|
|
A Universidade Federal de Goiás (UFG) é uma instituição federal brasileira de ensino superior situada no estado de Goiás.
O seu principal campus está localizado em Goiânia. Todavia, a universidade conta ainda com campis espalhados por outras três cidades do estado: Catalão, Goiás e Jataí.
É a principal universidade do Estado de Goiás. A revista Guia do Estudante concedeu avaliações positivas (excelente, muito bom, e bom) a 29 cursos de graduação da UFG.
A UFG é considerada a melhor universidade do estado de Goiás.
Obs. Foram pontuadas soluções parcialmente corretas e outras soluções fisicamente consistentes.
01-(UFG-GO-013)
02-(UFG-GO-013)
O nitrogênio líquido é frequentemente utilizado em sistemas criogênicos, para trabalhar a baixas temperaturas.
A figura a seguir ilustra um reservatório de 100 litros, com paredes adiabáticas, contendo 60 litros da substância em
sua fase líquida a uma temperatura de 77 K. O restante do volume é ocupado por nitrogênio gasoso que se encontra em equilíbrio térmico com o líquido. Na parte superior do reservatório existe uma válvula de alívio para manter a pressão manométrica do gás, em 1,4 atm.
Quando o registro do tubo central é aberto, o gás sofre uma lenta expansão isotérmica empurrando o líquido.
Considerando-se que foram retirados 10% do volume do líquido durante esse processo e que o gás não escapa para o ambiente, calcule:
a) O número de mols do gás evaporado durante o processo.
b) O trabalho realizado pelo gás sobre o líquido.
03-(UFG-GO-013)
Uma montagem experimental, empregando um feixe laser e alguns espelhos, é usada para observar o efeito de interferência construtiva, conforme ilustrado na figura a seguir.
Nesta montagem, um feixe laser incide em um espelho divisor produzindo dois raios. No espelho divisor, de índice de refração ne=√2 , um dos raios é refletido na superfície externa do espelho, enquanto o outro raio atravessa o espelho. Em seguida, após a reflexão em dois outros espelhos totalmente refletores, os raios voltam a se combinar no detector. Para haver interferência construtiva, um compensador (de índice de refração nc ) é utilizado para ajustar a diferença de caminho óptico entre os dois raios. Considerando-se que o ângulo de incidência no espelho divisor é de 45o, determine:
a) A distância percorrida ℓ pelo feixe dentro do espelho divisor.
b) A espessura do compensador para que ocorra interferência construtiva no detector.
04-(UFG-GO-013)
O sistema composto de duas placas metálicas circulares, móveis e de diâmetro 20 cm, formam um
capacitor, conforme ilustrado na figura a seguir.
Quando a distância d entre as placas é da ordem de um milésimo do diâmetro das placas, este é, com boa aproximação, um capacitor plano de placas paralelas. Nessas condições, esse sistema é usado para medir o campo elétrico atmosférico. Considerando-se que π=3, εo=8,85·10-12 N·m2/C2 e que a ddp medida é de 20 mV, calcule:
a) O campo elétrico atmosférico estabelecido entre as placas.
b) O módulo da carga elétrica em cada placa.
05-(UFG-GO-013)
Os carros modernos utilizam freios a disco em todas as rodas, e o acionamento é feito por um sistema hidráulico
fechado, que é acionado quando o motorista pisa no pedal de freio. Neste sistema, ao mover o pistão, as pastilhas de freio entram em contato com o disco nos dois lados. Considere que um carro de 500 kg, viajando a uma velocidade de 20 m/s, precisa parar imediatamente. O motorista o faz sem deslizamento dos pneus, dentro de uma distância de 20 m. Considerando-se o exposto, calcule:
a) A força média com que cada pistão pressiona o disco de freio. Use 0,8 como o coeficiente de atrito entre a pastilha e o disco.
b) A pressão do óleo que empurra o pistão. Use o diâmetro de 4 cm para esse pistão.
06-(UFG-GO-013)
Refratômetro é um instrumento ótico utilizado para medir o índice de refração de uma substância e também para determinar a concentração de certas substâncias, como, por exemplo, o açúcar em um fluido qualquer. A figura
ilustra o protótipo de um refratômetro constituído por um prisma de índice de refração 1,6, um orifício no qual entra a luz de análise e uma cavidade para colocar o material líquido a ser analisado. Nessas condições, um feixe de luz monocromático, ao entrar pelo orifício, refrata na interface prisma-líquido e atinge a escala graduada em um ponto a 4 cm da origem. Considerando-se que L = 12 cm e h=√2 , calcule:
a) O índice de refração do líquido sob análise.
b) O menor índice de refração que esse instrumento permite medir.
07-(UFG-GO-013)
Com o objetivo de determinar a frequência de uma nota musical emitida por um tenor, um estudante monta um equipamento constituído basicamente por um tubo vertical, um alto-falante e um cronômetro. O tubo, contendo água, possui 20 cm de diâmetro e a extremidade superior é aberta, onde será posicionado o alto-falante para reproduzir
a nota do tenor, conforme ilustrado na figura.
Na sua parte inferior, um furo permite que a água saia a uma taxa de aproximadamente 3 litros por segundo.
À medida que a água é liberada e seu nível dentro do tubo é reduzido, a intensidade do som dentro do tubo varia de forma a atingir valores máximos com intervalos a cada 4 segundos. Considerando-se que a velocidade do som no ar é de 340 m/s e que o tenor emitiu esta nota na mesma intensidade por alguns minutos, calcule:
a) A velocidade de descida do nível de água no tubo (considere π=3 ).
b) A frequência da nota musical emitida pelo tenor.
08-(UFG-GO-013)
Em dias secos, algumas pessoas podem perceber descargas elétricas quando se aproximam de superfícies metálicas. Numa condição específica, o corpo humano pode ficar eletrizado estaticamente com uma diferença de potencial de 30 kV. Neste caso, a pele humana funciona como as placas de um capacitor de 300 pF, e o estrato córneo (a camada mais externa da pele) funciona como o dielétrico, podendo armazenar energia elétrica. Considerando-se o exposto:
a) Calcule a energia eletrostática armazenada pelo corpo e a respectiva carga elétrica.
b) Ao aproximar um dedo a 1,0 cm de uma superfície metálica, forma-se um arco voltaico visível de 200 μm de diâmetro que descarrega totalmente o corpo em 10 μs. Calcule a resistividade do ar no arco voltaico (considere π=3 ).