7 Questões de Propriedades físicas dos materiais

Pesquisadores itinerantes apresentam em uma feira de ciências um experimento comparativo envolvendo recipientes idênticos de cerâmica, sendo que um deles recebe um revestimento interno de alumínio. Cada recipiente foi preenchido com 300 g de água, levado a uma temperatura de 90 °C e, em seguida, removido da fonte de calor para resfriamento ao ar livre a 25 °C. O cronômetro foi acionado até que a temperatura da água caísse para 40 °C. No recipiente sem alumínio, o tempo medido foi de 450 s; no revestido, foi de 270 s. Esses resultados ilustram como a condutividade térmica do material de revestimento influencia a velocidade de troca de calor entre o líquido e o ambiente. Analise o experimento descrito e identifique qual frase comunica de forma mais clara e precisa, para o público leigo, o resultado sobre a influência do revestimento na troca de calor.

1. A) O recipiente revestido de alumínio resfria a água em 450 s, indicando condutividade térmica inferior ao recipiente sem revestimento.
2. B) O recipiente revestido de alumínio resfria a água em 270 s, demonstrando condutividade térmica superior ao recipiente sem revestimento.
3. C) O recipiente revestido de alumínio resfria a água em 270 s, evidenciando condutividade térmica inferior ao recipiente sem revestimento.
4. D) O recipiente revestido de alumínio resfria a água em 450 s, demonstrando condutividade térmica superior ao recipiente sem revestimento.
5. E) O recipiente revestido de alumínio resfria a água em 270 s, indicando melhor isolação térmica do que o recipiente sem revestimento.

Por que o ultrassom perde intensidade tão rapidamente na água? Em um estudo para diagnóstico médico, um grupo de físicos mediu a intensidade de um feixe de ultrassom ao atravessar colunas de água destilada. A intensidade I(x) foi registrada em x = 0 m, 0,2 m e 0,4 m, resultando em valores absolutos de 2.00 W/m2, 0.74 W/m2 e 0.30 W/m2, respectivamente. Traçando ln[I(x)/I0] versus x, obtiveram ajuste linear de coeficiente angular -5 m^-1. Para divulgar esses dados a um público leigo, a equipe elaborou cinco versões de comunicado científico, apresentadas a seguir. Analise o texto-base e identifique a versão que apresenta corretamente os resultados de atenuação sonora em linguagem acessível a um público leigo.

1. A) A cada 20 cm de percurso na água, a intensidade sonora é reduzida à metade de seu valor anterior.
2. B) A intensidade sonora diminui exponencialmente, reduzindo-se por fator e a cada 20 cm de deslocamento.
3. C) A energia sonora remanescente após cada 20 cm de água é, aproximadamente, 37% do valor inicial.
4. D) Após 20 cm na coluna de água, a intensidade sonora cai para cerca de 15% do valor original.
5. E) A atenuação faz com que a intensidade sonora caia em 63% a cada 20 cm de percurso na água.

Folhas de papel reciclado pendem nas árvores ao longo da via de acesso ao bairro, mas ruídos de motores e freios intensos lembram: os carros atravessam o quebra-molas mal sinalizado em alta velocidade. Para avaliar seu desempenho, técnicos equiparam um veículo com acelerômetro a 400 Hz e registraram a desaceleração imposta pelo obstáculo. No relatório preliminar, descreve-se: “o dispositivo produziu desaceleração média de 2,0 no teste, reduzindo a velocidade de 80 km/h para 40 km/h”. O texto, porém, não mencionou unidades referentes ao valor numérico 2,0, nem fez tratamento de incerteza dos dados. Analise o texto-base e identifique qual unidade de SI deve ser incluída após “2,0” para comunicar corretamente o valor de desaceleração média.

1. A) km/h
2. B) km/h^2
3. C) m^2/s
4. D) m/s
5. E) m/s^2

Por que uma luminaria parece iluminar bem uma calcada quando esta perto, mas perde efeito rapidamente quando se afasta? Para responder a isso, moradores de um condominio testaram uma luminaria LED apontada para o chao e usaram um aplicativo de medicao de iluminancia (em lux, lx) no celular. Mantendo a mesma luminaria, fizeram leituras no eixo central do feixe, a diferentes distancias d do foco: a 0,50 m, o app indicou 200 lx; a 1,00 m, 50 lx; e a 2,00 m, 12 lx. O grupo quer incluir no informativo do predio uma comparacao simples, com situacao cotidiana, que ajude leitores leigos a entender como a iluminancia varia quando a distancia dobra, sem usar linguagem tecnica. Interprete os dados e identifique a analogia que representa corretamente, para um publico leigo, o efeito de dobrar a distancia entre a fonte e o ponto iluminado.

1. A) Como aumentar o numero de lampadas ao dobro: a iluminacao no chao dobra.
2. B) Como diluir o mesmo corante em 16 vezes mais agua: a cor cai a 1/16.
3. C) Como espalhar a mesma tinta em uma area 4 vezes maior: a cobertura por area cai a 1/4.
4. D) Como espalhar o mesmo conteudo em um volume 8 vezes maior: a concentracao cai a 1/8.
5. E) Como espalhar a mesma tinta em uma area 2 vezes maior: a cobertura por area cai a 1/2.

Cerca de 30% dos acidentes urbanos registrados em um municipio ocorreram em vias com limite de 40 km/h, segundo campanha educativa (dados ilustrativos). Para produzir um texto curto a motoristas, a equipe mediu apenas a distancia de frenagem (da acao no pedal ate a parada), com o mesmo carro em asfalto seco e ABS acionado. Os valores medios foram: Velocidade v (km/h): 40 | 60 | 80 Distancia d (m): 10 | 23 | 40 (incerteza de leitura: +/- 1 m) Um tecnico comentou que, sob desaceleracao aproximadamente constante, a fisica descreve a tendencia por d = v^2/(2a), o que ajuda a interpretar como a distancia cresce quando a velocidade aumenta. A equipe precisa divulgar uma frase simples e fiel aos dados medidos. Interprete os dados do texto-base e identifique a frase mais adequada para um aviso ao publico leigo, mantendo a conclusao fisica do teste de frenagem.

1. A) Ao aumentar de 40 para 80 km/h, a distancia de frenagem aumenta aproximadamente 4 vezes.
2. B) Ao aumentar de 40 para 80 km/h, a distancia de frenagem aumenta aproximadamente 5 vezes.
3. C) Ao aumentar de 40 para 80 km/h, a distancia de frenagem aumenta aproximadamente 3 vezes.
4. D) Ao aumentar de 40 para 80 km/h, a distancia de frenagem aumenta aproximadamente o dobro.
5. E) Ao aumentar de 60 para 80 km/h, a distancia de frenagem diminui por causa do ABS.

— Se a gente afastar o gerador alguns metros, o barulho “cai” quanto? — perguntou uma moradora ao ver a montagem de barracas em uma praça. Para responder, um coletivo de bairro fez medições com um aplicativo decibelímetro, sempre com o gerador operando na mesma potência. Foram obtidos os níveis sonoros médios: 78 dB a 5 m, 72 dB a 10 m e 66 dB a 20 m da fonte. No material de divulgação, o grupo pretende explicar o que esses valores indicam sobre a “quantidade de som” que chega às pessoas. Eles adotaram a relação entre nível sonoro L e intensidade sonora I: L = 10 log(I/I0), com I0 = 1,0 x 10^-12 W/m^2, e destacaram que a diferença entre dois níveis, DeltaL, permite comparar intensidades por I2/I1 = 10^(DeltaL/10). Com base nas medições e na relação entre decibel e intensidade, conclua qual afirmação comunica corretamente ao público do bairro o efeito observado ao dobrar a distância até o gerador.

1. A) Ao dobrar a distância, a intensidade sonora que chega cai para cerca de 1/2 do valor anterior.
2. B) Ao dobrar a distância, a intensidade sonora que chega cai para cerca de 1/4 do valor anterior.
3. C) Ao dobrar a distância, a intensidade sonora que chega cai para cerca de 1/8 do valor anterior.
4. D) Ao dobrar a distância, a intensidade sonora que chega aumenta cerca de 4 vezes em relação ao valor anterior.
5. E) Ao dobrar a distância, a intensidade sonora que chega permanece praticamente a mesma, pois a queda é só de 6 dB.