PSS II - Proposta de prova I

Aqui está a minha primeira proposta de prova para o PSS II. Coloquei as cinco questões cujos temas acredito poderem estar presentes na prova da segunda etapa. Aconselho a vocês fazerem todas as questões e depois conferirem o gabarito, como se fosse uma prova mesmo. No fim de semana postarei a minha segunda proposta de prova, então não deixe de visitar o blog do George.

Questão 01 - Um aluno ouviu dizer que as lâmpadas fluorescentes funcionam a baixa pressão. Ao lembrar das suas aulas de física, teve a seguinte idéia para apresentar na feira de ciências do colégio: determinar experimentalmente a pressão no interior de uma lâmpada fluorescente. Para isto, providenciou um balde de 5 litros cheio de água, com uma altura de 40 cm, em cujo interior, e aproximadamente em seu centro, colocou um prego em pé, fixo no fundo do balde. Em seguida, o aluno, com um golpe rápido e num movimento vertical, perfurou uma das pontas da lâmpada, fazendo o prego penetrar nela. Ele observou que a água do balde subiu no interior da lâmpada até uma altura de 0,96 m da base. Com esses dados, determine a pressão interna da lâmpada fluorescente, sabendo que a lâmpada usada era de 40 W de potência e, por isso, tinha um comprimento de 1,20 m. Suponha que o gás no interior da lâmpada fluorescente seja ideal, que a variação no nível da água do balde seja desprezível e que o gás sofra uma transformação isotérmica. São dadas a pressão atmosférica local Po = 10 mH2O e a aceleração da gravidade g=10 m/s2.

a) 102,2 cmH2O.
b) 188,8 cmH2O.
c) 199,1 cmH2O.
d) 207,4 cmH2O.
e) 549,5 cmH2O.

Questão 02 - O interior de uma pequena caixa de isopor constitui-se num sistema isolado do meio exterior, porque suas paredes e sua tampa são adiabáticas. No interior da caixa existem gelo moído e latinhas de refrigerante. O gelo moído constitui-se num subsistema G, enquanto as latinhas com a bebida constituem-se num subsistema B. Considere que a caixa fique tampada por tempo suficiente para baixar sensivelmente a temperatura do subsistema B, sem, contudo, congelar. Despreze o calor trocado pelo ar dentro da caixa e a variação de volume do refrigerante ao ser resfriado. De acordo com a 1a Lei da Termodinâmica, é correto afirmar:
a) Uma quantidade de calor Q flui do subsistema B para o subsistema G, ao mesmo tempo em que ocorre a realização de um trabalho mecânico W, de forma que a variação da energia interna do subsistema B pode ser Q-W.
b) Uma quantidade de calor Q flui do subsistema B para o subsistema G, mas não ocorre a realização de trabalho mecânico, de forma que a variação da energia interna, do subsistema B pode ser igual a Q.
c) Uma quantidade de calor Q flui do subsistema B para o subsistema G, mas não ocorre variação da energia interna do subsistema B, de forma que se pode escrever corretamente Q = W.
d) Uma quantidade de calor Q flui do subsistema G para o subsistema B, mas não ocorre a realização de trabalho mecânico, de forma que a variação da energia interna do subsistema B pode ser escrita corretamente como -Q.
e) Uma quantidade de calor Q flui do subsistema G para o subsistema B, mas não ocorre variação da energia interna do subsistema B, de forma que se pode escrever corretamente Q = W.

Questão 03- Corpos em vibração podem levar à produção de sons, sendo que sons musicais são distinguidos dos sons ordinários pela sua periodicidade. Assim, as notas musicais foram convencionadas como os sons que correspondem a certas freqüências fixas de vibração. Para os músicos, o intervalo entre duas notas de freqüências f1 e f2 é determinado pela razão entre elas
f1/f2 e, quando uma freqüência é o dobro da outra, dizemos que os dois sons correspondem à mesma nota, estando a freqüência maior uma oitava acima. Num instrumento de cordas, a freqüência das notas musicais produzidas é determinada pelas características materiais da corda, pelo seu comprimento de vibração e pela tensão a que está submetida. Considere as afirmativas
a seguir:

I- Quando, através da mudança da posição do dedo, diminuirmos o comprimento de uma mesma corda de violão pela metade, haverá uma conseqüente diminuição da freqüência de vibração do som resultante, acarretando um som de uma oitava abaixo.
II- Mesmo possuindo cordas com comprimentos diferentes, violão e cavaquinho podem produzir sons de freqüências diferentes que, ainda assim, corresponderão à mesma nota musical.
III- A mesma nota musical será produzida quando, através da mudança da posição do dedo, quadruplicarmos o comprimento da mesma corda de um violão.
IV- Se fizermos com que duas cordas, uma num violão e outra num cavaquinho, assumam o mesmo comprimento de vibração elas produzirão, necessariamente, a mesma nota musical.
V- Quando, através de um toque com o dedo, dobramos o comprimento de vibração de uma corda de violão, estamos produzindo a mesma nota musical, mas uma oitava abaixo.

Estão corretas apenas as afirmativas:

a) I e II.
b) I e V.
c) III e IV.
d) I, II e IV.
e) II, III e V.

Questão 04 - “25/08/2004 - Tigre domado - Temperaturas de 30ºC negativos, nevascas, ventos tão fortes que chegaram a derrubar um homem.... Ingredientes perfeitos para qualquer ser humano em sã consciência ficar dentro de casa. É justamente o que sonhavam os alpinistas paulistas Vitor Negrete, 36 anos, e Rodrigo Raineri, 35, quando decidiram escalar durante o inverno o Monte Aconcágua, a maior montanha das Américas, com quase sete mil metros de altura. No sábado 7 de agosto, eles se tornaram os primeiros brasileiros a alcançar o cume da montanha nesse período do ano. [...].”

http://www.grade6.com.br/noticias_leiamais.cfm?id_not=206

Com base nos conhecimentos sobre o tema, assinale a alternativa que apresenta a explicação correta para o fato de ser sempre muito frio no cume das montanhas.

a) O ar quente da superfície da terra, ao subir, expande-se praticamente sem a liberação de calor. Essa expansão adiabática é feita às custas da energia interna do gás, o que reduz sua temperatura.
b) Os pontos mais altos da Terra são os locais mais distantes do seu núcleo, de onde vem o aquecimento do solo que, por irradiação, aquece o ar. Assim, sem o aquecimento, o ar fica sempre muito frio no cume das montanhas.
c) Como a pressão do ar é dada pela relação p = po+ ρgh (onde po é a pressão ao nível do mar, ρ a densidade do ar, g a aceleração da gravidade, e h a altitude), à medida que h aumenta, a pressão aumenta e comprime o ar, tornando-o mais denso e dificultando a passagem dos raios solares que aquecem o ambiente, tornando o ar muito frio.
d) Com a altitude, o ar fica mais rarefeito, as moléculas ficam mais distantes umas das outras, diminuindo a condução de calor e fazendo com que o ar tenda a ficar mais frio nas regiões mais altas do planeta.
e) A temperatura além da estratosfera da Terra é muito baixa (cerca de 2700ºC negativos). Assim, nos pontos mais altos do planeta, sendo mais próximos da estratosfera, o ar será mais frio.

Questão o5- Um holofote emite um feixe cilíndrico e vertical de luz dirigido contra o solo, plano e horizontal. Uma pequena esfera opaca executa movimento circular e uniforme no interior desse feixe. A trajetória da esfera está contida num plano vertical.

Analise as afirmações a seguir:

I- O movimento da sombra projetada pela esfera é periódico e oscilatório.
II- O movimento da sombra tem o mesmo período do movimento da esfera.
III- Enquanto a esfera descreve uma semi-circunferência, a sombra completa uma oscilação.
IV- A amplitude do movimento da sombra é igual ao diâmetro da circunferência descrita pela esfera.
V- O movimento da sombra é harmônico simples.

Indique a alternativa verdadeira.

a) Se apenas I e V forem corretas.
b) Se apenas I, II, IV e V forem corretas.
c) Se apenas I, II e V forem corretas.
d) Se apenas V for correta.
e) Se todas forem corretas.

Gabarito: 1-B 2-B 3-A 4-E 5-c