Física com o BFTente resolver cada exercício antes de abrir a resposta. As resoluções ficam disponíveis logo abaixo de cada questão.
Revise a teoria: resumo de Introdução a Física.
Questões desta lista
Questão 1
UFPR 2022Na(s) questão(ões), as medições são feitas por um referencial inercial. O módulo da aceleração gravitacional é representado por g. Onde for necessário, use g = 10 m/s2 para o módulo da aceleração gravitacional.
Ao realizar manipulações com grandezas físicas, é importante se ter ideia das ordens de grandeza envolvidas numa dada situação. Com base no exposto, assinale a alternativa que apresenta corretamente a ordem de grandeza da espessura de um telefone celular.
Ver resposta e resolução da questão 1
Resposta: C
Para determinar a ordem de grandeza da espessura de um aparelho celular contemporâneo, deve-se considerar suas dimensões físicas reais no padrão métrico. Em termos práticos, dispositivos móveis atuais possuem uma espessura média aproximada de um centímetro.
Ao converter essa medida para a unidade fundamental do Sistema Internacional, o metro, obtemos o valor de 10-2 m. Portanto, a escala de magnitude que melhor representa essa dimensão física é a expressa por esse expoente negativo.
Questão 2
UERJ 2017Pela turbina de uma hidrelétrica, passam 500 m3 de água por segundo.
A ordem de grandeza do volume de água que passa por essa turbina em 3 h corresponde, em litros, a:
Ver resposta e resolução da questão 2
Resposta: B
A vazão de água é de 500 m3 por segundo. Portanto, em primeiro lugar, é necessário converter o volume de metros cúbicos para litros. Como 1 m3 corresponde a 1000 L, ou seja, a 103 L, temos:
\[V = 500 m^{3}\]
Assim, a vazão também pode ser expressa em litros por segundo:
\[V = 500 \cdot 10^{3} dm^{3}\]
Como 1 dm3 é igual a 1 L, a expressão anterior pode ser escrita diretamente em litros:
\[V = 500 \cdot 10^{3} L\]
Escrevendo esse valor em notação científica, deslocamos a vírgula de 500 três casas para a esquerda. Por isso, o expoente de 10 aumenta em duas unidades em relação a 103:
\[V = 5 \cdot 10^{5} L\]
Agora, é preciso converter o intervalo de tempo de 3 horas para segundos, pois a vazão foi fornecida por segundo. Uma hora possui 60 minutos, e cada minuto possui 60 segundos. Logo:
\[1 \text{h} = 60 \text{min} = 3.600 \text{s}\]
Portanto, 3 horas correspondem a:
\[3 \text{h} = 3 \times 3.600 = 1.08 \cdot 10^{4} \text{s}\]
Isso significa que, a cada segundo, passam 5 ⋅ 105 L pela turbina. Para encontrar o volume total em 1,08 ⋅ 104 s, usamos uma proporção direta:
\[1 \text{s} \rightarrow 5 \cdot 10^{5} L\]
\[1.08 \cdot 10^{4} \text{s} \rightarrow x\]
Multiplicando a vazão pelo tempo, obtemos o volume total de água que passou pela turbina:
\[x = 5.4 \cdot 10^{9}\]
O resultado é 5,4 ⋅ 109 L. Para determinar a ordem de grandeza, observamos o primeiro algarismo da mantissa: como 5,4 é maior ou igual a 3,16, arredondamos para a potência de dez seguinte. Portanto:
Como a questão pede a ordem de grandeza, logo será: \(10^{10} .\)
Assim, a resposta corresponde à alternativa b) 1010.
Questão 3
IFPE · Integrado 2017No passado, Pernambuco participou ativamente da formação cultural, étnica, social e, até mesmo, quantitativa da população brasileira. No período colonial, e com a chegada dos portugueses à região, em 1501, o território foi explorado por Gaspar de Lemos, que teria criado feitorias ao longo da costa da colônia, possivelmente na atual localidade de Igarassu. A partir daí, a população da província só cresceu, porém, mesmo na época da ocupação holandesa (1630-1654), os colonos contavam entre 10 e 20 mil pessoas (não mencionamos aqui o grande quantitativo e mesmo pouco conhecido de indígenas que habitavam toda a província). Hoje, o Brasil possui cerca de 200 milhões de habitantes.
Na Física, expressamos a ordem de grandeza como o valor mais próximo de uma medida em potência de 10. Em uma estimativa aproximada, podemos dizer que a ordem de grandeza do quantitativo de habitantes em nosso país, na atualidade, e de colonos, no período holandês, são, respectivamente,
Ver resposta e resolução da questão 3
Resposta: C
Ordem de grandeza da população atual
O enunciado informa que o Brasil possui aproximadamente 200 milhões de habitantes. Como 1 milhão corresponde a 106, esse valor pode ser escrito inicialmente como 200 vezes 106. Em seguida, escrevemos 200 como 2 vezes 102, obtendo 2 vezes 108. Portanto:
\[= 200 \cdot 10^{6} = 2 \cdot 10^{8}\]
Como o número foi escrito na forma 2 vezes 108, sua ordem de grandeza é 108. Isso significa que a quantidade de habitantes está na escala de centenas de milhões.
Ordem de grandeza da população no período holandês
O texto informa que havia entre 10 mil e 20 mil colonos. Para estimar a ordem de grandeza, pode-se utilizar o limite superior informado, 20 mil. Como mil corresponde a 103, temos 20 mil igual a 20 vezes 103. Escrevendo 20 como 2 vezes 10, resulta em 2 vezes 104:
\[20 \text{m} i l = 20 \cdot 10^{3} = 2 \cdot 10^{4}\]
\[O G = 10^{4}\]
Assim, a população de colonos no período holandês tinha ordem de grandeza 104, isto é, dezenas de milhares de pessoas.
Logo, as ordens de grandeza pedidas são, respectivamente, 108 e 104. Portanto, a alternativa correta é a letra C.
Questão 4
EBMSP 2017Na opinião de especialistas, a descoberta do mecanismo da autofagia, que levou ao Prêmio Nobel de Medicina 2016, pode contribuir para uma melhor compreensão de patologias, como as vinculadas ao envelhecimento. Na maioria das patologias, a autofagia deve ser estimulada, como nas doenças neurodegenerativas, para eliminar os aglomerados de proteínas que se acumulam nas células enfermas.
A tabela mostra, aproximadamente, as faixas de frequência de radiações eletromagnéticas e a figura da escala nanométrica mostra, entre outras, as dimensões de proteínas e de células do sangue.
| Faixas de frequência de radiações eletromagnéticas | |||||
| Radiação | Micro-ondas | Infravermelho | Ultravioleta | Raios X | Raios gama |
| Faixas de frequências | | | | | |
Com base na informação da escala nanométrica, comparando-se as dimensões de células sanguíneas e de proteínas, pode-se afirmar que células sanguíneas é maior do que proteínas um número de vezes da ordem de
Ver resposta e resolução da questão 4
Resposta: E
A escala nanométrica indica que as proteínas possuem dimensões da ordem de \(10 n m\). Isso significa que o tamanho característico de uma proteína é aproximadamente 10 nanômetros.
As células sanguíneas, por sua vez, apresentam dimensões superiores a \(> 5 \cdot 10^{4} n m\). Portanto, elas são muito maiores do que as proteínas.
Para comparar quantas vezes uma dimensão é maior que a outra, divide-se a dimensão da célula sanguínea pela dimensão da proteína. Considerando as potências de 10 envolvidas, a diferença entre a ordem de \(10\) e a ordem de \(10^{4}\) corresponde a um fator de \(100\), que é \(10^{3}\) conforme o raciocínio apresentado no gabarito. Além disso, como a dimensão das células sanguíneas é superior a \(5\) vezes essa potência de 10, a comparação deve ser expressa, em ordem de grandeza, por \(10^{4}\).
Assim, as células sanguíneas são maiores do que as proteínas por um número de vezes da ordem de 104. Portanto, a alternativa correta é e) 104.
Questão 5
UPE 2015Em uma partida típica de futebol, um jogador perde, em média, 3,0 litros de líquido pelo suor. Sabendo que 1,0 mililitro equivale ao volume de 10 gotas de suor, qual é a ordem de grandeza do somatório de gotas que todos os jogadores transpiraram em todos os 64 jogos da Copa do Mundo 2014, no Brasil?
Considere que cada jogo contou com 22 atletas em campo, sem substituições.
Ver resposta e resolução da questão 5
Resposta: Anulada
ANULADA
Questão anulada pelo gabarito oficial.
A resolução envolve a conversão de litros para mililitros, a transformação de volume em quantidade de gotas e a determinação da ordem de grandeza do resultado. Entretanto, a questão foi anulada porque não especificou qual critério de arredondamento deveria ser utilizado para definir a ordem de grandeza. Dependendo do critério adotado, podem ser consideradas possíveis mais de uma alternativa.
Para calcular o número total de gotas, inicialmente consideramos que cada atleta perde, em média, 3,0 L de líquido por jogo. Como são 22 atletas em cada jogo e ocorreram 64 jogos, o volume total de suor perdido pode ser obtido multiplicando essas três quantidades.
Primeiro, fazemos a conversão de litros para mililitros, utilizando a relação de que 1 L equivale a 1000 mL.
\[3 \cdot 22 \cdot 64 \cdot \frac{1000}{1} = 4224000 \text{ mL}\]
Esse resultado representa o volume total de suor, em mililitros, considerando todos os atletas e todos os jogos. Como cada mililitro corresponde a 10 gotas, multiplicamos esse volume por 10.
\[4224000 \cdot 10 = 42240000 \text{ gotas}\]
Assim, o número total calculado é equivalente a 4,224 × 107 gotas, isto é, aproximadamente 42,24 milhões de gotas.
Uma forma de expressar a ordem de grandeza é observar que o número está na forma 4,224 × 107. Se for adotada a referência 5,5 para decidir o arredondamento, como o coeficiente 4,224 é menor que 5,5, mantém-se a potência de 10. Nesse critério, a ordem de grandeza seria 107 gotas, correspondente à alternativa d.
Por outro lado, há critérios didáticos que utilizam a comparação com a raiz quadrada de 10. Como a raiz quadrada de 10 é aproximadamente 3,16, o coeficiente 4,224 é maior que esse valor; nesse critério, o número seria aproximado para a potência seguinte, resultando em 108 gotas, correspondente à alternativa e.
Portanto, embora o cálculo do total de gotas conduza a 4,224 × 107 gotas, a ausência de um critério de arredondamento explicitamente indicado permite interpretações distintas para a ordem de grandeza. Por esse motivo, conforme o gabarito oficial, a questão foi anulada.
Questão 6
CESGRANRIO 1998A luz demora em torno de 8 minutos para vir do sol até nós, e em torno de 4 anos para vir da estrela mais próxima até nós. Se desejarmos representar sobre uma reta e em escala as posições da Terra, do Sol e dessa estrela, e se colocarmos a Terra e o Sol separados de 1 milímetro, então, a referida estrelas ficará a uma distância do Sol compreendida entre:
Ver resposta e resolução da questão 6
Resposta: E
A escala é determinada pela relação entre o tempo de viagem da luz e a distância percorrida, pois a luz se propaga com velocidade constante. Assim, distâncias maiores correspondem proporcionalmente a tempos maiores.
Primeiro, convertemos o tempo de aproximadamente 4 anos para minutos, unidade usada para comparar com os 8 minutos correspondentes à distância entre o Sol e a Terra. Considerando 365 dias em cada ano, 24 horas por dia e 60 minutos por hora, obtemos:
4 anos = 4 × 365 × 24 × 60 minutos ≈ 2 × 106 min
Na representação em escala, a distância Terra–Sol é de 1 milímetro e corresponde a 8 minutos de viagem da luz. A distância Sol–estrela corresponde a aproximadamente 2 × 106 minutos. Portanto, estabelecemos a proporção entre a distância representada e o tempo de percurso:
1 mm ————————- 8 min
x ————————– 2 × 106 min
Como x deve ser expresso em metros, convertemos 1 milímetro para metros. Um milímetro equivale a 10−3 metro. Aplicando a proporcionalidade, a distância procurada é:
\[x = \frac{2 \times 10^{6}}{8} \times 10^{- 3} \text{m} = 250 \text{m}\]
O resultado indica que, nessa escala, a estrela deve ficar a aproximadamente 250 metros do Sol. Esse valor está compreendido entre 200 m e 300 m.
Resposta: alternativa e) 200 m e 300 m.
