Selecionamos as questões mais relevantes da prova de vestibular UFSC 2019/1. Confira! * Obs.: a ordem e número das questões aqui não são iguais às da prova original.
No seu truque seguinte, o mágico Gafanhoto convence a plateia do Circo da Física de que torcer por um time pode “mexer com ele”. O mágico apresenta um sistema composto de cinco pêndulos com números representando times de Santa Catarina – Figueirense (1), Chapecoense (2), Joinville(3), Avaí (4) e Criciúma (5) – que têm massas iguais, diferentes comprimentos e que estão ligados a uma manivela por uma haste de metal. Conforme a plateia torce com maior ou menor intensidade por um dos times, o mágico, movendo a manivela da esquerda para a direita, faz apenas um dos pêndulos balançar com grande amplitude, enquanto os outros pêndulos quase não balançam. O grande segredo do truque está no movimento oscilatório da manivela (pequenos semicírculos, demonstrado na figura abaixo), mas o mágico Gafanhoto distrai o público, interagindo com ele, a fim de que não perceba.
Com base no exposto acima e na figura, é correto afirmar que:
se quiser, o mágico Gafanhoto consegue, movimentando a manivela, ceder energia ao sistema de pêndulos sem movimentar com grande amplitude nenhum deles.
o mágico Gafanhoto consegue balançar com maior amplitude um dos pêndulos devido à forçado pensamento da plateia.
quanto maior a massa de um pêndulo, maior a sua frequência natural de oscilação.
o segredo do mágico Gafanhoto consiste em, a cada vez que quer “mexer com um time” com grande amplitude, movimentar a manivela com frequência igual à frequência de oscilação natural de um dos pêndulos.
os cinco pêndulos possuem a mesma frequência de oscilação natural.
a razão entre os períodos de oscilação natural do pêndulo de comprimento L e do pêndulo de comprimento L/5 é igual a 5.
a força gravitacional é a força restauradora quando os pêndulos balançam sem a ação do mágico Gafanhoto.
Uma das atrações mais aplaudidas e surpreendentes no Circo da Física é o “show das cores e dos om”. Nesse número, o artista toca em um tipo de teclado que, além de produzir som, acende algumas lâmpadas, todas de mesma potência. A figura abaixo ilustra as teclas do teclado com a indicação das respectivas chaves e o circuito das lâmpadas (cada uma com resistência R) ligadas a uma bateria de 12 V. O funcionamento é o seguinte: cada tecla do instrumento, ao ser pressionada, emite o som da nota correspondente e fecha uma chave (Ch) do circuito que contém as lâmpadas. Assim, a dança das cores (Amarela, Verde, Azul, Vermelha e Branca) se dá no ritmo da música e a sequência é definida pelo artista, conforme aperta as teclas para tocar a melodia. É realmente fantástico!
Com base no exposto, é correto afirmar que:
quando forem apertadas, simultaneamente, as notas Dó, Ré#, Fá, Sol e Lá, a corrente que atravessa a bateria será, em ampères, 4/R.
para acender as lâmpadas Verde, Azul, Vermelha e Branca, simultaneamente, o artista pode apertar as notas Ré, Fá#, Sol# e Si ao mesmo tempo.
se todas as chaves forem apertadas ao mesmo tempo, o circuito terá resistência equivalente igual a R/4.
dependendo das teclas apertadas, simultaneamente, o artista pode ligar todas as lâmpada sem série, entretanto não é possível ligar todas em paralelo.
se forem tocadas as notas Ré, Fá, Sol e Lá#, simultaneamente, as lâmpadas de cores Azul, Vermelha e Branca acenderão, mas não com seus brilhos máximos.
Em seu último truque, o mágico Gafanhoto apresenta para a plateia do Circo da Física um sistema que contém um balão transparente e, dentro dele, um balão preto, no momento em que o ambiente é iluminado com uma luz verde comum. Então afirma: “Vou explodir o balão a distância. Para ficar mais difícil, vou explodir o balão de dentro, e não o de fora”. Ele faz um movimento comas mãos, conforme a figura abaixo, e explode o balão preto, obtendo os aplausos da plateia. Sem que o público percebesse, o mágico acionou uma ponteira Laser verde de 200 mW que emite uma luz com comprimento de onda de 532 nm, o que fez o balão preto explodir.
a informação 200 mW indica a energia da ponteira Laser verde.
um Laser pode causar sérios danos à saúde, principalmente aos olhos dos seres humanos.
o balão preto explode porque grande parte da luz Laser verde é absorvida por ele, enquanto o balão transparente reflete grande parte da luz Laser verde.
a energia dos fótons da luz Laser verde depende da frequência da luz.
com a mesma ponteira Laser verde seria, teoricamente, mais difícil explodir um balão interno na cor verde.
o princípio de funcionamento de um Laser é semelhante ao de uma lupa que concentra os raios de luz em um ponto.
Na atração Corrida Maluca, duas pessoas da plateia do Circo da Física são convidadas para soltar dois pequenos cilindros aparentemente idênticos dentro de dois tubos aparentemente idênticos de comprimento 1,0 m, conforme a figura abaixo. Para espanto da plateia, um dos pequenos cilindros demora mais tempo do que o outro para chegar do outro lado do tubo e o vencedor da corrida é sempre o que escolhe determinado lado da estrutura. O segredo da corrida é que, no lado esquerdo da estrutura, o participante tem à disposição um pequeno cilindro de ferro e um tubo de PVC e, no lado direito, o participante tem à disposição um pequeno ímã cilíndrico e um tubo de cobre, em destaque na figura abaixo.
ao cair, o ímã induz uma corrente elétrica no tubo de cobre, devido à variação do fluxo magnético do ímã nas paredes do tubo de cobre.
o cobre é um material condutor ferromagnético e é atraído pelo ímã, o que retarda o movimento de queda do ímã.
o campo magnético produzido pela corrente elétrica induzida no tubo de cobre terá um polo norte próximo ao ímã na parte superior do tubo.
ao descer pelo tubo de cobre, o ímã atinge rapidamente velocidade constante (velocidade terminal).
no sistema ímã-tubo de cobre, não ocorre o efeito joule, já que a velocidade de queda do ímã é constante.
Finalmente, o momento mais aguardado pela plateia do Circo da Física: o Globo. Em uma esfera de aço com 4,84 m de diâmetro cujo coeficiente de atrito entre o pneu e o aço é 0,2, cinco destemidos pilotos fazem manobras radicais com suas motos. No ponto alto da apresentação, o Globo se abre, deixando a plateia apreensiva e extasiada, e três pilotos parecem flutuar no ar com suas motos, como mostrado na figura abaixo.
o período da rotação do piloto 1, quando está com a velocidade mínima para realizar a manobra, é de 2,0 s.
a velocidade angular mínima do piloto 1 é de aproximadamente 4,54 rad/s.
a velocidade mínima para o piloto 1 realizar a manobra é de 11,0 m/s.
a velocidade mínima para o piloto 1 realizar a manobra aumenta se o raio do Globo aumentar.
a força centrífuga sobre o sistema piloto-moto tem o sentido para o centro da trajetória.
um piloto com massa menor do que o piloto 1 poderia realizar a manobra com menor velocidade.
As apresentações no Circo da Física se encerram de forma triunfal com a orquestra de cientistas. Nesse espetáculo, os músicos usam máscaras e roupas para homenagear grandes nomes da Física. Isaac Newton e Albert Einstein, por exemplo, tocam trompa e flauta, respectivamente. No quadro abaixo, estão os nomes dos cientistas homenageados, os instrumentos que tocam e suas características sonoras.
Com base no quadro, é correto afirmar que:
mesmo que todos os instrumentos musicais toquem a mesma nota, podemos distingui-los por causa de suas intensidades sonoras.
no saxofone, a onda estacionaria produzida possui ventres nas duas extremidades do tubo.
duas notas musicais distintas, por exemplo Lá e Fá, tocadas por um mesmo instrumento possuem frequências diferentes.
em todos os instrumentos musicais, as ondas estacionárias são produzidas devido aos fenômenos da refração e da interferência.
as ondas sonoras produzidas pelos instrumentos de sopro possuem maior velocidade no ar do que as ondas sonoras produzidas pelos instrumentos de corda.
na flauta de Pan, os comprimentos dos tubos definem as amplitudes das ondas sonoras produzidas.
as ondas sonoras produzidas pelos instrumentos musicais não podem ser polarizadas porque são ondas longitudinais.
Plantas sinalizam sobre perigo em um processo semelhante ao de transmissão nervosa
Quando um fator externo, como um herbívoro, provoca danos em uma folha, a planta inicia um processo de aviso de perigo. Esses sinais podem ativar o mecanismo de defesa da planta, que inclui a produção decompostos nocivos para desestimular o agressor, ou desencadear processos que levarão à cura da lesão já provocada. Um grupo de pesquisadores demonstrou, recentemente, que esse processo de sinalização envolve íons cálcio e receptores de proteínas que se ligam a íons glutamato dissolvidos na água utilizada pelas plantas como veículo de transporte de substâncias. A estrutura da molécula de ácido glutâmico é mostrada abaixo:
Disponível em: <https://cen.acs.org/biological-chemistry/chemical-communication/Plants-signal-danger-through-nervelike/96/i38>. [Adaptado]. Acesso em: 17 set. 2018.
Sobre o assunto e com base nas informações acima, é correto afirmar que:
o ácido glutâmico é um aminoácido, caracterizado pela presença de um grupo amino e de grupos carboxílicos.
com a elevação do pH, assume-se que os grupamentos OH da molécula de ácido glutâmico adquirirão carga positiva, o que permitirá a interação eletrostática com os íons cálcio presentes nas plantas.
no transporte de substâncias nas plantas, os íons glutamato irão interagir por ligações de hidrogênio com as moléculas de água.
o grupo amino presente na molécula de ácido glutâmico age como um ácido de Brønsted-Lowry, pois cede prótons para a água, aumentando o pH da solução.
embora a molécula de ácido glutâmico possua dois grupos característicos de ácido carboxílico, apenas um desses grupos poderá ser desprotonado, pois a perda do segundo íon H+ gerará uma molécula de dupla carga positiva, com difícil estabilização
as ligações entre átomos que constituem o íon glutamato possuem elevado caráter iônico, o que justifica a interação favorável entre íons glutamato e íons cálcio.
Uma nova definição para o mol está disponível
Em 2018, a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) publicou uma nova definição para o mol, estabelecendo que “um mol contém exatamente 6,02214076x1023 entidades elementares”. Essa definição substitui a definição vigente desde 1971, que relacionava o mol à massa.
Disponível em: <https://iupac.org/new-definition-mole-arrived/>. [Adaptado]. Acesso em: 20 set. 2018.
pela nova definição, assume-se que um mol de átomos de ouro possui mais átomos do que um mol de moléculas de sacarose (C11H22O11).
há mais átomos em 1,00 g de zinco do que em 1,00 g de arsênio.
em 1,00 mol de moléculas de água, há 1,00 mol de átomos de oxigênio e 2,00 mol de átomos de hidrogênio.
há mais átomos de oxigênio em 2,00 mol de moléculas de CO2 do que em um 1,00 mol de moléculas de C6H12O6.
na reação H2(g) + Cℓ2(g) ⇌ 2HCℓ(g), o número total de átomos de produto é maior do que o número total de átomos dos reagentes.
A produção de dióxido de carbono a partir da decomposição de bicarbonato de sódio (principal componente do “fermento químico”) pode ser demonstrada por meio de um experimento simples. Ao entrar em contato com a água contida em um recipiente, o gás produzido é coletado em um balão de borracha, que infla com a decomposição do bicarbonato. O experimento é esquematicamente mostrado abaixo:
As reações associadas envolvem a hidrólise com íons bicarbonato e a decomposição do ácido carbônico formado:
Considerando que o experimento tenha sido conduzido sob pressão atmosférica de 1,0 atm, é correto afirmar que:
a solução formada por água e bicarbonato de sódio terá pH superior a 7,0.
a quantidade de CO2 que inflará o balão independe da quantidade de bicarbonato de sódio inserida na água, mas depende da quantidade de água no recipiente.
se a temperatura da solução na qual o bicarbonato de sódio será dissolvido for aumentada, o volume interno do balão será inferior ao volume observado em menor temperatura, pois há mudança na solubilidade do gás no meio líquido.
se o bicarbonato de sódio for dissolvido em uma solução ácida, a decomposição para formar CO2 será inibida e, portanto, o volume interno do balão será menor do que se a reação for conduzida em meio básico.
se o balão for estourado ao término do experimento, o gás que o preenche irá se contrair e será reabsorvido pela solução, o que resultará em um aumento no pH.
considerando-se quantidades equivalentes de bicarbonato, assume-se que o balão estará mais inflado, ou seja, terá maior volume interno ao término da reação se o experimento for conduzido a 35 °C do que a 15 °C.
Brasileiros comem quase tanta carne como americanos, mas a desigualdade social e o poder aquisitivo distorcem a “distribuição dos bifes” no Brasil
Em média, cada brasileiro deve consumir em 2018 cerca de 90 kg de carne. A diferença é relativamente pequena para a média americana, que neste ano deve ultrapassar pela primeira vez a marca dos 100 kg por pessoa. As semelhanças, no entanto, param por aí. O professor Paulo Rossi, do Laboratório de Pesquisas em Bovinocultura da Universidade Federal do Paraná, conduziu uma pesquisa com alunos da pós-graduação da UFPR em 2016 que mostrou que o brasileiro decide que carne irá comer conforme o dinheiro que tem no bolso: sabemos que tem gente que passa mais deum mês sem comer carne vermelha, enquanto outros comem um quilo de picanha a R$ 50 o quilo apenas no churrasco do fim de semana, pondera Paulo Rossi. Em termos absolutos, é o frango que faz o consumo per capita de carne do brasileiro se aproximar da média americana, justamente por “pesar menos no bolso”.
Disponível em: <www.gazetadopovo.com.br/agronegocio/pecuaria/brasileiros-comem-quase-tanta-carne-como-americanos--mas-so-na-aparencia-4g3fcb1sxnvrfmmit6uao4jhn/>. [Adaptado]. Acesso em: 15 out. 2018.
Sabe-se que a carne possui quantidades significativas de proteínas e gorduras (lipídios), entre outros constituintes. Após contato com a carne, é sabido que os recipientes ficam impregnados da gordura, que se solidifica com o resfriamento do alimento, e frequentemente recorre-se ao uso de detergentes para a completa limpeza. Moléculas representativas da gordura (um triglicerídeo) e de detergente (dodecilsulfato de sódio, um surfactante) são mostradas abaixo:
ao lavar com água quente um prato sujo com gordura, aumenta-se a polaridade das moléculas de triglicerídeos, o que as torna solúveis em água e, portanto, facilmente removíveis do prato.
as moléculas de dodecilsulfato de sódio presentes no detergente são capazes de interagir coma água (polar) e também com triglicerídeos (apolares).
detergentes são eficazes em remover gorduras, pois estabelecem ligações iônicas com as moléculas de água e ligações covalentes com as moléculas de gordura, permitindo a interação entre substâncias polares e apolares.
em sua estrutura, a molécula do triglicerídeo mostrada no enunciado possui insaturações e átomos de carbono com hidridização sp, o que permite sua interação direta e efetiva com as moléculas de água, tornando-as hidrofílicas.
na molécula de dodecilsulfato de sódio, há ligações covalentes formadas entre átomos de carbono e de hidrogênio, formando uma cadeia alifática e saturada.
a solidificação da gordura da carne na superfície de um prato após o resfriamento do alimento caracteriza um fenômeno químico, uma vez que a gordura se converte em um sólido hidrofóbico nesse processo.