O ouvido humano é mais sensível para sons muito graves ou muito agudos.e) Ultrassons são ondas mecânicas com nível sonoro maior do que 120 dB e, portanto, provocamdor e possivelmente danos ao sistema auditivo humano.

16propostoC

O gráfico ao lado contém dados sobre onível sonoro N (medido em dB) emfunção da frequência f (medida em Hz). Amancha cinza representa todos os valores— pares ordenados (N,f) —correspondentes aos sons quenormalmente uma pessoa com audiçãosaudável pode ouvir. Note que, para umsom ser audível, ele precisa estar numafaixa de frequências e também ter nívelsonoro N suficiente para estimular osistema auditivo humano. Assinale aalternativa correta:

a) Qualquer som com frequência entre 20 Hz e 20 kHz pode ser ouvido por uma pessoa comaudição saudável.b) Um som de 15 Hz pode ser ouvido se tiver nível sonoro suficiente.c) Uma pessoa sem problemas auditivos pode ouvir alguns sons com nível sonoro menor do que20 dB.d) O ouvido humano é mais sensível para sons muito graves ou muito agudos.e) Ultrassons são ondas mecânicas com nível sonoro maior do que 120 dB e, portanto, provocamdor e possivelmente danos ao sistema auditivo humano.

17propostoC

O nível sonoro N, medido em dB, é definido como onde I0 = 1.10-12 W/m² é a

menor intensidade sonora que um humano com audição saudável pode perceber. Em geral, um somde 120 dB está no limiar da dor, ou seja, no limite suportável pelo ser humano. Acima disso pode haverrompimento do tímpano e até mesmo danos irreparáveis à estrutura do aparelho auditivo. Imagineuma pequena orquestra de câmara na qual existam 10 instrumentos de corda entre violinos, violas,violoncelos e contrabaixos. Suponha que em determinada música, qualquer um desses instrumentosapresente nível sonoro individual de 80 dB sendo a aferição feita por um decibelímetro bem calibrado eà determinada distância. Se os dez instrumentos tocarem juntos, na mesma intensidade em que aaferição foi feita e à mesma distância, o decibelímetro vai medir:a) 800 dB, situação muito acima daquela suportável pelo ouvido humano.b) 90 dB, sem problemas à integridade do sistema auditivo humano.c) Valor próximo dos 120 dB, limiar da dor.d) Os mesmos 80 dB pois o nível sonoro independe do número de instrumentos.e) Valor menor do que 80 dB por conta das inúmeras interferências destrutivas que surgirão.

0

IN 10 log

I

17propostoC

O nível sonoro N, medido em dB, é definido como onde I0 = 1.10-12 W/m² é a

menor intensidade sonora que um humano com audição saudável pode perceber. Em geral, um somde 120 dB está no limiar da dor, ou seja, no limite suportável pelo ser humano. Acima disso pode haverrompimento do tímpano e até mesmo danos irreparáveis à estrutura do aparelho auditivo. Imagineuma pequena orquestra de câmara na qual existam 10 instrumentos de corda entre violinos, violas,violoncelos e contrabaixos. Suponha que em determinada música, qualquer um desses instrumentosapresente nível sonoro individual de 80 dB sendo a aferição feita por um decibelímetro bem calibrado eà determinada distância. Se os dez instrumentos tocarem juntos, na mesma intensidade em que aaferição foi feita e à mesma distância, o decibelímetro vai medir:a) 800 dB, situação muito acima daquela suportável pelo ouvido humano.b) 90 dB, sem problemas à integridade do sistema auditivo humano.c) Valor próximo dos 120 dB, limiar da dor.d) Os mesmos 80 dB pois o nível sonoro independe do número de instrumentos.e) Valor menor do que 80 dB por conta das inúmeras interferências destrutivas que surgirão.

0

IN 10 log

I

Resolução

0

IN 10 log

I

12

I80 10 log

10

12

I8 log

10 8

12

I10

10•1 instrumento:

8 1210 10 I 4I 10 W/m²

•10 instrumentos: 4 3

TotalI 10 I 10 10 10 W/m²

TotalTotal 12

IN 10 log

10

3

12

1010 log

10 910 log 10

N' 10 9 N' 90 dB

(Simulado oficial do MEC - 2009) Um dos modelos usados na caracterização dos sons ouvidospelo ser humano baseia-se na hipótese de que ele funciona como um tubo ressonante. Nestecaso, os sons externos produzem uma variação de pressão do ar no interior do canal auditivo,fazendo a membrana (tímpano) vibrar. Esse modelo pressupõe que o sistema funciona de formaequivalente à propagação de ondas sonoras em tubos com uma das extremidades fechadas pelotímpano. As frequências que apresentam ressonância com o canal auditivo têm sua intensidadereforçada, enquanto outras podem ter sua intensidade atenuada. Considere que, no caso deressonância, ocorra um nó sobre o tímpano e ocorra um ventre da onda na saída do canalauditivo, de comprimento L igual a 3,4 cm. Assumindo que a velocidade do som no ar (v) é iguala 340 m/s, a frequência do primeiro harmônico (frequência fundamental, n = 1) que se formariano canal, ou seja, a frequência mais baixa que seria reforçada por uma ressonância no canalauditivo, usando este modelo éa) 0,025 kHz, valor que considera a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/4L eequipara o ouvido a um tubo com ambas as extremidades abertas.b) 2,5 kHz, valor que considera a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/4L eequipara o ouvido a um tubo com uma extremidade fechada.c) 10 kHz, valor que considera a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/L e equiparao ouvido a um tubo com ambas as extremidades fechadas.d) 2.500 kHz, valor que expressa a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/L,aplicável ao ouvido humano.e) 10.000 kHz, valor que expressa a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/L,aplicável ao ouvido e a tubo aberto e fechado.

18propostoC

(Simulado oficial do MEC - 2009) Um dos modelos usados na caracterização dos sons ouvidospelo ser humano baseia-se na hipótese de que ele funciona como um tubo ressonante. Nestecaso, os sons externos produzem uma variação de pressão do ar no interior do canal auditivo,fazendo a membrana (tímpano) vibrar. Esse modelo pressupõe que o sistema funciona de formaequivalente à propagação de ondas sonoras em tubos com uma das extremidades fechadas pelotímpano. As frequências que apresentam ressonância com o canal auditivo têm sua intensidadereforçada, enquanto outras podem ter sua intensidade atenuada. Considere que, no caso deressonância, ocorra um nó sobre o tímpano e ocorra um ventre da onda na saída do canalauditivo, de comprimento L igual a 3,4 cm. Assumindo que a velocidade do som no ar (v) é iguala 340 m/s, a frequência do primeiro harmônico (frequência fundamental, n = 1) que se formariano canal, ou seja, a frequência mais baixa que seria reforçada por uma ressonância no canalauditivo, usando este modelo éa) 0,025 kHz, valor que considera a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/4L eequipara o ouvido a um tubo com ambas as extremidades abertas.b) 2,5 kHz, valor que considera a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/4L eequipara o ouvido a um tubo com uma extremidade fechada.c) 10 kHz, valor que considera a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/L e equiparao ouvido a um tubo com ambas as extremidades fechadas.d) 2.500 kHz, valor que expressa a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/L,aplicável ao ouvido humano.e) 10.000 kHz, valor que expressa a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/L,aplicável ao ouvido e a tubo aberto e fechado.

189

proposto

A frequência do som fundamental (n = 1), para V = 340 m/s e L = 3,4.10-2 m será dada por:

n 1 2 2

V 340 100 10000f n f 1 2500 Hz 2,5 kHz

4 L 4 3,4.10 4 10 4

Resolução

C

19C

Em uma flauta, as notas musicais possuem frequência ecomprimento de onda (l) muito bem definidos. As figuras mostramesquematicamente um tubo de comprimento L, que representa deforma simplificada uma flauta, em que estão representados em A oprimeiro harmônico de uma nota musical (comprimento de ondalA), em B seu segundo harmônico (comprimento de onda lB) e emC o seu terceiro harmônico (comprimento de onda lC), onde lA >lB > lC. Em função do comprimento do tubo, qual o comprimentode onda da oscilação que forma o próximo harmônico?

2015 PPL

a) L/4 b) L/5 c) L/2 d) L/8 e) 6L/8

19C

Em uma flauta, as notas musicais possuem frequência ecomprimento de onda (l) muito bem definidos. As figuras mostramesquematicamente um tubo de comprimento L, que representa deforma simplificada uma flauta, em que estão representados em A oprimeiro harmônico de uma nota musical (comprimento de ondalA), em B seu segundo harmônico (comprimento de onda lB) e emC o seu terceiro harmônico (comprimento de onda lC), onde lA >lB > lC. Em função do comprimento do tubo, qual o comprimentode onda da oscilação que forma o próximo harmônico?

2015 PPL

Resolução

a) L/4 b) L/5 c) L/2 d) L/8 e) 6L/8

42

Ll

A figura mostra os três primeiros harmônicos ( n = 1, n = 2 e n = 3) que se formam no tubo. O “próximo” harmônico é o quarto ou seja, corresponde a n = 4, com quatro fusos. Logo:

2

4

Ll

2

L

202015C

Certos tipos de superfícies na natureza podem refletirluz de forma a gerar um efeito de arco-íris. Essacaracterística é conhecida como iridescência e ocorrepor causa do fenômeno da interferência de película fina.A figura ilustra o esquema de uma fina camadairidescente de óleo sobre uma poça d’água. Parte dofeixe de luz branca incidente (1) reflete na interfacear/óleo e sofre inversão de fase (2), o que equivale auma mudança de meio comprimento de onda. A parterefratada do feixe (3) incide na interface óleo/água e so-fre reflexão sem inversão de fase (4). O observador indicado enxergará aquela região do filme com coloração equivalente à do comprimento de onda que sofre interferência completamente construtiva entre os raios (2) e (5), mas essa condição só é possível para uma espessura mínima da película. Considere que o caminho percorrido em (3) e (4) corresponde ao dobro da espessura E da película de óleo. Expressa em termos do comprimento de onda (λ), a espessura mínima é igual a:

a) l/4 b) l/2 c) 3l/4 d) l e) 2l

202015C

Certos tipos de superfícies na natureza podem refletirluz de forma a gerar um efeito de arco-íris. Essacaracterística é conhecida como iridescência e ocorrepor causa do fenômeno da interferência de película fina.A figura ilustra o esquema de uma fina camadairidescente de óleo sobre uma poça d’água. Parte dofeixe de luz branca incidente (1) reflete na interfacear/óleo e sofre inversão de fase (2), o que equivale auma mudança de meio comprimento de onda. A parterefratada do feixe (3) incide na interface óleo/água e so-fre reflexão sem inversão de fase (4). O observador indicado enxergará aquela região do filme com coloração equivalente à do comprimento de onda que sofre interferência completamente construtiva entre os raios (2) e (5), mas essa condição só é possível para uma espessura mínima da película. Considere que o caminho percorrido em (3) e (4) corresponde ao dobro da espessura E da película de óleo. Expressa em termos do comprimento de onda (λ), a espessura mínima é igual a:

a) l/4 b) l/2 c) 3l/4 d) l e) 2l

Resolução

2 ímparD n

l

O raio incidente é bipartido. E uma das partes sofre inversão de fase. Logo, tudo se passa que se fossem dois raios vindos de duas fontes distintas que oscilam em oposição de fase. Assim:

42

Ll

4El

212016C

Um experimento para comprovar anatureza ondulatória da radiação demicro-ondas foi realizado da seguinteforma: anotou-se a frequência deoperação de um forno de micro-ondas e,em seguida, retirou-se sua plataformagiratória. No seu lugar, colocou-se umatravessa refratária com uma camada

grossa de manteiga. Depois disso, o forno foi ligado por alguns segundos. Ao se retirar a travessa refratária do forno, observou-se que havia três pontos de manteiga derretida alinhados sobre toda a travessa. Parte da onda estacionária gerada no interior do forno é ilustrada na figura. De acordo com a figura, que posições correspondem a dois pontos consecutivos da manteiga derretida?a) I e III b) I e V c) II e III d) II e IV e) II e V

212016C

Um experimento para comprovar anatureza ondulatória da radiação demicro-ondas foi realizado da seguinteforma: anotou-se a frequência deoperação de um forno de micro-ondas e,em seguida, retirou-se sua plataformagiratória. No seu lugar, colocou-se umatravessa refratária com uma camada

Resolução A manteiga vai derreter nos pontos onde há mais energia de vibração, ou seja, nospontos de interferência construtiva chamados ventres (I, III e V). Como o enunciado pededois pontos consecutivos, subentende-se que sejam dois ventres consecutivos. Assim aresposta pode ser I e III ou III e V. Só temos I e III na alternativa “a” que, portanto, é a respostacorreta.

grossa de manteiga. Depois disso, o forno foi ligado por alguns segundos. Ao se retirar a travessa refratária do forno, observou-se que havia três pontos de manteiga derretida alinhados sobre toda a travessa. Parte da onda estacionária gerada no interior do forno é ilustrada na figura. De acordo com a figura, que posições correspondem a dois pontos consecutivos da manteiga derretida?a) I e III b) I e V c) II e III d) II e IV e) II e V

222016C

Uma ambulância A em movimento retilíneo e uniforme aproxima-se de um observador O, em repouso. A sirene emite um som defrequência constante fA. O desenho ilustra as frentes de onda dosom emitido pela ambulância. O observador possui um detectorque consegue registrar, no esboço de um gráfico, a frequência daonda sonora detectada em função do tempo fO(t), antes e depoisda passagem da ambulância por ele. Qual esboço gráficorepresenta a frequência fO(t) detectada pelo observador?

a) b) c)

d) e)

222016C

Uma ambulância A em movimento retilíneo e uniforme aproxima-se de um observador O, em repouso. A sirene emite um som defrequência constante fA. O desenho ilustra as frentes de onda dosom emitido pela ambulância. O observador possui um detectorque consegue registrar, no esboço de um gráfico, a frequência daonda sonora detectada em função do tempo fO(t), antes e depoisda passagem da ambulância por ele. Qual esboço gráficorepresenta a frequência fO(t) detectada pelo observador?

Resolução Como a fonte se move em MRU, a frequência aparente será sempre constante, sejaaproximação ou afastamento relativo, variando apenas quando a fonte passa pelo observador. No início,em aproximação, a frequência aparente além de constante deve ser maior do que a real. Após passar peloobservador, a fonte entra em regime de afastamento relativo quando então a frequência aparente torna-se menor que a real mas continua constante.

a) b) c)

d) e)

23C

Nas rodovias, é comum motoristas terem a visão ofuscada ao receberem a luz refletida naágua empoçada no asfalto. Sabe-se que essa luz adquire polarização horizontal. Parasolucionar esse problema, há a possibilidade de o motorista utilizar óculos de lentesconstituídas por filtros polarizadores. As linhas nas lentes dos óculos representam o eixode polarização dessas lentes. Quais são as lentes que solucionam o problema descrito?

2016 2a

a) b) c)

d) e)

23C

Nas rodovias, é comum motoristas terem a visão ofuscada ao receberem a luz refletida naágua empoçada no asfalto. Sabe-se que essa luz adquire polarização horizontal. Parasolucionar esse problema, há a possibilidade de o motorista utilizar óculos de lentesconstituídas por filtros polarizadores. As linhas nas lentes dos óculos representam o eixode polarização dessas lentes. Quais são as lentes que solucionam o problema descrito?

Resolução Para eliminar a luz refletida pela água empoçada que, segundo o enunciado, estápolarizada horizontalmente, o motorista deve usar óculos com lentes polarizadoras quetenham o plano de polarização vertical. Isso concorda com os óculos mostrados em “a”.

2016 2a

a) b) c)

d) e)

24C proposto

Coluna A1 – Reflexão2 – Refração3 – Ressonância4 – Efeito Doppler

Coluna B( ) Um peixe visto da margem de um rio parece estar a umaprofundidade menor do que realmente está.( ) Uma pessoa empurra periodicamente uma criança numbalanço de modo que o balanço atinja alturas cada vez maiores.( ) Os morcegos conseguem localizar obstáculos e suas presas,mesmo no escuro.( ) O som de uma sirene ligada parece mais agudo quando asirene está se aproximando do observador.

A numeração correta da coluna B, de cima para baixo, é:a) 2 – 4 – 1 – 3b) 2 – 3 – 1 – 4c) 2 – 1 – 2 – 3d) 1 – 3 – 1 – 4e) 1 – 3 – 2 – 4

(PUC-RS) INSTRUÇÃO: Responder à questão relacionando o fenômeno ondulatório dacoluna A com a situação descrita na coluna B, numerando os parênteses.

24C proposto

Coluna A1 – Reflexão2 – Refração3 – Ressonância4 – Efeito Doppler

Coluna B( ) Um peixe visto da margem de um rio parece estar a umaprofundidade menor do que realmente está.( ) Uma pessoa empurra periodicamente uma criança numbalanço de modo que o balanço atinja alturas cada vez maiores.( ) Os morcegos conseguem localizar obstáculos e suas presas,mesmo no escuro.( ) O som de uma sirene ligada parece mais agudo quando asirene está se aproximando do observador.

A numeração correta da coluna B, de cima para baixo, é:a) 2 – 4 – 1 – 3b) 2 – 3 – 1 – 4c) 2 – 1 – 2 – 3d) 1 – 3 – 1 – 4e) 1 – 3 – 2 – 4

(PUC-RS) INSTRUÇÃO: Responder à questão relacionando o fenômeno ondulatório dacoluna A com a situação descrita na coluna B, numerando os parênteses.

Resolução

2

3

1

4

25C

Durante uma aula experimental de física, os estudantesconstruíram um sistema ressonante com pêndulossimples. As características de cada pêndulo sãoapresentadas no quadro. Inicialmente, os estudantescolocaram apenas o pêndulo A para oscilar. Quaispêndulos, além desse, passaram também a oscilar?

a) 1, 2, 3, 4 e 5. b) 1, 2 e 3. c) 1 e 4. d) 1 e 5. e) 3 e 4

2015 2a

Pêndulo MassaComprimento do

barbante

A M L

1 M L

2 M/2 2L

3 2M L/2

4 M/2 L/2

5 2M L

25C

Durante uma aula experimental de física, os estudantesconstruíram um sistema ressonante com pêndulossimples. As características de cada pêndulo sãoapresentadas no quadro. Inicialmente, os estudantescolocaram apenas o pêndulo A para oscilar. Quaispêndulos, além desse, passaram também a oscilar?

Resolução

2L

Tg

p

O período de oscilação de um pêndulo simples não depende da massa M. Depen-de de L e de g. É dado por:

a) 1, 2, 3, 4 e 5. b) 1, 2 e 3. c) 1 e 4. d) 1 e 5. e) 3 e 4

2015 2a

Pêndulo MassaComprimento do

barbante

A M L

1 M L

2 M/2 2L

3 2M L/2

4 M/2 L/2

5 2M L

Dois sistemas estão em ressonância quando têm frequências coincidentes. Logo, têm mesmoperíodo. Os pêndulos que têm período (e frequência) coincidentes com o pêndulo A são osque apresentam mesmo comprimento L do pêndulo A, ou seja, os pêndulos 1 e 5.

26C

O trombone de Quincke é um dispositivoexperimental utilizado para demonstrar ofenômeno da interferência de ondas sonoras.Uma fonte emite ondas sonoras de determinadafrequência na entrada do dispositivo. Essas ondasse dividem pelos dois caminhos (ADC e AEC) e seencontram no ponto C, a saída do dispositivo,onde se posiciona um detector. O trajeto ADCpode ser aumentado pelo deslocamento dessaparte do dispositivo. Com o trajeto ADC igual aoAEC, capta-se um som muito intenso na saída.Entretanto, aumentando-se gradativamente otrajeto ADC, até que ele fique como mostrado na

Resolução

2D n

l

Interferência destrutiva:

2017

figura, a intensidade do som na saída fica praticamente nula. Desta forma, conhecida avelocidade do som no interior do tubo (320 m/s), é possível determinar o valor dafrequência do som produzido pela fonte. O valor da frequência, em hertz, do somproduzido pela fonte sonora éa) 3.200. b) 1.600. c) 800. d) 640. e) 400.

0,8 0,6 12

l 0,4 ml

Equação fundamental:

v fl 320 0,4 f 800f Hz

27C

O osciloscópio é um instrumento quepermite observar uma diferença depotencial (ddp) em um circuito elétricoem função de tempo ou em função deoutra ddp. A leitura do sinal é feita emuma tela sob a forma de um gráficotensão x tempo. A frequência deoscilação do circuito elétrico estudado émais próxima dea) 300 Hz.b) 250 Hz.c) 200 Hz.d) 150 Hz.e) 125 Hz.

Resolução

1f

T

O período da onda mede T = 9 – 1 = 8 ms. A frequência será:

2017 2a

3

1

8 10 s

31 10

8 s

1125

s 125 Hz

28C

O debate a respeito da natureza da luz perduroupor séculos, oscilando entre a teoria corpusculare a teoria ondulatória. No início do século XIX,Thomas Young, com a finalidade de auxiliar nadiscussão, realizou o experimento apresentadode forma simplificada na figura. Nele, um feixede luz monocromático passa por dois anteparoscom fendas muito pequenas. No primeiroanteparo há uma fenda e no segundo, duasfendas. Após passar pelo segundo conjunto defendas, a luz forma um padrão com franjas cla-

Resolução A luz primeiro sofre difração na fenda simples e em seguida novas difrações em cadauma das duas fendas. O feixe luminoso, na difração na fenda dupla, divide-se em dois que vãosofrer interferência formando franjas claras e escuras. Difração e interferência são fenômenos quecaracterizam comportamento ondulatório.

ras e escuras. Com esse experimento, Young forneceu fortes argumentos para uma interpretaçãoa respeito da natureza da luz, baseada em uma teoriaa) corpuscular, justificada pelo fato de, no experimento, a luz sofrer dispersão e refração.b) corpuscular, justificada pelo fato de, no experimento, a luz sofrer dispersão e reflexão.c) ondulatória, justificada pelo fato de, no experimento, a luz sofrer difração e polarização.d) ondulatória, justificada pelo fato de, no experimento, a luz sofrer interferência e reflexão.e) ondulatória, justificada pelo fato de, no experimento, a luz sofrer difração e interferência.

2017 2a

SILVA, F. W. O. A evolução da teoria ondulatória da luz e os livros didáticos. Revista Brasileira de Ensino de Física, n. 1, 2007 (adaptado).

29C

O morcego emite pulsos de curta duração de ondas ultrassônicas, os quais voltam na forma de ecosapós atingirem objetos no ambiente, trazendo informaçoes a respeito das suas dimensoes, suaslocalizaçoes e dos seus possíveis movimentos. Isso se dá em razão da sensibilidade do morcego emdetectar o tempo gasto para os ecos voltarem, bem como das pequenas variaçoes nas frequências enas intensidades dos pulsos ultrassônicos. Essas características lhe permitem caçar pequenas presasmesmo quando estão em movimento em relação a si. Considere uma situação unidimensional em queuma mariposa se afasta, em movimento retilíneo e uniforme, de um morcego em repouso. A distanciae velocidade da mariposa, na situação descrita, seriam detectadas pelo sistema de um morcego porquais alteraçoes nas características dos pulsos ultrassônicos?a) Intensidade diminuída, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida diminuída.b) Intensidade aumentada, o tempo de retorno diminuído e a frequência percebida diminuída.c) Intensidade diminuída, o tempo de retorno diminuído e a frequência percebida aumentada.d) Intensidade diminuída, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida aumentada.e) Intensidade aumentada, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida aumentada.

Resolução Quanto mais distante a mariposa, mais fraco (menos intenso) é o ultrassomrefletido.

2016

Quanto mais distante a mariposa, mais tempo o ultrassom refletido demora para retornar.

Como a mariposa se afasta do morcego, pelo Efeito Doppler, o ultrassom por ela refletido teráfrequência aparente menor.