Durante uma aula prática sobre Termodinâmica, um professor de Física apresenta a seus alunos três experimentos distintos com um gás contido em um cilindro provido de pistão móvel, com o objetivo de discutir o princípio da conservação de energia em sistemas termodinâmicos.

Pondere que, em todas as situações, o sistema é ideal: o gás é perfeito, o cilindro e o pistão não trocam calor com o ambiente além do indicado, o atrito é desprezível.

Nos experimentos, o professor observa:

– Situação 1: O pistão se move lentamente enquanto o gás mantém temperatura constante.

– Situação 2: O cilindro é isolado termicamente, o gás se expande realizando trabalho sobre o pistão.

– Situação 3: O pistão é travado, impedindo a variação de volume, enquanto o gás recebe calor de uma fonte externa.

Com base nessas observações e na Primeira Lei da Termodinâmica, assinale a alternativa correta.

Dois satélites artificiais, A e B, orbitam a Terra em trajetórias circulares e coplanares. O satélite A está mais próximo da superfície terrestre, enquanto o satélite B orbita a uma altura duas vezes maior que a de A, em relação ao centro da Terra. Admite-se que as órbitas são estáveis e que não há influência de outras forças externas. Julgue as massas dos satélites iguais e despreze a resistência do ar.

Com base na Lei da Gravitação Universal, analise as afirmativas e marque a alternativa verdadeira.

I- Mantendo as massas dos satélites iguais, a força gravitacional sobre o satélite mais próximo da Terra (A) será quatro vezes maior que a força sobre o satélite mais distante (B), já que a distância de B ao centro da Terra é o dobro da de A.

II- A aceleração centrípeta necessária para manter o satélite A em órbita é maior que a do satélite B, pois depende diretamente da intensidade da força gravitacional que atua sobre cada um.

III- A energia potencial gravitacional do satélite B é menor (mais negativa) que a do satélite A, já que está mais distante do planeta.

IV- O satélite A se move com maior velocidade orbital que o satélite B, pois a velocidade necessária para uma órbita circular diminui com o aumento da distância ao centro da Terra.

V- Como a força gravitacional é menor no satélite B, sua energia cinética também é menor que a do satélite A, o que implica que o satélite B possui menor energia mecânica total.

No espaço profundo, longe de corpos celestes, um módulo-foguete encontra-se inicialmente em repouso. Considere um sistema ideal e isolado (não há forças externas agindo sobre o conjunto foguete + combustível e desprezam-se efeitos relativísticos). O módulo tem massa total inicial M =1200,0 kg, dos quais m=200,0 kg correspondem ao combustível que será ejetado em um único evento instantâneo (manobra de ejeção).

Durante a ejeção, o combustível é expelido para trás (sentido oposto ao desejado de avanço do foguete) com velocidade relativa u=300,0 m/s em relação ao foguete no momento da ejeção. Antes da ejeção o sistema estava em repouso no referencial inercial considerado. Despreze quaisquer interações internas diferentes da ejeção (isto é, trate o processo como uma separação instantânea de duas massas em um sistema isolado). Usando a conservação do momento linear, determine a velocidade, (módulo, em m/s), que o foguete adquire imediatamente após a ejeção.

Em uma obra, um engenheiro precisa montar um guincho de içamento, para elevar baldes de massa com 80,0 kg até o último andar de um edifício. Para reduzir o esforço dos operários, ele decide construir um sistema de roldanas ideal, utilizando quatro roldanas idênticas e cordas inextensíveis, desprezando o peso das roldanas e o atrito nos eixos. As roldanas podem ser montadas como fixas ou móveis. O engenheiro deseja diminuir ao máximo o valor da força aplicada para levantar o balde, sem ultrapassar o limite de quatro roldanas disponíveis. Adote g=9,8 m/s² .

Com base nessas informações, assinale a alternativa que melhor representa a opção de organização das roldanas e o valor da força que o operário precisa aplicar para erguer o balde em velocidade constante.

Considere as afirmações a seguir sobre a análise, previsão e modificação das marés:

(__)A análise harmônica da maré baseia-se na decomposição do sinal observado em constituintes periódicas associadas aos movimentos relativos entre Terra, Lua e Sol, permitindo a previsão da maré astronômica.
(__)As tábuas de marés são construídas a partir da análise harmônica e fornecem previsões do nível do mar considerando exclusivamente os efeitos astronômicos.
(__)Em regiões costeiras rasas e estuários, a propagação da maré pode ser modificada por efeitos de atrito, geometria do fundo e ressonância, alterando a amplitude e a fase da maré.
(__)A maré meteorológica resulta da superposição de efeitos atmosféricos, como variações de pressão atmosférica e ação do vento, podendo elevar ou reduzir temporariamente o nível do mar em relação à maré prevista.
(__)A previsão harmônica da maré incorpora explicitamente os efeitos meteorológicos de curto prazo, tornando desnecessária a consideração de marés meteorológicas em estudos costeiros.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:

Considere um campo de ondas gerado por um vento persistente e uniforme, que atua por tempo e extensão suficientes para produzir um mar em completo desenvolvimento. Após cessar a ação do vento, o campo de ondas propaga-se para fora da área de geração, alcançando uma região distante da fonte.

Com base nos conceitos de energia das ondas, celeridade de fase e de grupo, e na distinção entre vagas e marulhos (ondulações), analise as afirmativas a seguir:

I.Em um mar completamente desenvolvido, o espectro de energia das ondas atinge um estado de equilíbrio, no qual o aporte de energia do vento é compensado pelas perdas por dissipação.
II.A energia das ondas propaga-se com a celeridade de fase, razão pela qual as cristas individuais transportam energia ao longo do oceano.
III.Ao se afastar da região de geração, o campo de ondas passa a ser dominado por marulhos (ondulações), caracterizados por ondas mais longas, mais regulares e com maior período do que as vagas.
IV.Para ondas de gravidade em águas profundas, a energia das ondas propaga-se com a celeridade de grupo, que é inferior à celeridade de fase.
V.A dispersão faz com que componentes de maior período se propaguem mais rapidamente, permitindo que os marulhos alcancem regiões distantes antes das ondas de menor período.

É correto o que se afirma em:

A Oceanografia Operacional utiliza modelos numéricos para representar e prever a circulação oceânica e costeira, resolvendo de forma aproximada as equações que descrevem o movimento dos fluidos. Com base nos princípios gerais de discretização e integração temporal discutidos nos livros-base, analise as afirmativas a seguir:

I.Na modelagem numérica oceânica, equações diferenciais contínuas são aproximadas por relações algébricas em uma malha discreta de pontos no espaço e no tempo, permitindo a simulação da evolução das variáveis físicas.
II.Em esquemas numéricos nos quais o estado futuro do sistema é calculado exclusivamente a partir das informações conhecidas no instante atual, a simplicidade computacional é uma vantagem, porém a estabilidade do modelo impõe limitações severas ao tamanho do passo de tempo.
III.Esquemas numéricos que incorporam o estado futuro do sistema nas equações discretizadas tendem a apresentar maior estabilidade numérica, permitindo o uso de passos de tempo mais longos, ao custo de maior complexidade computacional.
IV.A aplicação de modelos numéricos costeiros é particularmente relevante para o estudo de processos como circulação induzida por marés, forçantes meteorológicas e variações do nível do mar, sendo amplamente empregada em sistemas estuarinos e regiões de plataforma continental.
V.Independentemente do método numérico adotado, a resolução espacial do modelo não influencia a estabilidade ou a precisão das simulações, desde que o passo de tempo seja adequadamente escolhido.

É correto o que se afirma em:

Uma lâmpada incandescente de 25 W / 220 V foi conectada em uma rede de 110 V. Assinale a alternativa que representa a potência dissipada por essa lâmpada quando conectada a essa rede.

Considerando a resistividade dos materiais aplicados à segunda lei de Ohm, analise e classifique os materiais abaixo de acordo com a resistividade elétrica, sendo 1 para o melhor condutor (menor resistividade) e 5 para o pior condutor (maior resistividade). Após isso, assinale a alternativa que contém a resposta correta:

Materiais:
Cobre
Alumínio
Zinco
Ouro
Prata

Quando tomamos um sorvete em um dia muito quente, percebemos que ele começa a derreter rapidamente. Se não for consumido a tempo, em poucos minutos o sorvete se transforma em líquido. Isso ocorre porque a água presente no sorvete passa do estado sólido para o estado líquido, processo conhecido como (I). As mudanças de estado físico da água estão relacionadas ao aquecimento ou ao resfriamento, isto é, ao ganho ou à perda de energia na forma de calor. No exemplo do sorvete derretendo, (II). Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas I e II.