LIVRO 8
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LIVRO 8
LIVRO 8 CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS BIOLOGIA I 1. 2. (UNIFOR CE/2008) Quando uma pessoa encosta a mão em uma chaleira com água fervente, ela reage imediatamente por meio de um ato reflexo. Nesse caso, o neurônio efetuador leva o impulso nervoso para (A) o encéfalo. (B) os músculos flexores do braço. (C) a medula espinhal. (D) as terminações sensoriais de calor da mão. (E) as terminações sensoriais de dor da mão. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Os músculos são os órgãos efetores ou motores que realizam a ação. www.http://images.google.com.br (A) involuntárias – motor – pelo cérebro – cerebral – a medula espinhal (B) involuntárias – sensorial – pela medula – medular – o cérebro (C) involuntárias – sensorial – pelo cérebro – cerebral – a medula espinhal (D) voluntárias – motor – pelo cérebro – cerebral – a medula espinhal (E) voluntárias – sensorial – pela medula – medular – o cérebro RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Reflexo patelar – um golpe aplicado no tendão do joelho excita as extremidades nervosas dos neurônios (dendritos) os axônios desses neurônios levam o impulso até a medula, fazendo sinapse com os neurônios associativos que transmitem o impulso nervoso através de seus axônios aos neurônios motores, que atuam nos músculos provocando o movimento. (UECE/2011) O sistema nervoso central (SNC) é uma das divisões do sistema nervoso, sendo composto das seguintes partes: (A) medula espinhal e gânglios. (B) encéfalo e nervos. (C) nervos e gânglios. (D) encéfalo e medula espinhal. (E) encéfalo e o bulbo RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: É no SNC que chegam as informações relacionadas aos sentidos (audição, visão, olfato, paladar e tato) e é dele que partem ordens destinadas aos músculos e glândulas. Compreende o encéfalo e da medula espinhal dos vertebrados. 3. (UECE/2009) Os neurônios que conduzem o impulso do sistema nervoso central para o órgão que efetua a resposta, o qual pode ser uma glândula, são do tipo (A) sensitivo. (B) associativo. (C) misto. (D) motor. (E) receptor RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Neurônios efetores (ou motores): são os que transmitem a mensagem para as células efetoras de resposta, isto é, células musculares ou glandulares que respondem por meio de contração ou secreção, respectivamente. 4. (UPE/2010) Indique a alternativa que completa CORRETAMENTE as lacunas do texto abaixo. Os atos reflexos são respostas __________ a um estímulo __________. O reflexo patelar é coordenado __________; portanto, é um exemplo de reflexo __________. Mas o bulbo, a ponte e __________ também são centros reflexos, que coordenam atos, como vômito, deglutição, piscar de olhos, gritos de dor, riso e lágrimas, dentre outros. 1 5. (UFF RJ/2008) Os betabloqueadores são empregados na terapêutica para o tratamento de hipertensão, arritmias cardíacas, enxaquecas e tremores musculares. Por outro lado, eles têm sido utilizados para dopagem de atletas de esportes como tiro ao alvo, o arco e flecha e o golfe, para melhorar o desempenho através da redução dos batimentos cardíacos, tremores e efeitos da ansiedade. Esta utilização tem sido motivo de preocupação nos grandes eventos esportivos como os Jogos Pan-americanos. Os betabloqueadores atuam sobre os receptores de: (A) histamina e noradrenalina (B) serotonina e histamina (C) histamina e adrenalina (D) serotonina e adrenalina (E) adrenalina e noradrenalina RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Os betabloqueadores são drogas que reduzem a ação da adrenalina e noradrenalina no organismo. Logo, diminuem o batimento cardíaco, a sensação de pânico, a pressão arterial, os tremores nas mãos, só para citar alguns dos seus efeitos. 6. (PUC SP/2007) Ao liberar acetilcolina, a fibra nervosa (A) simpática promove aumento do ritmo cardíaco. (B) parassimpática promove diminuição do ritmo cardíaco. (C) simpática promove diminuição do ritmo cardíaco. (D) parassimpática promove aumento do ritmo cardíaco. (E) simpática e a parassimpática não alteram o ritmo cardíaco. RESPOSTA:B RESOLUÇÃO: Quando a fibra nervosa do sistema parassimpático produz acetilcolina, o ritmo cardíaco diminuição. 7. candidatos ao chamado centro de "prazer" do cérebro. Glutamato: O principal neurotransmissor excitatório do sistema nervoso. Encefalina e endorfina: Essas substâncias são opiáceos que, como as drogas heroína e morfina, modulam a dor, reduzem o estresse, etc. (UFF RJ/2007) Um beijo estimula eventos fisiológicos importantes de origem involuntária como a vasodilatação. O sistema nervoso autônomo consiste em duas divisões que diferem anatômica e fisiologicamente: o simpático e o parassimpático. O beijo registrado por fotografia térmica infravermelha — técnica que capta as variações de calor e as traduz em distintas cores. O vermelho indica as áreas quentes (onde há mais sangue circulando). O azul, zonas frias. 9. (UNIMONTES MG/2007) Quando nosso cérebro, independentemente de nossa vontade, interpreta alguma situação como ameaçadora (estressante), todo o nosso organismo passa a desenvolver uma série de alterações denominadas, em seu conjunto, de Síndrome Geral da Adaptação ao Estresse. A figura a seguir ilustra mecanismos envolvidos nesse processo. Analise-a. VEJA, 24 de maio de 2006 O sistema simpático, no caso do beijo, será responsável pela (A) contração da pupila, redução dos batimentos cardíacos e produção de noradrenalina. (B) contração da pupila, redução dos batimentos cardíacos e produção de acetilcolina. (C) dilatação da pupila, redução dos batimentos cardíacos e produção de acetilcolina e noradrenalina. (D) contração da pupila, aceleração dos batimentos cardíacos e produção de adrenalina e noradrenalina. (E) dilatação da pupila, aceleração dos batimentos cardíacos e produção de adrenalina e noradrenalina. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: O sistema simpático provoca a dilatação pupilar, o aumento do diâmetro da traqueia e dos brônquios (aumentando a capacidade de débito respiratório), taquicardia (aumento da frequência cardíaca, que acelera a circulação do sangue e o consequente aporte de nutrientes às células, incrementando a produção de energia), estimulação da produção de adrenalina e noradrenalina nas glândulas suprarrenais, intensificação da libertação da glicose armazenada no fígado, diminuição dos movimentos peristálticos intestinais, vasoconstrição da pele e eriçamento dos pelos e cabelos. 8. Considerando a figura e o assunto abordado, analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa CORRETA. (A) O aumento da frequência respiratória e a dilatação dos brônquios servem para aumentar o número de células de defesa na corrente sanguínea. (B) A suprarrenal é a glândula produtora do ACTH. (C) Toda a origem dos eventos apresentados é de responsabilidade do cérebro. (D) Apesar da diminuição ou desaparecimento dos agentes estressores, essas alterações permanecem no organismo humano. (E) a acetilcolina estimula o aumento do ritmo cardíaco. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: Após submetidos ao estresse agudo os homens apresentam diminuição da atividade na área do cérebro responsável pelo reconhecimento de faces e expressões faciais. Também ocorre uma diminuição da coordenação funcional entre várias áreas relacionadas a visão, simulação e interpretação de emoções. (UFAM/2007) Os cientistas já identificaram mais de dez substâncias que atuam como neurotransmissores. Entre esses conhecidos destacam-se: (A) acetilcolina, tripsina, adrenalina, noradrenalina e secretina. (B) gastrina, adrenalina, noradrenalina e serotonina. (C) acetilcolina, ptialina, noradrenalina e serotonina. (D) acetilcolina, adrenalina, pepsina e serotonina. (E) acetilcolina, adrenalina, noradrenalina e serotonina. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Neurotransmissores e suas Funções:Dopamina: Controla estimulação e os níveis do controle motor. Serotonina: Possui forte efeito no humor, memória e aprendizado. Regula o equilíbrio do corpo. Acetilcolina (ACh): A acetilcolina controla a atividade de áreas cerebrais relacionadas à atenção, aprendizagem e memória. É liberada pelo sistema autônomo parassimpático.Noradrenalina: Principalmente uma substância química que induz a excitação física e mental e bom humor. A produção é centrada na área do cérebro chamada de locus ceruleus, que é um dos muitos 10. (Pucsp 2010) O que é mostrado na tira, de forma espirituosa, é conhecido em humanos por reflexo patelar, sendo testado por um médico ao 2 bater com um martelo no joelho de uma pessoa. Este reflexo envolve (A) um neurônio sensitivo que leva o impulso até a medula espinhal, onde se conecta com um neurônio motor, que conduz o impulso até o órgão efetuador. (B) vários neurônios sensitivos, que levam o impulso até a medula espinhal, onde fazem conexão com inúmeros neurônios, que levam o impulso até o órgão efetuador. (C) um neurônio sensitivo, que leva o impulso até o lobo frontal do cérebro, onde faz conexão com um neurônio motor, que conduz o impulso até o órgão efetuador. (D) um neurônio sensitivo, vários neurônios medulares e um neurônio motor localizado no lobo frontal do cérebro. (E) vários neurônios sensitivos localizados na medula espinhal, onde se conectam com neurônios motores, que levam o impulso nervoso ao cérebro e, posteriormente, até o órgão efetuador. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: O reflexo patelar é um tipo de arco-reflexo simples, em que participam apenas dois neurônios, um sensitivo e um motor. O neurônio sensitivo percebe a batida e leva o impulso nervoso até a medula espinal e o neurônio motor conduz o impulso medular até o músculo da coxa, provocando sua contração. (D) induzir a hipófise a liberar hormônios, estimulando a produção de adrenalina. (E) excitar os neurônios, aumentando a transmissão de impulsos nervosos. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: A dor de cabeça é uma condição associada à dilatação dos vasos sanguíneos cerebrais. A cafeína presente nos medicamentos que combatem as dores de cabeça provoca vasoconstrição dos vasos cerebrais, diminuindo os sintomas desse tipo de algesia (dor). 13. (Ufsm 2011) 11. (Pucrs 2010) Com a intenção de avaliar o efeito dos neurotransmissores na contração muscular, uma terceira pesquisa foi realizada fixando-se a extremidade de uma fatia de músculo cardíaco a um medidor de força. Sobre essa fatia de músculo, o biólogo pingou gotas de cinco diferentes neurotransmissores, uma por vez. O medidor de força mostrou que houve contração após as células musculares terem sido banhadas em (A) noradrenalina. (B) acetilcolina. (C) serotonina. (D) glicina. (E) glutamato. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: A noradrenalina é um neurotransmissor fabricado nas fibras nervosas e aumenta a transmissão dos estímulos cardíacos e contração cardíaca, provocando taquicardia. AMABIS, J.M.; MARTHO, G.R. Biologia dos Organismos. Vol.2. São Paulo: Moderna, 2004. P.563. Os vertebrados se disseminaram por diversos ecossistemas, alcançando amplo sucesso. Nos vertebrados endotérmicos, como a espécie humana, esse sucesso pode ser observado pelo desenvolvimento de seu sentido de visão. Com base nessa informação, analise as afirmativas: I. A visão binocular dos humanos, através da sobreposição de imagens proporcionada por cada olho, permite estimar a distância em que se encontra um objeto. II. Cones são fotorreceptores extremamente sensíveis à luz; já bastonetes permitem a visão em cores. III. Problemas de visão podem ocorrer, como a miopia, que consiste na focalização incorreta de objetos mais próximos do observador, sendo a imagem formada depois da retina. IV. Ao atingir a retina, a imagem é veiculada, através do nervo óptico, até o encéfalo. 12. (Enem 2ª aplicação 2010) A cafeína atua no cérebro, bloqueando a ação natural de um componente químico associado ao sono, a adenosina. Para uma célula nervosa, a cafeína se parece com a adenosina e combina-se com seus receptores. No entanto, ela não diminui a atividade das células da mesma forma. Então, ao invés de diminuir a atividade por causa do nível de adenosina, as células aumentam sua atividade, fazendo com que os vasos sanguíneos do cérebro se contraiam, uma vez que a cafeína bloqueia a capacidade da adenosina de dilatá-los. Com a cafeína bloqueando a adenosina, aumenta a excitação dos neurônios, induzindo a hipófise a liberar hormônios que ordenam às suprarrenais que produzam adrenalina, considerada o hormônio do alerta. Estão corretas (A) apenas I e II. (B) apenas I e IV. (C) apenas II e III. (D) apenas III e IV. (E) I, II, III e IV. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Os cones são células fotorreceptoras da retina sensíveis às cores. Os bastonetes são fotorreceptores retinianos sensíveis à iluminação. Disponível em: http://ciencia.hsw.uol.com.br. Acesso em: 23 abr. 2010 (adaptado). Infere-se do texto que o objetivo da adição de cafeína em alguns medicamentos contra a dor de cabeça é (A) contrair os vasos sanguíneos do cérebro, diminuindo a compressão sobre as terminações nervosas. (B) aumentar a produção de adrenalina, proporcionando uma sensação de analgesia. (C) aumentar os níveis de adenosina, diminuindo a atividade das células nervosas do cérebro. 14. (G1 - ifce 2011) O bulbo do olho, encaixado numa cavidade óssea denominada órbita, é constituído de membranas e meios transparentes. As membranas são (A) íris, pupila e lente. 3 (B) esclera, corioide e retina. (C) córnea, lente e humor vítreo. (D) pupila, esclera e córnea. (E) retina, corioide e lente. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Esclera, corioide e retina são três tecidos que ficam sob a conjuntiva e formam a parede do bulbo do olho. A esclera é a membrana mais externa de cor branca, formada por um tecido conjuntivo resistente que mantém a forma esférica do bulbo ocular. A corioide está localizada abaixo da esclera e é uma membrana pigmentada rica em vasos sanguíneos. A retina é a camada membranosa que reveste internamente o bulbo ocular e contêm bastonetes e cones, células fotorreceptoras, receptíveis à luz. O órgão humano que atua como se fosse um instrumento óptico é (são)... (A) as mãos. (B) o pavilhão auditivo externo. (C) as fossas nasais. (D) a boca. (E) os olhos. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Os olhos são comparados aos instrumentos ópticos por serem órgãos compostos por estruturas transparentes, que funcionam como lentes. Essas estruturas são a córnea, o humor aquoso, o cristalino e o humor vítreo. 17. (Ufsm 2011) A importância da luz na origem e evolução da vida no planeta é incontestável. Nesse processo, os animais desenvolvem diversas formas de utilizar a luz em seu benefício, como a visão e estruturas relacionadas com ela. A seguir, analise as afirmativas: 15. (Unesp 2011) Além do Horizonte Numa frequência que seus olhos não captam – enxergamos o mundo por uma fresta do espectro eletromagnético – passam pulsos curtos e manifestam-se fluxos constantes de energia. (...) Se fosse possível enxergar no infravermelho próximo, frequência próxima da luz visível, você teria os olhos grandes com que ufólogos descrevem supostos alienígenas surpreendidos em incursões dissimuladas pela Terra. Mas o olho humano foi “pacientemente esculpido” pelo Sol, embora uma ideia como esta possa parecer um pouco surpreendente. Nossos olhos são detectores biológicos de uma parte da energia emitida por uma estrela amarela de meia-idade. Se fosse uma estrela vermelha e envelhecida, nosso olho seria maior. I. Em Metazoa, a percepção da luz através de estruturas especializadas se dá apenas em animais triblásticos, sejam acelomados ou celomados. II. Uma visão desenvolvida, tal como olhos com cristalino, já aparece em Mollusca e Chordata. III. Insetos apresentam tanto olhos compostos quanto ocelos para a percepção da luz e formação de imagens. Está(ão) correta(s) (A) apenas I. (B) apenas II. (C) apenas III. (D) apenas I e II. (E) apenas II e III. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: A percepção da luz ocorre em Cnidários (águas-vivas), animais diblásticos. Esses animais apresentam células fotorreceptoras na periferia da umbela. (Ulisses Capozzoli. Scientific American Brasil, fevereiro 2011. Adaptado.) Neste fragmento de texto, o autor estabelece uma interessante correlação entre um fenômeno físico e um fenômeno biológico. Com base nas afirmações ali contidas, pode-se afirmar corretamente que (A) os fenômenos da física, como o espectro luminoso, não têm influência sobre as formas dos organismos, uma vez que estas são determinadas pela seleção natural. Se fosse o contrário, nosso olho seria bem maior. (B) o tamanho e a conformação do olho humano são consequências diretas da ação do sol sobre o desenvolvimento de cada indivíduo, desde a sua concepção até a forma adulta, o que justifica afirmar que nosso olho foi esculpido pelo Sol. (C) o tamanho e a conformação do olho humano resultaram da ação da seleção natural. A seleção é um processo que tem, entre seus agentes, os fenômenos físicos, tais como a radiação solar. (D) o tamanho e a conformação do olho humano são resultados da seleção natural. Contudo, desenvolveram-se no sentido contrário ao esperado em relação à ação dos raios solares e do espectro luminoso. (E) o tamanho e a conformação do olho humano resultaram da ação de fenômenos físicos, como a radiação solar. Estes se sobrepõem aos fenômenos biológicos, como a seleção natural. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: O tamanho e a conformação do olho humano resultam de um longo processo de seleção natural, promovido por fenômenos físicos e biológicos. 18. (UEPB/2010) Um indivíduo sofreu uma queda e desmaiou, sendo socorrido e conduzido ao hospital onde foram feitos exames e o mesmo ficou sob observação. Após algum tempo despertou, afirmando que não estava enxergando. O médico explicou à família que o trauma deve ter atingido (A) os lobos temporais, situados nas regiões laterais inferiores da cabeça, que controlam a visão. (B) os lobos occipitais, situados na parte traseira da cabeça, que controlam a visão. (C) os lobos parietais, localizados nas laterais superiores da cabeça, que controlam a visão. (D) o lobo frontal, localizado na porção anterior de cada hemisfério cerebral, que controla a visão. (E) os lobos localizados na parte inferior do cérebro, responsáveis pela visão. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: O lobo occipital está associado à visão: Córtex visual primário – A função deste lobo é quase exclusivamente visual. O córtex visual primário está contido nas paredes do sulco calcarino e do córtex envolvente; Córtex visual de associação – Representado pelo restante lobo occipital, estendendo-se também para o lobo temporal (o que reflete a importância da visão para a espécie humana). Está envolvido no processamento da informação visual. 16. (G1 - ifsc 2011) O microscópio composto é normalmente chamado de microscópio óptico... a luneta astronômica é um microscópio óptico...os telescópios são aprimoramentos das lunetas astronômicas...a máquina fotográfica e a filmadora são instrumentos ópticos. 4 19. (UFAL/2011) Durante um ato-reflexo a medula espinal pode fazer o corpo responder a estímulos em uma velocidade surpreendente. Por exemplo, quando o médico testa os reflexos do paciente realizando um teste patelar, ou seja, batendo com um martelinho em seu joelho, é correto afirmar que: 1) 2) 3) (A) aumenta, diminuindo a abertura da pupila, e os músculos ciliares se contraem, aumentando o poder refrativo do cristalino. (B) diminui, aumentando a abertura da pupila, e os músculos ciliares se contraem, aumentando o poder refrativo do cristalino. (C) diminui, aumentando a abertura da pupila, e os músculos ciliares se relaxam, aumentando o poder refrativo do cristalino. (D) aumenta, diminuindo a abertura da pupila, e os músculos ciliares se relaxam, diminuindo o poder refrativo do cristalino. (E) diminui, aumentando a abertura da pupila, e os músculos ciliares se relaxam, diminuindo o poder refrativo do cristalino. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Resposta de Biologia: Em um ambiente de penumbra, ao focalizar um objeto próximo, a íris do olho relaxa, aumentando o diâmetro da pupila. Os músculos ciliares que prendem o cristalino se contraem, causando o aumento do poder refrativo da lente do olho. Resposta de Física: Da maneira como a questão está, não tem resposta. Do ponto de vista físico, a segunda afirmativa está errada em todas as opções. Quando o indivíduo passa para um ambiente de penumbra, a íris diminui, aumentando a abertura da pupila para que os olhos recebam maior luminosidade. Correto. Porém, para focalizar um objeto mais próximo, os músculos ciliares se contraem, aumentando a curvatura do cristalino, diminuindo a sua distância focal para que a imagem caia na retina. Não ocorre variação alguma no poder refrativo do cristalino. Para mudar o poder refrativo de um sistema óptico é necessário que se mude a substância ou material que o constitui. a resposta ao estímulo ocorre de forma independente do encéfalo. um neurônio sensitivo e um neurônio motor participam da elaboração da resposta motora. um neurônio associativo faz a conexão entre o neurônio sensitivo e o neurônio motor durante a resposta motora. Está (ão) correta (s) apenas: (A) 1 (B) 3 (C) 1 e 3 (D) 2 e 3 (E) 1 e 2 RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Temos como exemplo desse arco o reflexo patelar (a pancadinha que o médico dá no joelho). No arco reflexo simples, participam apenas dois neurônios: o sensitivo e o motor. 22. (G1 - cps 2010) Todos precisam colaborar para enfrentar a poluição sonora, por exemplo, não acelerando o carro quando parado e evitando o uso da buzina; falando em tom moderado, principalmente em ambientes fechados e controlando o volume do som em automóveis, residências, parques e ruas. Segundo a OMS (Organização Mundial de Saúde), estudos provam que o nível sonoro até 55 decibels não causa prejuízo à audição das pessoas. No entanto, dependendo do tempo de exposição acima do valor de 55 decibels, o indivíduo pode ter problemas auditivos, que se agravarão conforme ele se submeta a níveis sonoros mais intensos. Assim, constata-se que uma exposição repentina a níveis sonoros superiores a 140 decibels pode provocar ruptura do tímpano e danos à orelha média. 20. (Uff 2011) “Dizer que o som das vuvuzelas usadas pelos sulafricanos nos estádios é ensurdecedor não é exagero. Uma fundação suíça ligada a uma empresa fabricante de aparelhos auditivos alertou os torcedores da Copa que uma vuvuzela faz mais barulho que uma motosserra e que tal barulho pode prejudicar a audição de espectadores e jogadores.” (O globo on line, 07/06/2010 às 19:05) Supondo que um torcedor tenha a orelha média afetada pelo som da vuvuzela, as estruturas que podem sofrer danos, além do tímpano, são as seguintes: (A) pavilhão auditivo e cóclea. (B) ossículos e tuba auditiva. (C) meato acústico e canais semicirculares. (D) pavilhão auditivo e ossículos. (E) nervo coclear e meato acústico. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Ruídos excessivamente altos e contínuos podem danificar as estruturas da orelha média, como os ossículos, martelo bigorna e estribo, e a tuba auditiva, um canalículo que liga a orelha média e a cavidade oral. A tuba auditiva auxilia a manutenção da pressão interna da orelha média equilibrada com a pressão atmosférica. Assinale a alternativa correta sobre a audição ou sobre os efeitos negativos da poluição sonora nos seres humanos. (A) Uma das maneiras de diminuir os efeitos negativos da poluição sonora é estabelecer, nos centros urbanos, um padrão aceitável em torno de 140 decibels. (B) Quando intensidades sonoras de 55 decibels vibram o ar dentro do canal da orelha externa, o tímpano não é estimulado e os sons não são percebidos. (C) Quem ouve constantemente música acima do limite seguro está sujeito a danos irreversíveis às células sensoriais auditivas. (D) Os níveis sonoros muito altos estimulam uma produção exagerada de cera na tuba auditiva, o que induz à degeneração do tímpano e dos canais semicirculares. (E) Em casos de níveis sonoros muito intensos, o sistema nervoso envia estímulos de autoproteção para que o tímpano fique mais rígido e a transmissão dos sons aumente. 21. (Fuvest 2012) Num ambiente iluminado, ao focalizar um objeto distante, o olho humano se ajusta a essa situação. Se a pessoa passa, em seguida, para um ambiente de penumbra, ao focalizar um objeto próximo, a íris 5 RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: O volume dos sons está relacionado com sua intensidade e depende da amplitude das ondas sonoras, que é medida em decibels (dB). O limite de nossa percepção auditiva está entre 10 e 15 dB. Exposições prolongadas de sons acima de 55 dB já podem causar problemas auditivos. Uma das maneiras de diminuir os efeitos negativos da poluição sonora é estabelecer, nos centros urbanos, um padrão aceitável abaixo de 55 dB. Sons acima de 140 dB podem provocar rupturas nos tímpanos e danos irreversíveis ao ouvido. Em caso de níveis sonoros muito intensos, o sistema nervoso envia estímulos para que o tímpano fique mais rígido e a transmissão dos sons diminui. BIOLOGIA II 24. (PUC-PR) O anfioxo é um pequeno animal marinho, translúcido, pertencente ao filo dos cordados, com a forma semelhante á de um peixe, apresentando tubo nervoso e notocorda bem desenvolvida, além de fendas branquiais na faringe. Identifique os órgãos indicados pelos números colocados na figura, associandoos aos nomes relacionados na coluna abaixo. A seguir, assinale a opção que dá a sequência correta dos números colocados na coluna: O berimbau é um instrumento musical de origem africana, muito tocado no Brasil em rodas de capoeira. Em sua obra Viagem pitoresca e histórica ao Brasil Jean-Baptiste Debret descreveu o berimbau como segue: "Este instrumento musical se compõe da metade de uma cabaça presa a um arco curvo de bambu, com um fio de latão, sobre o qual se bate ligeiramente. Pode-se conhecer o instinto musical do tocador, que apoia a mão sobre a frente descoberta da cabaça a fim de obter, pela vibração, um som grave e harmonioso”. ( ( ( ( Disponível em: <http://www.redetec.org.br/inventabrasil/berimb.htm>. Acesso em: 7 fev. 2012. ) notocorda ) fendas branquiais ) tubo nervoso ) intestino (A) 1, 4, 2, 3. (B) 1, 3, 4, 2. (C) 4, 1, 3, 2. (D) 2, 1, 3, 4. (E) 4, 3, 2, 1. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: 1-NOTOCORDA: encontra-se entre o SND e o sistema digestório. 4-FENDAS BRANQUIAIS NA FARINGE: Persiste nos cordados aquáticos adultos. 2-TUBO NERVOSO DORSAL: posição dorsal, acima da notocorda. 3-INTESTINO: absorve o produto da filtração. 25. As lampreias pertencem ao Subfilo Vertebrata, Grupo Agnatha e Classe Cyclostomata. Habitam lagos do hemisfério norte onde se reproduzem em rios, completando seu ciclo de vida nos oceanos. As alternativas abaixo apresentam Características Gerais desses animais, exceto: (A) Notocorda persiste no adulto. (B) Corpo cilíndrico, desprovido de escamas (pele lisa) com glândulas mucosas. (C) Boca circular ventral (sem mandíbulas) com dentes córneos. (D) Nadadeiras em número ímpar. (E) Endoparasitas de peixes. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Ectoparasitas de peixes. 23. (Ufg 2012) Jean-Baptiste Debret comenta no texto sobre o instinto musical do tocador, associando-o ao som grave e harmonioso produzido ao tocar o berimbau. Uma análise fisiológica dessa observação permite concluir que só foi possível obtê-la porque a emissão das ondas sonoras (A) transversais ressoam na cóclea. (B) transversais reverberam na tuba auditiva. (C) longitudinais reverberam na janela oval. (D) longitudinais ressoam na tuba auditiva. (E) longitudinais ressoam na cóclea. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: A cóclea é um órgão do sentido de audição. O som é o resultado de vibrações de ondas sonoras longitudinais que atingem diversos órgãos do sentido de audição, como o tímpano por exemplo. Dentro da cóclea há um liquido que ao receber estas vibrações cria ondas de pressão que movimentam cílios presos a células no interior da cóclea; essas células quando estimuladas liberam neurotransmissores que conduzem sinais até o cérebro que interpreta o sinal sonoro. 26. (VUNESP) O gráfico abaixo descreve a variação da taxa metabólica de um determinado animal em função da temperatura ambiente. 6 Com base nessas informações, é possível afirmar que este animal é: (A) pecilotérmico, como as aves e os mamíferos. (B) homeotérmico, como as aves a os mamíferos. (C) pecilotérmico, como os peixes, anfíbios e répteis. (D) homeotérmico, como os peixes, anfíbios a répteis. (E) heterotérmico, como as aves e os mamíferos. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: Observe pelo gráfico que à medida que aumenta a temperatura do ambiente aumenta também a sua taxa metabólica. Portanto, esse animal varia a sua temperatura interna e metabolismo de acordo com as variações da temperatura do meio ambiente, Essas são as características de um animal pecilotérmico ou poiquilotérmico, como peixes, anfíbios e répteis. Caso o animal fosse homeotérmico a sua temperatura interna permaneceria a mesma e o seu metabolismo poderia sofrer um leve decréscimo. A alternativa correta é: (A) Apenas as características I, II e IV são importantes. (B) Apenas as características I, III e IV são importantes. (C) Apenas a característica III é importante. (D) Apenas as características I e IV são importantes. (E) Apenas a característica V é importante. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: Os anuros correspondem à ordem dos anfíbios, na qual fazem parte os sapos, rãs e pererecas. A metamorfose é a passagem da água para a terra. A afirmativa III está incorreta porque hemácias nucleadas são encontradas em todos os vertebrados (peixes, anfíbios, répteis e aves), exceto os mamíferos. A afirmativa V está incorreta porque os anuros possuem fecundação externa e não formam ovos com casca. Formação de ovos com casca são características dos répteis e aves e alguns mamíferos (monotremados). 27. (UFPE) Os tubarões são animais condrictes que pertencem ao grupo Elasmobranchia. Todas as características abaixo são observadas em tubarões, exceto: (A) boca em posição ventral. (B) olfato muito desenvolvido. (C) narinas terminando em fundo cego, sem comunicação com a faringe. (D) presença de bexiga natatória. (E) apresentação de dimorfismo sexual. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Os peixes cartilaginosos, como o tubarão, não possuem bexiga natatória. Apenas os peixes ósseos possuem essa estrutura. Não esqueça que os peixes não usam as narinas para respirar, apenas para o sentido do olfato, por isso que não tem comunicação com a faringe. Os peixes respiram por brânquias, retirando o oxigênio que fica entre as moléculas de água. 30. (UEL) O esquema a seguir representa as fases de desenvolvimento de um anfíbio anuro. Sobre esse processo, analise as seguintes afirmativas: I. Na fase larval, a respiração é cutânea e na fase adulta, é branquial. II. Na fase larval, o principal excreta nitrogenado é amônia e na adulta, é ureia. III. Os ovos possuem casca impermeável para evitar a dessecação. IV. Na cadeia alimentar, o girino geralmente é considerado consumidor primário e o adulto é consumidor secundário. 28. (UNIFESP) Na maioria dos peixes ósseos, a bexiga natatória é o órgão responsável por manter o equilíbrio hidrostático com o meio. Isso é possível por um controle de _______ do corpo em relação à água. Portanto, ao nadar do fundo para a superfície, o peixe deve ________ o volume da bexiga natatória, para que seu corpo permaneça em equilíbrio com a pressão do meio. Assinale a alternativa que contém apenas as afirmativas corretas. (A) I e II. (B) II e III. (C) II e IV. (D) III e IV. (E) I, III e IV. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: A afirmativa I está incorreta porque os anfíbios na fase larval tem respiração branquial e na fase adulta tem respiração cutânea e pulmonar. A afirmativa II está correta. A afirmativa III está incorreta porque os ovos de anfíbios não formam casca (são acleidoicos). A afirmativa IV está correta. Pois o girino alimenta-se de vegetais (consumidor primário) enquanto que o adulto alimenta-se de insetos (consumidor secundário - carnívoro). Nesse texto, as lacunas devem ser substituídas, respectivamente, por: (A) peso...aumentar (B) peso...diminuir (C) densidade... aumentar (D) densidade... diminuir (E) densidade.... manter RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: A função da bexiga natatória é realizar o equilíbrio hidrostático. Assim quando o peixe enche a bexiga de ar ele flutua. Quando a bexiga esvazia o peixe desce para as profundidades. Não esqueça que densidade = massa/volume. 31. (PUC-PR) De acordo com a teoria mais corrente, este grupo animal constitui os primeiros vertebrados efetivamente equipados para a vida terrestre em lugares secos, em decorrência das adaptações abaixo enunciadas: 29. (FUVEST) Das características abaixo, identifique as que são importantes aos anuros para serem considerados os primeiros vertebrados a viver no ambiente terrestre: I. II. III. IV. V. - Presença de pele seca e relativamente impermeável; - Presença de órgãos respiratórios internos; - Fecundação interna e independente da água; - Presença de ovos com casca grossa; - Presença de âmnio e alantóide; - Excretam ácido úrico. Metamorfose. Trocas gasosas realizadas por pulmões e tegumento. Hemácias nucleadas. Membros anteriores e posteriores bem desenvolvidos. Fecundação interna com a deposição de ovos com casca. 7 O grupo animal em questão é: (A) dos mamíferos. (B) das aves. (C) dos répteis. (D) dos anfíbios. (E) dos peixes. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: Os primeiros vertebrados efetivamente equipados para a vida terrestre em lugares secos são os répteis. Não esqueça que excreção de ácido úrico na fase adulta, entre os vertebrados, ocorre apenas entre répteis e aves. A resposta não pode ser aves, pois essas surgiram depois dos répteis. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Os peixes que respiram através da bexiga natatória modificada são denominados de dipnoicos. 35. (UEL) Indique a que classes pertencem os animais cujas principais características estão relacionadas a seguir: I. Papo e moela (aparelho digestivo); siringe; ossos pneumáticos; sacos aéreos; homeotérmicos; coração com quatro cavidades. II. Durante a metamorfose, têm respiração branquial, pulmonar e cutânea; coração com três cavidades; pecilotérmicos; cloaca. (A) I - peixes e II - anfíbios (B) I - aves e II - anfíbios (C) I - aves e II - répteis (D) I - répteis e II - anfíbios (E) I - anfíbios e II - peixes. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Observe a afirmativa II que durante a metamorfose, passagem da fase de larva (girino) para a fase adulta ocorre mudança na forma de respiração dos anfíbios. Na fase larval a respiração é branquial. Na fase adulta a respiração é pulmonar, cutânea e pela boca. 32. (UEL) Enquanto algumas características são comuns a todas as classes de vertebrados, como, por exemplo, a presença de vértebras e de tegumento, outras características variam nas diferentes Classes. Sobre a Classe Reptilia (répteis), considere as afirmativas a seguir. I. Fecundação interna. II. Coração com duas câmaras: um átrio o um ventrículo. III. Temperatura do corpo variável, de acordo com o meio externo. IV. Embrião com alantóide para armazenar excretas. 36. (PUC-PR) Em março de 2006, Curitiba/PR reuniu mais de 188 países no maior e mais importante evento Internacional sobre Biodiversidade, a 8ª Conferência das Partes da Convenção sobre Diversidade Biológica (COP-8), no qual a fauna brasileira foi considerada um dos principais temas. Para isso, o governo brasileiro apresentou a lista nacional das espécies da fauna brasileira ameaçadas de extinção, no qual são apontadas as espécies que, de alguma forma, estão ameaçadas quanto á sua existência. O livro, publicado em fevereiro de 2006, traz o detalhamento das 633 espécies de fauna ameaçadas de extinção. A publicação inclui a revisão da lista de anfíbios, aves, mamíferos, répteis e invertebrados terrestres, divulgada em 2003, e ainda a revisão de invertebrados aquáticos e peixes, de 2004. Estão corretas apenas as afirmativas: (A) I e IV. (B) II e III (C) II e IV. (D) I, II e III. (E) I, III e IV. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: A afirmativa II está incorreta porque o coração de répteis tem três ou quatro cavidades. 33. (UFV) A embriologia dos répteis tem sido abordada em filmes de ficção sobre dinossauros. Entretanto, considerando os répteis atuais, assinale a alternativa que NÃO poderia ser abordada numa cena de filme, como sendo um fato biologicamente correto: (A) Embriões de répteis apresentando âmnio, cório e alantóide. (B) Embriões de répteis nutrindo-se da vascularização placentária. (C) Embriões de répteis apresentando fendas branquiais. (D) Embriões de répteis dentro de ovos com muito vitelo. (E) Embriões de répteis com a coluna vertebral surgindo do mesoderma. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Os embriões de répteis formam saco vitelínico, âmnio, cório, e alantóide. Não formam placenta e cordão umbilical. Os ovos dos répteis são do tipo telolécito completo, rico em vitelo. Sendo que a sua coluna vertebral (tecido ósseo) origina-se da mesoderme. Os répteis são cordatas, portanto formam no período embrionário a notocorda, sistema nervoso dorsal e as fendas brânquias na faringeanas. Sobre os animais ameaçados de extinção é FALSO afirmar: (A) As aves são animais vertebrados tetrápodes, endotérmicos, ovíparos ou ovovivíparos, caracterizados principalmente por possuírem penas, apêndices locomotores anteriores modificados em asas, bico córneo e ossos pneumáticos. (B) Os anfíbios são animais vertebrados da classe Amphibia, que não têm ovos amnióticos. (C) Os répteis são animais vertebrados tetrápodes, pecilotérmicos e amniotas. (D) Os peixes são animais que possuem brânquias usadas para a respiração e possuem o corpo coberto de escamas que podem ser do tipo placoides, típicas dos peixes cartilaginosos. (E) Nas aves e mamíferos, a divisão do coração é completa. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: A afirmativa está incorreta porque as aves são animais ovíparos, não são ovovivíparos. Anfíbios, répteis, aves e mamíferos são tetrápodes porque possuem quatro membros locomotores. Os ovos dos anfíbios não formam âmnio, portanto são anamniotas. 34. (UNIVALI) A piramboia (Lepidosirem brasiliensis), peixe conhecido no norte do Brasil, em períodos de seca mantém-se em estivação, permanecendo, durante mais de um mês, no interior de buracos no leito seco dos rios, respirando unicamente pela bexiga natatória são chamados: (A) agnatos (B) condrictes (C) anaeróbicos (D) dipnoicos (E) branquiais 37. (UNICENP) O Zoológico Municipal de Curitiba será o primeiro no País e tentar a reprodução em cativeiro do papagaio-de-cara-roxa (Amazona brasillensis), espécie em extinção só existente no litoral do Paraná e sul de São Paulo, com uma população estimada atualmente em 4 mil indivíduos. A obra para a construção de sete recintos exclusivos para a reprodução da espécie, em uma área de isolamento (fora de exposição) do zoológico, começou hoje e deve estar pronta em dois meses. (estado.com.br/14/abril/2003) 8 Com relação ao animal acima referido, são feitas algumas afirmações: I. É um animal ovíparo, de fecundação externa, apresentando como anexos embrionários: saco vitelino, âmnio, cório e alantóide. II. Pertence à classe das aves, possuindo coração com quatro cavidades totalmente separadas, hemácias nucleadas e endotermia. III. Como adaptações ao voo podem citar: osso esterno formado com quilha ou carena, ossos pneumáticos, sacos aéreos, penas, ausência de bexiga urinária e intestino grosso. IV. É um animal pertencente ao filo dos vertebrados, assim como os mamíferos, répteis, anfíbios e peixes. A cintura pélvica é de onde saem às pernas e a escapular de onde saem às asas. Esses animais têm uma boa aerodinâmica e praticamente não possuem articulação em seus ossos. A afirmativa b está incorreta porque os ossos desses animais são ocos para facilitar o vôo, diminuindo o peso do animal. A afirmativa c está incorreta porque gordura no fígado não reduz a densidade do corpo. A afirmativa d está incorreta porque a quilha tem a função de diminuir a resistência do ar. A quilha ou carena fica no peito da ave, no osso esterno. A afirmativa e está incorreta porque um tronco muito flexível poderia fazer com que as asas ficassem excessivamente abertas e assim a ave correria o risco de cair. Qual alternativa apresenta todas as afirmações corretas: (A) I, II III e IV (B) I e III (C) I, II e III (D) II e IV (E) II e III RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: A afirmativa I está incorreta porque as aves têm fecundação interna. A afirmativa IV está incorreta porque mamíferos, répteis, aves, anfíbios e peixes pertencem ao filo dos cordatas e ao subfilo dos vertebrados. 40. (FUVEST) Num exercício prático, um estudante analisou um animal vertebrado para descobrir a que grupo pertencia, usando a seguinte chave de classificação: O estudante concluiu que o animal pertencia ao grupo VI. Esse animal pode ser (A) um gambá. (B) uma cobra. (C) um tubarão. (D) uma sardinha. (E) um sapo. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: O animal I é um mamífero (gamba). O animal II é uma ave. O animal III é um agnata (lampreia). O animal IV é peixe ósseo (sardinha). O animal V é um peixe cartilaginoso (tubarão). O animal VI é um réptil (cobra). O animal VII poderia ser uma ave, pois essas transformaram as escamas dos répteis em penas. 38. (UNESP) Existe um dito popular que pergunta: "Quem nasceu primeiro, o ovo ou a galinha?". Sendo a galinha uma ave, do ponto de vista biológico e evolutivo, a alternativa correta para responder a essa questão é: (A) o ovo, pois as aves são todas ovíparas. (B) o ovo, pois as aves descendem dos répteis, que também põem ovos. (C) a galinha, pois o ovo surgiu nas aves posteriormente. (D) o ovo, que deu origem às aves e depois aos répteis. (E) a galinha, pois os répteis que originaram as aves não punham ovos. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Provavelmente a partir de um ovo de um réptil surgiu um animal "intermediário" entre répteis e aves e depois vieram às aves. A alternativa a está incorreta, porque apesar das aves serem todas ovíparas, isso não justifica a resposta, pois outros animais também são ovíparos. A alternativa c está incorreta, pois o ovo surgiu com as aves. A alternativa d está incorreta porque primeiro veio os répteis e depois as aves. A alternativa e está incorreta porque os répteis que originaram as aves punham ovos. 41. (PUC-SP) Ao analisar detalhadamente uma baleia e um golfinho, um estudante fez as seguintes afirmações: I. II. III. IV. ambos apresentam esqueleto cartilaginoso; ambos apresentam mandíbulas; apenas o golfinho apresenta homeotermia; Ambos apresentam glândulas mamárias. Estão corretas as afirmações: (A) I e II. (B) I e III. (C) II e III. (D) III e IV. (E) II e IV. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Ambos são animais pertencem à classe dos mamíferos, portanto tem mandíbula, glândulas mamárias, esqueleto ósseo e homeotermia. 39. (UEL) O voo é uma característica marcante das aves. Para que o fenômeno seja possível, além das penas, é necessário que: (A) As cinturas pélvica e escapular e a coluna vertebral sejam soldadas, formando uma estrutura resistente, impedindo a deformação do tronco durante o voo. (B) Os ossos sejam sólidos para que não ocorram quebras no momento do pouso. (C) O fígado possua uma grande quantidade de gordura para reduzir a densidade do corpo. (D) A quilha seja utilizada para a captação do ar durante o voo. (E) O tronco seja flexível para que os movimentos alares sejam facilitados. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: 42. (UFV) Qual das características a seguir NÃO é exclusiva dos mamíferos? (A) Ouvido médio com três ossículos. (B) Glândulas sudoríparas. (C) Coração com quatro câmaras. (D) Glândulas mamárias. (E) Hemáceas anucleadas. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: Coração com quatro cavidades pode ser encontrado em crocodilianos, aves e mamíferos. No interior do ouvido médio dos mamíferos existem três pequenos ossos, alinhados em sequência, do tímpano ao ouvido interno. Esses ossículos são denominados de martelo, bigorna e estribo. 9 43. (UFSM) O equidna e o ornitorrinco são, respectivamente, (A) prototérios e placentários verdadeiros, os dois colocam ovos e não amamentam os filhotes. (B) marsupiais e placentários verdadeiros, os dois colocam ovos e não amamentam os filhotes. (C) marsupiais e prototérios, apenas os primeiros colocam ovos, apenas os segundos amamentam os filhotes. (D) prototérios e prototérios, os dois colocam ovos, os dois amamentam os filhotes. (E) marsupiais e marsupiais, os dois não colocam ovos, os dois amamentam os filhotes. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Esses dois mamíferos pertencem á subclasse prototéria (sem placenta e sem útero) e à ordem dos monotremados. São animais ovíparos e possuem glândulas mamárias para amamentarem seus filhotes. Analisando o texto e aplicando seus conhecimentos sobre os animais relacionados com o fato descrito, um estudante apresentou os seguintes comentários: I. Lampreias são ectoparasitas de peixes e baleias, e feiticeiras alimentam-se de vermes marinhos ou de peixes moribundos. II. Os agnatos têm desvantagens em relação aos gnatostomados quanto à obtenção de alimento. III. Atualmente, o número de espécies de agnatos é muito menor do que o dos peixes gnatostomados, fato provavelmente ocasionado pela ausência de mandíbula. IV. As mandíbulas não se limitam à captura de alimento, mas também podem manipular objetos e cavar buracos. São corretos os comentários (A) I, II, III e IV. (B) II, III e IV, somente. (C) I, III e IV, somente. (D) I, II e IV, somente. (E) I, II e III, somente. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: Agnatos ou agnatas são os animais que não formam mandíbula, tais como as lampreias e as feiticeiras ou peixe-bruxa. Não esqueça que são os primeiros vertebrados, são inferiores aos peixes, devido a ausência de: mandíbula, nadadeira pares e escamas. Lampreia e feiticeira não fazem parte da fauna brasileira. 44. (F. Objetivo - SP). Os animais do filo Chordata não apresentam uma das características abaixo: (A) possuem notocorda, cordão nervoso dorsal e fendas branquiais faringeanas, pelo menos na vida embrionária. (B) estão distribuídos em quatro grupos: hemicordados, urocordados, cefalocordados e vertebrados. (C) são todos deuterostômios e marinhos (D) são triblásticos e apresentam celoma. (E) nem sempre conservam a notocorda na fase adulta. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: Em todos os cordados o blastóporo forma o ânus, sendo denominados deuterostômios, porém são de habitats terrestres e aquáticos. 47. (UFPEL) Osteichthyes (peixes ósseos) constituem dois grandes grupos do subfilo vertebrata. Os primeiros são conhecidos como raias, tubarões e quimeras. Os peixes ósseos, por sua vez, são conhecidos por sua ampla biodiversidade global e presença em nosso dia a dia, seja na culinária, como o bacalhau, a sardinha e o atum, seja na ornamentação, como as carpas coloridas, o beta e o popular "guppy". Diferenças anatômicas e funcionais em seus sistemas de equilíbrio hidrostático, bombeamento e circulação de água através das brânquias, nos mecanismos sensoriais de defesa e predação, bem como no tipo de escamas, constituem as principais características que separam esses peixes em dois grandes grupos. 45. (U. F. S. Carlos-SP) As ascídias adultas são tunicados típicos. Sobre esses animais, podemos dizer que: (A) em hipótese alguma poderão ser classificados como cordados, uma vez que quando adultos não apresentam notocorda. (B) são cordados, pois na fase larval apresentam notocorda bem como fendas branquiais e tubo nervoso dorsal. (C) a presença de fendas branquiais na faringe não é suficiente para classificá-los como cordados. (D) não são cordados, pois nem mesmo na fase larval apresentam notocorda. (E) na fase larval possuem, na cauda, um tubo nervoso dorsal bem desenvolvido, o que serviu para confundi-los com cordados verdadeiros. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: a) poderão ser classificados como cordados pois, embora não apresentem notocorda na fase adulta, apresentam notocorda na fase embrionária: notocorda, fendas branquiais na faringe, tubo nervoso dorsal e cauda. Com relação a esses grupos, utilizando seus conhecimentos, analise as características diagnósticas a seguir. I. Chondrichthyes - possuem um fígado oleoso e são desprovidos de bexiga natatória. II. Osteichthyes - possuem opérculo protegendo as brânquias. III. Chondrichthyes - alguns podem ter o corpo desprovido de escamas. IV. Osteichthyes possuem escamas placoides ou dermoepidérmicas. V. Chondrichthyes - são dotados de ampolas-de-Lorenzini, um tipo de célula sensorial que detecta o potencial elétrico das células das presas. Está(ão) correta(s) apenas (A) I, III e IV. (B) I, II e V. (C) II, IV e V. (D) I e II. (E) III. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Os peixes cartilaginosos não possuem bexiga natatória. Realizam o equilíbrio na água através do óleo do seu fígado. A afirmativa III está incorreta porque todos os peixes cartilaginosos têm escamas do tipo placóides. A afirmativa IV está incorreta porque os osteichthyes ou peixes ósseos possuem escamas dos tipos ganoides, cicloides ou ctenoides. 46. (PUCCAMP) Considere o texto a seguir. "Talvez a maior de todas as inovações surgidas durante a história evolutiva dos vertebrados tenha sido o desenvolvimento da mandíbula que, manipulada por músculos e associada a dentes, permitiu aos peixes primitivos arrancar com eficiência grandes pedaços de algas e de animais, tornando disponível para si uma nova fonte de alimento. Os cordados sem mandíbula estavam restritos à filtração, à sucção do alimento ou à captura de pequenos animais. Os primeiros vertebrados mandibulados tornaram-se predadores, permitindo-lhes grande aumento no tamanho." (Sônia Lopes. BIO. v.2. São Paulo: Saraiva, 1997. p.361-2) 10 48. (UTFPR) No processo evolutivo, os anfíbios foram os primeiros vertebrados a viverem no ambiente terrestre. Sua adaptação, porém, não foi completa, por que: (A) no coração há mistura do sangue arterial com o sangue venoso. (B) possuem glândulas paratoides. (C) não utilizam o calor produzido no metabolismo para regular a temperatura corporal. (D) a reprodução acontece no meio aquático a fecundação é externa e o pulmão é primitivo, pois não realiza com eficiência as trocas gasosas. (E) são desprovidos de cauda e a pele muito fina impediu sua adaptação ao meio terrestre. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Os anfíbios foram os primeiros vertebrados a viver no ambiente terrestre. Dependem da água para reproduzir (fecundação externa) e para respirar (respiração cutânea), pois os seus pulmões são pequenos e incapazes de realizar todas as trocas gasosas. quentes do dia e, por isso, ingerem tudo o que encontram. Já os gaviões, que são endotérmicos (homeotérmicos), são ativos tanto de dia quanto à noite. (E) as escamas e placas epidérmicas do corpo das cobras dificultam sua locomoção rápida, o que influencia o comportamento de caça e tomada de alimento. Os gaviões, nesse sentido, são mais ágeis e eficientes, por isso caçam e comem mais. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: A justificativa desta forma de alimentação é a necessidade metabólica, sendo as aves endotérmicas necessitam de manter o calor do seu corpo com a energia resultante da oxidação dos seus alimentos. Portanto necessitam alimentarem-se mais vezes durante o dia. Já os répteis são ectotérmicos, o calor do seu corpo depende do meio ambiente. Por isso não necessitam de alimentar-se diariamente. 51. (UEL) Considere os seguintes itens: I. II. III. IV. 49. (UFSCAR) Um animal, que possui como características presença de coluna vertebral, fecundação interna com cópula, respiração pulmonar, embrião protegido por ovo de casca dura, mistura do sangue venoso com o arterial e temperatura variável com o ambiente, deve pertencer ao grupo (A) das aves. (B) dos peixes. (C) dos répteis. (D) dos anfíbios. (E) dos mamíferos. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: A alternativa a está incorreta porque no coração das aves não há mistura de sangue venoso com o arterial e porque são animais homeotérmicos. A alternativa b está incorreta porque nem todos os peixes realizam cópula (ato sexual) e têm fecundação interna. Além disso, respiração por brânquias e não formam ovos com casca e a sua circulação é fechada e simples. A alternativa d está incorreta porque a maioria dos anfíbios (anuros - sapos e rãs) tem fecundação externa e não formam ovos com casca. A alternativa e está incorreta porque no coração dos mamíferos não há mistura de sangue venoso com o arterial. presença de quilha no esterno presença de glândula uropigiana músculos peitorais potentes esqueleto com ossos sólidos e pesados Constituem requisitos para as aves voadoras apenas (A) I e II (B) I e III (C) I e IV (D) II e III (E) II e IV RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: A afirmativa II está incorreta porque as glândulas uropigianas não auxiliam o voo, apenas impermeabilizam as penas. A afirmativa IV está incorreta porque o esqueleto das aves é formado por ossos ocos e leves. 52. (UFPR) Sobre as adaptações apresentadas pelos animais em relação ao meio em que vivem, é correto afirmar: (A) Ossos pneumáticos reduzem o peso das aves e são favoráveis ao voo. (B) A flutuação dos peixes na água é regulada pela bexiga natatória, que se enche de liquido para ficar mais pesada quando o animal quer ir ao fundo. (C) Para manter o controle osmótico, peixes de água doce devem beber muita água e eliminar muitos sais com a urina. (D) Para a conquista do ambiente terrestre, os répteis tomaramse vivíparos, ou seja, independentes de fontes de água. (E) O canto das aves é produzido pelo sistema de sacos aéreos. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: A afirmativa b está incorreta porque a bexiga natatória deve diminuir a quantidade de ar para ir ao fundo. A afirmativa c está incorreta porque os peixes de água doce, para manter o controle osmótico, não bebem água e eliminam muitos sais na urina. A afirmativa d está incorreta porque os répteis, para a conquista do meio terrestre, tornaram-se ovíparos (colocam ovos) com fecundação interna independente da água. A afirmativa e está incorreta porque o canto das aves é produzido pela siringe. 50. (UNIFESP) Cobras, em geral, ingerem uma grande quantidade de alimento, mas apenas de tempos em tempos. Gaviões, comparativamente, ingerem alimento em pequenas quantidades, porém diariamente e várias vezes ao dia. Conhecendo as principais características dos grupos a que esses animais pertencem, pode-se afirmar corretamente que isso ocorre por que: (A) a digestão nas cobras é mais lenta e isso fornece energia aos poucos para seu corpo. Nos gaviões, a necessidade de fornecimento maior e mais rápido de energia condicionou o comportamento de tomada mais frequente de alimento. (B) as cobras, por ingerirem as presas inteiras, demoram mais tempo digerindo pelos e penas. Os gaviões, por ingerirem as presas aos pedaços, já começam a digestão a partir do tecido muscular da presa. (C) os órgãos sensoriais das cobras são bem menos desenvolvidos que os dos gaviões. Por isso, ao conseguirem alimento, ingerem a maior quantidade possível como forma de otimizar o recurso energético. (D) sendo ectotérmicas (pecilotérmicas), as cobras possuem um período de busca de alimento restrito aos horários mais 11 53. (PUC-PR) Os mamíferos, em relação ao tipo de reprodução que apresentam, podem ser classificados em três grupos: RESOLUÇÃO: Clivagem holoblástica (total) igual ocorre quando os blastômeros originados são mais ou menos iguais e ela ocorre em toda a extensão do ovo. É o tipo de segmentação de ovos oligolécitos, como em mamíferos. Clivagem meroblástica (parcial) discoidal ocorre nos ovos telolécitos não há divisão de toda a estrutura, como em alguns peixes. Placentários: vivíparos, apresentando desenvolvimento completo do embrião dentro do útero materno, ao qual se liga por meio de uma placenta. Exemplos: baleia, peixe-boi e golfinho. II. Marsupiais: vivíparos, cujos embriões desenvolvem-se parcialmente no útero materno, completando seu desenvolvimento numa bolsa externa localizada no ventre materno - o marsúpio. Exemplos: gambá e cuíca. III. Monotremados: ovíparos, com desenvolvimento embrionário completamente realizado fora do útero materno. Exemplos: ornitorrinco e equidna. I. 56. (PUC-Campinas) Um pesquisador, ao examinar ovos em desenvolvimento, observou que apresentavam as seguintes características: Grande quantidade de vitelo. Clivagem parcial discoidal. Presença de âmnio, alantoide e cório. Somitos mesodérmicos. Tubo neural dorsal. De acordo com esses dados, conclui-se que os ovos: (A) não eram de aves. (B) não eram de répteis. (C) eram de anfíbios ou de répteis. (D) eram de anfíbios ou de aves. (E) eram de répteis ou de aves. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: A clivagem parcial discoidal é a principal característica que indica ser um ovo de réptil ou ave. Está correta ou estão corretas: (A) apenas II e III. (B) apenas I e III. (C) apenas I. (D) todas. (E) apenas I e II. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Não esqueça que o grupo I pertence ao subfilo Eutéria monodelfo, animais com placenta desenvolvida e um útero. O grupo II pertence ao subfilo Metatheria - didelfo, animais com placenta rudimentar e dois úteros. O grupo III pertence ao subfilo Prototheria - adelfo, animais sem placenta e sem útero. 57. (U. F. Ouro Preto MG) No desenvolvimento embrionário dos animais, existem etapas características nas quais ocorrem processos mais ou menos semelhantes. Observe que há uma sequência cronológica igual para todos os grupos zoológicos, traduzindo a "origem comum" dos metazoários. Os principais "momentos" pelos quais passam os embriões de diferentes grupos são: 54. (PUC-PR) Relacione os números da coluna A (Ordens) com os nomes dos animais da coluna B: A B 1 – PRIMATA ( ) ELEFANTES 2 – RODENTIA ( ) MORCEGOS 3 – CETACEA ( ) LEÕES 4 – CARNIVORA ( ) CASTORES 5 – PROBOSCIDEA ( ) MACACOS 6 - CHIROPTERA ( ) BALEIAS 1. segmentação; 2. mórula; 3. blástula; 4. gástrula; 5. nêurula. A alternativa que contém a numeração correta de cima para baixo é: (A) 5, 6, 4, 2, 1, 3. (B) 5, 6, 2, 4, 1, 3. (C) 5, 6, 4, 2, 3, 1. (D) 6, 5, 4, 2, 1, 3. (E) 5, 6, 2, 4, 3, 1. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Outras ordens dos mamíferos: primatas (homem, macaco), proboscídeos (elefante), perissodáctila (rinoceronte, anta, cavalo), artiodátila (camelo, servos, antílope, bois, cabras, porcos). Para você visualizar o que ocorre em cada uma dessas fases, basta relacioná-las corretamente com os eventos abaixo. A. Formação de tubo neural. B. Proliferação do ovo originando os blastômeros. C. Micrômeros e macrômeros envolvendo pequena cavidade central. D. Intensas modificações dos blastômeros originando dois folhetos embrionários. E. Formação de uma estrutura esférica e maciça. Assinale a alternativa que contém a sequência correta dos "momentos" do desenvolvimento embrionário. (A) 1E, 2B, 3A, 4D, 5C (B) 1B, 2E, 3C, 4D, 5A (C) 1A, 2C, 3E, 4B, 5D (D) 1C, 2D, 3A, 4E, 5B (E) 1D, 2A, 3E, 4B, 5C RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: 1. segmentação; forma os blastômeros. 2. mórula; estrutura compacta de células. 3. blástula; forma uma cavidade chamada blastocele. 4. gástrula; forma a ectoderme e endoderme. 5. nêurula; forma o sistema nervoso dorsal em cordados. BIOLOGIA III 55. (UFRGS) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto a seguir. Nos animais, a clivagem varia conforme a quantidade de vitelo. Em .................... a clivagem é total, pois eles apresentam ovos ...................... . Por outro lado, em ........................ a clivagem é parcial, pois seus ovos são ........................ . (A) répteis – heterolécitos – equinodermos – centrolécitos. (B) mamíferos – telolécitos – peixes – oligolécitos. (C) répteis – oligolécitos – equinodermos – telolécitos. (D) mamíferos – oligolécitos – peixes – telolécitos. (E) equinodermos – telolécitos – mamíferos – oligolécitos. RESPOSTA: D 12 58. (PUC Minas) Em um ovo de galinha embrionado, a gema representa o local onde o embrião: a) se desenvolve e onde se encontra a sua reserva de vitelo. b) se nutre, mas o seu desenvolvimento ocorre na clara. c) obtém oxigênio para sua sobrevivência. d) armazena suas excretas nitrogenadas. e) secreta carbonato de cálcio para reforçar a casca. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: A gema corresponde ao saco vitelínico com função de nutrir o embrião. I. As placentas representadas são constituídas exclusivamente por tecido de origem materna. II. Dois dos três fetos são univitelínicos. III. Os fetos 1 e 2 foram produzidos, pela fecundação do mesmo ovócito, por dois espermatozoides diferentes. IV. Os fetos 1 e 2 compartilham a mesma placenta, mas não o mesmo saco vitelínico. V. Existem 50% de chance de os três fetos pertencerem ao mesmo sexo. São afirmações CORRETAS: (A) I, II e IV (B) II, IV e V (C) II, III e V (D) I, III e IV (E) III e IV As placentas representadas são constituídas por tecidos de origem materna e do embrião. III. Incorreta - Existem várias formas possíveis de gêmeos monozigóticos. Quando o embrião se divide pouco tempo após a fertilização, os gêmeos monozigóticos serão diamnióticodicoriônico, ou seja, cada um tem seu próprio âmnio (bolsa) e córion (placenta) – o fenômeno ocorre em torno de 8% das gestações gemelares. O tipo mais comum de gêmeos monozigóticos é o diamniótico-monocoriônico (cerca de 75% dos casos), em que a divisão embrionária ocorre entre o 4º e 8º dia após a fertilização. Nesse caso,os embriões têm a sua própria bolsa, mas dividem a mesma área placentária. Se o embrião se divide após o 8º dia de sua fertilização, é chamado de monocoriônico-monoamniótico, isto é, os gêmeos têm a mesma bolsa e a mesma placenta. Esse tipo corresponde a menos de 1% dos casos e normalmente é o que apresenta mais complicações durante a gestação. Por fim, se a divisão embrionária ocorre após o 12º dia, poderá ser imperfeita, levando a malformações estruturais (xifópagos). 59. (UFRGS) Em ovos oligolécitos, a fase da embriogênese caracterizada por um maciço de células formado por sucessivas clivagens, aproximadamente com o mesmo volume do ovo inicial, denomina-se: (A) mórula. (B) blástula. (C) gástrula. (D) arquêntero. (E) blastômero RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Estas células resultantes são embrionárias, denominadas de blastômeros, e tornam-se menores a cada divisão por clivagem que ocorre. 60. (UFOP MG - mod) A placenta é um anexo que se forma a partir do embrião e do endométrio materno, cuja principal função é realizar trocas entre o feto e o corpo materno. Podemos afirmar que a placenta completamente desenvolvida é encontrada: (A) em todos os mamíferos. (B) na maioria dos mamíferos, com exceção apenas dos marsupiais. (C) na maioria dos mamíferos, com exceção apenas dos monotremos. (D) nos mamíferos em geral exceto nos marsupiais e monotrematas. (E) quase todos os répteis e mamíferos. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: A placenta completamente desenvolvida é encontrada somente nos mamíferos eutérios (leão, baleia, morcego, homem, etc.) com exceção dos metatérios (marsupiais como os cangurus) e prototérios (monotremos como os ornitorrincos). 62. (UnB DF) Em relação à embriologia, julgue o item correto abaixo: (A) Na fecundação humana, o encontro dos gametas ocorre normalmente no colo do útero. (B) Entre a formação do zigoto e a formação dos dois primeiros blastômeros ocorre uma divisão mieótica. (C) As células que constituem a mórula de um embrião humano possuem 23 cromossomos. (D) Os vasos sanguíneos que trazem sangue do embrião humano para placenta transportam sangue arterial. (E) Âmnio e córion são anexos embrionários com função de proteção contra choques e desidratação do indivíduo durante sua fase intrauterina. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: I. Incorreta - a) Na fecundação humana, o encontro dos gametas ocorre normalmente no oviduto. Incorreta - b) Entre a formação do zigoto e a formação dos dois primeiros blastômeros ocorre uma divisão mitótica. Incorreta - c) As células que constituem a mórula de um embrião humano possuem 46 cromossomos. Incorreta - d) Os vasos sanguíneos que trazem sangue do embrião humano para placenta transportam sangue venoso. 61. (PUC MG) A figura abaixo representa o resultado da tentativa de implantação de blastocistos humanos após fecundação in vitro. 63. (UNICAMP SP) Os primeiros vertebrados a ocupar o ambiente terrestre foram os anfíbios, que, porém, ainda necessitam retornar à água para a reprodução. A independência da água foi conseguida posteriormente através de novidades evolutivas, como as relacionadas ao ovo. Sabendo-se que dois dos fetos apresentam o mesmo genoma e com base na figura, foram feitas cinco afirmações. 13 (E) o alantoide, onde são armazenados os produtos da excreção nitrogenada. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: O alantoide armazena ácido úrico (excreta nitrogenada) e trocas gasosas. 66. (FUVEST SP) Em condições normais, a placenta humana tem por funções (A) proteger o feto contra traumatismos, permitir a troca de gases e sintetizar as hemácias do feto. (B) proteger o feto contra traumatismos, permitir a troca de gases e sintetizar os leucócitos do feto. (C) permitir o fluxo direto de sangue entre mãe e filho e a eliminação dos excretas fetais. (D) permitir a troca de gases e nutrientes e a eliminação dos excretas fetais dissolvidos. (E) permitir o fluxo direto de sangue do filho para a mãe, responsável pela eliminação de gás carbônico e de excretas fetais. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Através da placenta o embrião "respira" (ocorrem as trocas de oxigênio e gás carbônico), "alimenta-se" (recebendo diretamente os nutrientes por difusão do sangue materno) e excreta produtos de seu metabolismo (excretas nitrogenadas). É correto afirmar que (A) estrutura indicada em a é o córion. (B) estrutura indicada em b é o saco vitelínico. (C) estrutura indicada em c é o alantoide. (D) estrutura indicada em d é o âmnion. (E) Uma das adaptações reprodutivas para a vida animal em ambiente terrestre é a fecundação interna. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Incorreta - a) estrutura indicada em a é o saco vitelínico. Incorreta - b) estrutura indicada em b é o córion. Incorreta - c) estrutura indicada em c é o âmnion. Incorreta - d) estrutura indicada em d é o embrião. 64. (UNIRIO RJ) Dentre as opções abaixo, assinale a que melhor define as funções principais da placenta: (A) proteger o embrião contra choques e evitar sua desidratação. (B) proteger o embrião e produzir vilosidades que penetram no endotérmico. (C) acumular excretas, retirar oxigênio do ar e devolver gás carbônico. (D) conter excretas e alimentos de reserva para o embrião (vitelo). (E) nutrir, excretar e respirar, produzindo também hormônios importantes para a gravidez. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: O âmnio é que protege o embrião contra choques e evitar sua desidratação, a placenta nutre o embrião e produzir vilosidades que penetram no endométrio. 67. (UFAM) O único anexo embrionário que ocorre nos anfíbios é: (A) o saco vitelino (B) o alantoide (C) o âmnion (D) o córion (E) a placenta RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: Saco vitelínico Este anexo embrionário ocorre em todos os vertebrados, sendo o único anexo embrionário presente nos peixes e anfíbios. 68. (UFCG PB) Nos seres humanos, as vilosidades coriônicas que penetram no endométrio e são envolvidas por ele, participam da formação da placenta que, em condições normais, têm como função I. nutrir o embrião, promover as trocas gasosas, além de produzir progesterona. II. formar uma cavidade preenchida pelo líquido amniótico e produzir a prolactina. III. permitir, de forma constante e ininterrupta, a ligação com a mãe, garantindo o fluxo direto de sangue entre ambos. IV. proteger o feto contra traumatismos mecânicos, promover as trocas respiratórias e realizar a excreção. Estão CORRETAS: (A) III e IV (B) I, II e III (C) II e IV (D) I e III (E) I e IV RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: I. Incorreto - formar uma cavidade preenchida pelo líquido amniótico e produzir a prolactina. II. permitir, de forma constante e ininterrupta, a ligação com a mãe, garantindo o fluxo direto de sangue entre ambos. O âmnio E 65. (UNESP SP) O esquema representa um ovo de ave em pleno desenvolvimento embriológico. A estrutura indicada pelo algarismo I representa: (A) o alantoide, que armazena as substâncias nutritivas para o embrião. (B) o âmnio, que acumula o líquido amniótico, no qual fica mergulhado o embrião. (C) o saco vitelínico, que é uma estrutura que impede a desidratação do embrião. (D) o âmnio, que é responsável pela nutrição das células embrionárias. 14 69. (UERJ) O desenvolvimento da Medicina tem auxiliado, com refinada tecnologia, as cirurgias de transplantes de órgãos. Entretanto, a rejeição dos órgãos transplantados tem sido um problema difícil de ser resolvido. Tal problema não ocorrerá se o doador for gêmeo univitelino do receptor. Das estruturas abaixo, aquela que comumente se apresenta única entre esses irmãos é: (A) placenta (B) alantoide (C) canal vitelínico (D) cordão umbilical (E) disco embrionário RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: c) Funções da placenta: Nutrição – fornecimento de nutrientes via irrigação sanguínea. Oxigenação do embrião via irrigação sanguínea. Excreção através da retirada de excretas e gás carbônico. Proteção imunológica – através da passagem de anticorpos da mãe para o embrião. Endócrina – síntese de hormônios: estrógenos e progesterona. As estrutura A é exclusivas de mamíferos e a C é comum a repteis, aves e mamíferos. 72. (PUC PR) Analise as afirmações relacionadas ao estudo dos anexos embrionários: I. O saco vitelínico é uma bolsa que abriga o vitelo e que participa no processo de nutrição do embrião, sendo bem desenvolvida nos peixes, répteis e aves e reduzida nos mamíferos. II. O âmnio é uma membrana que envolve o embrião, delimitando a cavidade amniótica, que contém o líquido amniótico, cuja principal função é de proteger o embrião contra choques mecânicos e contra a dessecação. III. O alantoide é um anexo que deriva da porção posterior do intestino do embrião, tendo como função, nos répteis e nas aves, armazenar excretas nitrogenadas e participar de troca gasosas. IV. A placenta não é considerada um anexo embrionário, por ser um órgão formado pela interação entre tecidos materno e fetal. Está correta ou estão corretas: (A) Apenas III e IV. (B) Apenas I. (C) Apenas II . (D) Apenas I e II. (E) Todas RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Todos os conceitos estão corretos. 70. (UERJ) A ocorrência de rubéola em uma mulher, no 1º trimestre da gravidez, poderá acarretar patologias fetais diversas (ópticas, auditivas, de abortamento, etc..). Quando chegar à idade adulta, o indivíduo comprometido não vai transmitir essa patologia a qualquer de seus filhos, por tratar-se de uma patologia congênita. A patologia congênita é aquela transmitida através de: (A) gametas (B) placenta (C) cromossomos (D) gene recessivo (E) gene dominante RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Doenças congênitas são aquelas adquiridas antes do nascimento ou mesmo posterior a tal, no primeiro mês de vida, seja qual for a sua causa. Dentre essas doenças, aquelas caracterizadas por deformações estruturais são denominadas usualmente por anomalias ou malformações congênitas. 73. (UEPB) A figura abaixo representa os anexos embrionários dos vertebrados. Assinale a alternativa correta que identifica quais os táxons que possuem essas estruturas: 71. (UNIRIO RJ) Observe o esquema de um embrião humano e analise as afirmações feitas sobre ele. I. As estruturas A e C são exclusivas de mamíferos. II. A estrutura B aparece a partir de répteis e é bem desenvolvida nas aves. III. A estrutura D envolve todo o embrião e aparece somente em répteis, aves e mamíferos. FAVARETTO, José Arnaldo; MERCADANTE, Clarinda. Biologia. 2. ed. São Paulo: Moderna, 2003. (A) peixes, répteis e mamíferos (B) peixes, anfíbios e répteis (C) anfíbios, répteis e aves (D) mamíferos, anfíbios e répteis (E) répteis, aves e mamífer RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Os anexos embrionários citados encontram-se em répteis, aves e mamíferos. As afirmação(ões) correta(s) é(são): (A) somente a III. (B) somente a I e a II. (C) somente a I e a III. (D) somente a II e a III. (E) a I, a II e a III. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: 74. (Fuvest) Qual a diferença, no desenvolvimento embrionário, entre animais com ovos oligolécitos e animais com ovos telolécitos? (A) Número de folhetos embrionários formados. (B) Presença ou ausência de celoma. 15 (C) Presença ou ausência de notocorda. (D) Tipo de segmentação do ovo. (E) Modo de formação do tubo neural. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Os ovos se classificam de acordo com a quantidade e distribuição do vitelo, bem como com o tipo de segmentação que irão sofrer. (A) 5 - 4 - 1 - 3 - 2 (B) 1 - 2 - 3 - 4 - 5 (C) 5 - 4 - 1 - 2 - 3 (D) 3 - 4 - 1 - 2 - 5 (E) 5 - 1 - 4 - 3 – 2 RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: Os animais apresentam grande diversidade de desenvolvimento embrionário, mas, de modo geral, em praticamente todos ocorrem três fases consecutivas: segmentação, gastrulação e organogênese. Na segmentação, mesmo com o aumento do número de células, praticamente não há aumento do volume total do embrião, pois as divisões celulares são muito rápidas e as células não têm tempo para crescer. Na fase seguinte, que é a gastrulação, o aumento do número de células é acompanhada do aumento do volume total. Inicia-se nessa fase a diferenciação celular, ocorrendo a formação dos folhetos germinativos ou folhetos embrionários, que darão origem aos tecidos do indivíduo. No estágio seguinte, que é a organogênese, ocorre a diferenciação dos órgãos. Vamos analisar cada uma dessas fases para os animais em geral e depois comentar o desenvolvimento embrionário humano. 75. (PUC-Campinas) Qual das afirmações a seguir, relativas a diferentes tipos de ovos, é verdadeira. (A) Ovos com muito vitelo no polo vegetativo têm segmentação total. (B) Ovos com muito vitelo no centro têm segmentação discoidal. (C) Ovos oligolécitos têm segmentação parcial. (D) Os ovos da maioria dos artrópodos são oligolécitos. (E) Os ovos da maioria dos mamíferos são pobres em vitelo. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Os ovos da maioria dos mamíferos são pobres em vitelo pelo fato dos nutrientes serem providos pela mãe. 76. (UFSC) Baseado nos esquemas abaixo, que correspondem a diferentes fases do desenvolvimento embrionário de um animal, assinale a proposição verdadeiras. 78. (UEPG) A respeito do desenvolvimento embrionário, assinale o que for correto. (A) As divisões que ocorrem durante a segmentação denominam-se clivagens, e as células que se formam são chamadas mórulas. (B) Na gastrulação, forma-se o blastóporo. Os animais em que o blastóporo dá origem ao ânus são chamados de protostômios, e os animais em que o blastóporo dá origem à boca são chamados de deuterostômios. (C) Ao longo do desenvolvimento embrionário, as células passam por um processo de diferenciação celular em que alguns genes são "ativados", passando a coordenar as funções celulares. Surgem dessa maneira os tipos celulares, que se organizam em tecidos. (D) De um modo geral, em praticamente todos os animais podem ser observadas três fases consecutivas de desenvolvimento embrionário: segmentação, gastrulação e neurulação. (E) Na organogênese ocorre diferenciação dos órgãos a partir dos folhetos embrionários formados logo após a gastrulação. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: a) Incorreta - As divisões que ocorrem durante a segmentação denominam-se clivagens, e as células que se formam são chamadas blastômeros. b) Incorreta - Na gastrulação, forma-se o blastóporo. Os animais em que o blastóporo dá origem a boca são chamados de protostômios, e os animais em que o blastóporo dá origem a ânus são chamados de deuterostômios. d) Incorreta - De um modo geral, em praticamente todos os animais podem ser observadas três fases consecutivas de desenvolvimento embrionário: segmentação, gastrulação e organogênese. e) Incorreta - A terceira fase do desenvolvimento embrionário é a organogênese, que se caracteriza pela diferenciação de órgãos a partir dos folhetos embrionários formados na gastrulação. (A) A ordem correta em que as fases ocorrem durante o processo de desenvolvimento é c - b - d - a. (B) Em a, já podemos observar a uma estrutura diblástica. (C) A fase representada em d denomina-se gástrula. (D) Em c, temos representadas quatro células denominadas micrômeros. (E) Os esquemas apresentados referem-se ao desenvolvimento embrionário de um cordado. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: a) Incorreta - A ordem correta em que as fases ocorrem durante o processo de desenvolvimento é c - d - b - a. b) Incorreta - Em a, já podemos observar a presença dos três folhetos embrionários (triblástico). c) Incorreta - A fase representada em b denomina-se gástrula. d) Incorreta - Em c, temos representadas quatro células denominadas blastômeros. 77. (PUC-PR) Associe a segunda coluna de acordo com a primeira: Fases de desenvolvimento: 1) Fertilização 2) Gástrula 3) Blástula 4) Segmentação 5) Nêurula Características: ( ) Fase caracterizada pela formação do tubo neural. ( ) Fase em que o ovo se divide, sucessivamente, até as células atingirem as dimensões normais da espécie. ( ) Fase durante a qual os gametas se unem. ( ) Fase durante a qual um grupo de células envolve uma pequena cavidade central. ( ) Fase na qual se origina o intestino primitivo. 79. (UFSC) Pesquisas recentes revelam que a cocaína atravessa a barreira placentária, indo afetar o desenvolvimento normal de bebês. A droga ataca, principalmente, o sistema nervoso provocando, posteriormente, dificuldades na aprendizagem e na integração da criança com os pais e com o meio. A placenta é um dos anexos embrionários presentes em vertebrados. Assinale a sequência correta: 16 e) Incorreta - A figura difere da representação de um embrião de répteis por possuir placenta, anexos inexistentes nesses animais. Sobre esses anexos é correto afirmar que: (A) O âmnio possui função de armazenar substâncias nutritivas (vitelo). (B) A vesícula vitelínica atenua abalos e traumatismos, sofridos pela mãe, que possam atingir o embrião. (C) O alantoide possui, exclusivamente, função protetora. (D) O cordão umbilical liga o feto à placenta em todos os mamíferos. (E) A placenta, dentre outras funções, é responsável pela nutrição e serve como barreira contra infecções. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: a) Incorreta - A vesícula vitelínica possui função de armazenar substâncias nutritivas (vitelo). b) Incorreta - O âmnio atenua abalos e traumatismos, sofridos pela mãe, que possam atingir o embrião. c) Incorreta - O alantoide possui as funções de trocas gasosas e armazenamento da excreta nitrogenada (ácido úrico). d) Incorreta - O cordão umbilical liga o feto à placenta, exceto nos monotremos (ornitorrinco). 81. (Upe 2012) A novela O Clone foi exibida novamente pela Rede Globo. A trama assinada por Glória Perez conta a história de amor entre Lucas (Murilo Benício) e Jade (Giovanna Antonelli). Entre outros temas polêmicos, a novela aborda a clonagem humana. A história tem início quando Jade, filha de muçulmanos – nascida e criada no Brasil – é obrigada a se mudar para Marrocos. Nessa terra distante, Jade conhece o brasileiro Lucas que está viajando pelo país, em companhia de seu irmão gêmeo, Diogo (Murilo Benício), do seu pai Leônidas (Reginaldo Faria) e do cientista Albieri (Juca de Oliveira). Enquanto Lucas e Jade vivem o romance proibido, Diogo volta ao Brasil e morre em um acidente de helicóptero. Abalado pela morte do afilhado, o cientista Albieri decide clonar o outro gêmeo, Lucas, como forma de trazer Diogo de volta e realizar um sonho: ser o primeiro a realizar a clonagem de um ser humano. Sem que ninguém tome conhecimento da experiência, Albieri usa as células de Lucas na formação do embrião e o insere em Deusa (Adriana Lessa) que pensa estar fazendo uma inseminação artificial comum. O geneticista faz o primeiro clone humano, que se chama Leandro (Murilo Benício), mais conhecido como Léo. Quando a história da criação do clone vem a público, Deusa – a “mãe de aluguel” – e Leônidas – o “pai biológico” – disputam Léo na Justiça. Léo é considerado filho de Leônidas e Deusa. No final da história, Albieri e Léo – criador e criatura – desaparecem nas dunas do deserto do Saara. 80. (UFSC) A figura a seguir mostra o corte transversal de um embrião e anexos embrionários. Fonte: adaptado de: http://memoriaglobo.globo.com/Memoriaglobo/0,27723,GYN0-5273229915,00.html Sobre esse caso fictício de clonagem humana e tomando-se como base conhecimentos científicos, analise as afirmativas a seguir: I. Lucas e Diogo são gêmeos monozigóticos, que se formaram de um mesmo óvulo, fecundado por dois espermatozoides que geraram dois indivíduos do mesmo sexo e idênticos geneticamente. II. O perfil do DNA mitocondrial de Léo é diferente do perfil do DNA de Lucas, do qual Léo foi clonado, visto que o genoma mitocondrial tem como origem a herança genética materna. Como na clonagem foi utilizado o óvulo de Deusa, as mitocôndrias do clone derivaram, ao menos, em parte, dessa célula. III. O cientista Albieri utilizou uma célula diploide de Lucas ou apenas o seu núcleo e fundiu com um óvulo de Deusa, do qual anteriormente removeu o núcleo haploide. Após o desenvolvimento embrionário in vitro, o embrião foi implantado em Deusa, e a gestação prosseguiu, resultando no nascimento de Léo. IV. As células sanguíneas de Léo foram, em parte, herdadas de Deusa através do cordão umbilical, que contém vaso que leva o sangue arterial da mãe para o feto, visto que o desenvolvimento embrionário de Léo ocorreu no corpo de Deusa. V. O mesmo padrão genético herdado pelos gêmeos Lucas e Diogo do seu pai biológico Leônidas deve ser encontrado no clone Léo, justificando a decisão da justiça em considerá-lo pai de Léo. Estão corretas (A) I e II. (B) I e III. (C) II, IV e V. (D) II, III e IV. (E) II, III e V. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Em relação à figura, é correto afirmar que: (A) A seta 1 indica o principal local de produção da gonadotrofina coriônica, hormônio que quando está presente na urina é sinal inequívoco de gravidez. (B) A seta 2 indica a bolsa amniótica, que tem por função hidratar e proteger o feto contra eventuais choques mecânicos. (C) A figura representa o embrião de uma ave. (D) A placenta (indicada pela seta 3) é responsável pela intensa troca de substâncias entre mãe e filho. Esta troca ocorre porque há passagem do sangue da mãe para o filho e viceversa. (E) A figura difere da representação de um embrião de répteis por possuir âmnio e cório, anexos inexistentes nesses animais. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: a) Incorreta - A seta 1 indica o saco vitelínico atrofiado. c) Incorreta - A figura representa um embrião de mamífero. d) Incorreta - A placenta (indicada pela seta 3) é responsável pela intensa troca de substâncias entre mãe e filho. Esta troca ocorre, porém não há passagem do sangue da mãe para o filho e viceversa. 17 I. Falso: Os gêmeos monozigóticos são formados a partir de um único óvulo fecundado por um espermatozoide. O embrião se divide e origina dois indivíduos geneticamente idênticos e, obrigatoriamente, do mesmo sexo. IV. Falso: As células sanguíneas de Léo foram formadas a partir de seu tecido hematopoiético. Durante a gestação o sangue materno não se mistura com o sangue do filho. RESPSOTA: A RESOLUÇÃO: 82. (Ufrgs 2010) Assinale a alternativa correta a respeito dos ovos de diferentes espécies animais. (A) Ovos de aves apresentam segmentação total, originando blastômeros de tamanhos iguais. (B) Ovos de insetos têm vitelo distribuído de forma homogênea. (C) Ovos de moluscos apresentam vitelo abundante distribuído de forma heterogênea. (D) Ovos de anfíbios apresentam segmentação total, originando blastômeros de tamanhos diferentes. (E) Ovos de mamíferos realizam mitoses na região do disco germinativo. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Os anfíbios possuem ovos heterolécitos com segmentação total e desigual. Os blastômeros situados no polo animal são menores (micrômeros) enquanto os localizados no polo vegetativo são maiores (macrômeros. Ablástula é maciça, com a blastocela deslocada para o polo animal. 85. Para preparar o composto butanoato de etila, que possui aroma de abacaxi, usa-se o etanol como um dos reagentes de partida. A função orgânica a qual pertence esse aromatizante e o nome do outro reagente necessário para sua síntese são, respecti-vamente: (A) éster, ácido etanóico. (B) éter, ácido butanóico. (C) amida, álcool butílico. (D) éster, ácido butanóico. (E) éter, álcool butílico. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO o aromatizante butanoato de atila pertence à função éster e é preparado pela reação entre o ácido butanóico e o etanol QUÍMICA I 83. Observe a seqüência de reações fornecida abaixo, onde estão representados apenas os produtos orgânicos formados. 86. O aroma e o sabor da maçã se devem a várias substâncias químicas diferentes. Na fabricação de balas e gomas de mascar com “sabor de maçã”, osquímicos tentam imitar o aroma e sabor desses compostos. Uma das substâncias utilizadas para este fim é o acetato de etila. Uma equação químicaenvolvendo o acetato de etila pode ser escrita como: As reações A e B são, respectivamente, do tipo (A) adição e adição. (B) substituição e adição. (C) substituição e substituição. (D) eliminação e substituição. (E) adição e eliminação. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Podemos classificar essa reação no sentido direto como sendo de: (A) neutralização total de um éter. (B) hidrólise básica de um éster. (C) hidrólise ácida de um éster. (D) saponificação. (E) oxidação de um éter. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: a reação representada corresponde à hidrólise ácida de um éster em que foram produzidos um ácido carboxílico e um álcool. RESOLUÇÃO: 84. Se uma garrafa contendo vinho permanecer aberta, exposta ao ar, por alguns dias, o álcool etílico presente será oxidado, transformando o vinho emvinagre — uma solução de ácido etanóico (também denominado ácido acético). A equação química que representa esta reação é: 87. Um composto orgânico desconhecido, ao ser testado frente a alguns reagentes, apresentou os seguintes comportamentos: Reagiu prontamente com bromo em tetracloreto de carbono, levando ao desaparecimento da coloração Provocou o descoramento da solução violácea de Não liberou gás hidrogênio quando em contato com Assinale a alternativa em que está representado o composto em questão. 18 RESPOSTA: B RESOLUÇÃO 89. (UEL-PR) Considere a reação de substituição: 88. PÁG. 300 – QUESTÃO 81 A ordem dos reagentes é um fator determinante para se obter o produto desejado. Um exemplo disso é a reação do tolueno com os reagentes I e II, nas seqüências mostradas abaixo. Se na reação o iodeto de metila for substituído por iodeto de (A) tolueno (B) naftaleno (C) etibenzeno (D) o-etiltolueno. (E) p-etiltolueno RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: Considerando que os reagentes na operação I são HNO3/H2SO4; e que os reagentes na operação II são KMnO4/OH–/calor, em seguida H3O, assinale a alternativa correta. (A) Os produtos em B são ácido o-nitrobenzóico e ácido pnitrobenzóico; o produto em D é o ácido m- nitrobenzóico. (B) Os produtos B e D são iguais. (C) Os produtos em B são ácido o-nitrobenzóico e ácido pnitrobenzóico; o produto em D é o m-nitrotolueno. (D) Os produtos em B são o-nitrotolueno e p-nitrotolueno; (E) O produto em B é o ácido m-nitrobenzóico; os produtos em D são ácido o-nitrobenzóico e ácido p- nitrobenzóico. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: o produto em D é o 19 90. (UNIFOR-CE) Na reação de etilbezeno obtém-se mistura de: Serão os produtos A e B, respectivamente: Pode-se, portanto, afirmar que o radical etil é: (A) metadirigente (B) orto e metadirigente (C) orto e paradirigente (D) meta e paradirigente. (E) p-etiltolueno. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: Os radicais alquita oriemtam as substituições no anel aromático para as posições orto e para em relação a eles, são radicais ativantes ou de primeira classe. 91. (ITA-SP) A adição de 1 mol de cloro a 1 mol de alcino forneceu uma mistura dos isômeros cis e trans do mesmo alceno diclorado. Entre as opções abaixo, qual é aquele que contém o alcino que não foi utilizado nesta edição? (A) Acetileno. (B) Metilacetileno. (C) Dimetilacetileno. (D) Cloroacetileno. (E) Dietilacetileno RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: 94. (UNISINOS-RS)A oxidação energética de um composto orgânico, tendo como agente oxidante o permanganato de potássio em solução ácida, resultou em três substâncias, assim identificadas: substância 1: é um isômero estável do propanal substância 2: gás carbônico substância 3: água As informações disponíveis permitem afirmar que o composto orgânico inicialmente oxidado é: (A) metilpropeno. (B) eteno. (C) 1-buteno. (D) benzeno. (E) dimetil-2-buteno. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: 92. (UEL-PR)Na reação do H2C = CH --- CH3 com HC há formação em maior quantidade do: (A) 1-cloropropano. (B) 2-cloropropano. (C) 1,2-dicloropropano. (D) 1,3-dicloropropano. (E) 2,2-dicloropropano. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: 93. (MED. POUSO ALEGRE-MG)Analize as questões abaixo: 95. (FEI-SP) Se o composto orgânico A de fórmula C3H6O sofre: 20 I. oxidação na presença de KMNO4 em meio ácido produzindo um composto B que é o ácido C3H6O2. II. redução na presença de H2 e Ni como catalizador produzindo um composto C, então podemos concluir que: (A) o isômero funcional de C é um éter. (B) o isômero funcional de A é um aldeído. (C) A é uma cetona (D) C é um álcool secundário (E) A, B e C são isômeros. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: Acerca das propriedades e da relação de isomeria entre os compostos, é correto afirmar: (A) As cetonas insaturadas (R)-carvona e a (S)-carvona são consideradas isômeros cis-trans. (B) Com base nas estruturas, conclui-se que a combustão completa de 1 mol de ciclopropano libera a mesma quantidade de calor que a combustão completa de 1 mol de propeno. (C) O par de isômeros constitucionais apresenta um composto como a imagem do outro, refletida em um espelho. (D) A hidrogenação catalítica do ciclopropano e do propeno forma o mesmo composto, o propano. (E) Uma mistura equimolar das cetonas (R)-carvona e (S)carvona é levógira. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: A hidrogenação catalítica do ciclopropano e do propeno forma o mesmo composto, o propano: 96. (UFRS)O propeno pode ser usado para produzir sorventes como, por exemplo, a acetona. No esquema da síntese: 98. (Uff 2012) Os alcenos, também conhecidos como alquenos ou olefinas, são hidrocarbonetos insaturados por apresentarem pelo menos uma ligação dupla na molécula. Os alcenos mais simples, que apresentam apenas uma ligação dupla, formam uma série homóloga, com fórmula geral CnH2n . Eles reagem com o ozônio o produto intermediário indicado pela letra A é o: (A) 1-propanol. (B) 2-propanol. (C) propanal. (D) propano. (E) metóxi-etano. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: (O3 ), formando ozonetos (ou ozonídeos), que por hidrólise produzem aldeídos ou cetonas. Considerando essas informações, pode-se afirmar que no caso da ozonólise do (A) 2-metil-2-buteno, os produtos serão o etanal e a propanona. (B) 2-metil-2-buteno, o produto formado será apenas o etanal. (C) 2,3-dimetiI-2-buteno, o produto formado será apenas o propanal. (D) 2-metil-2-buteno, o produto formado será apenas a butanona. (E) 2-buteno, os produtos formados serão a propanona e o metanal. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: Equação global da ozonólise seguida de hidrólise, na presença de zinco, do 2-metil-2-buteno: 97. (G1 - ifba 2012) Os compostos cujas estruturas estão representadas aos pares possuem uma ou mais de uma propriedade que os diferenciam. 99. (Uff 2012) A reação de Grignard é uma ferramenta importante na formação de ligações carbono-carbono. Trata- se de uma reação 21 química organometálica em que haletos de alquil ou aril-magnésio (reagentes de Grignard) atuam como nucleófilos que reagem com átomos de carbono eletrofílico que estão presentes em grupos polares (por exemplo, em um grupo carbonila) para produzir uma ligação carbono-carbono. Os álcoois formados a partir da reação do brometo de etil magnésio com o formaldeido, acetaldeído e acetona são, respectivamente, (A) etanol, propan-1-ol e pentan-2-ol. (B) propan-1-ol, butan-2-ol e 2-metilbutan-2-ol. (C) metanol, etanol e propan-2-ol. (D) propan-2-ol, butan-2-ol e pentan-2-ol. (E) etanol, propan-2-ol e 2-metilbutan-2-ol. RESPOSTA: [B] Teremos as seguintes reações: I) Brometo de etil magnésio e formaldeido. (B) a hibridização dos carbonos do glicerol e dos carbonos das 3 2 carbonilas do triglicerídeo são sp e sp , respectivamente. (C) o etanol, que é utilizado como reagente na reação acima, também é conhecido como álcool etílico. (D) a nomenclatura oficial para a molécula de glicerol é 1,2,3trimetoxipropano. (E) balanceando corretamente a reação acima, verificar-se-á que uma molécula de triglicerídeo formará uma molécula de biodiesel. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: A hibridização dos carbonos do glicerol e dos carbonos das 3 2 carbonilas do triglicerídeo são sp e sp , respectivamente: II) Brometo de etil magnésio e acetaldeido. 101. (Ita 2012) A reação de sulfonação do naftaleno ocorre por substituição eletrofílica nas posições α e β do composto orgânico, de acordo com o diagrama de coordenada de reação a 50 °C. III) Brometo de etil magnésio e cetona. Com base neste diagrama, são feitas as seguintes afirmações: I. II. A reação de sulfonação do naftaleno é endotérmica. A posição α do naftaleno é mais reativa do que a de β . III. O isômero β é mais estável que o isômero α . Das afirmações acima, está(ão) correta(s) apenas (A) I. (B) I e II. (C) II. (D) II e III. (E) III. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Análise das afirmações: I. Incorreta. A reação de sulfonação do naftaleno é exotérmica (libera calor), pois a entalpia dos produtos é menor do que a dos 100. (Udesc 2012) O biodiesel é um combustível biodegradável derivado de fontes renováveis e pode ser produzido a partir de gorduras animais ou de óleos vegetais. Sabe-se que as gorduras e os óleos são ésteres do glicerol, chamados de glicerídeos. A reação geral de transesterificação para a obtenção do biodiesel a partir de um triglicerídeo é apresentada abaixo. Com relação aos seus reagentes e produtos, é correto afirmar que: (A) o biodiesel, formado a partir da reação de transesterificação acima, apresenta a função éter em sua estrutura. 22 reagentes. (D) esterilizante. (E) antioxidante. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Em química um radical livre é um átomo ou molécula que possui elétrons em quantidade ímpar ou desemparelhados e são altamente reativos. Exemplos: ânion superóxido (O2 ) , o óxido nítrico (NO ) e o radical hidroxila (OH) . Devido às suas características um radical livre pode receber um elétron para “emparelhar” o elétron “livre”, ou seja, sofre redução e consequentemente é um agente oxidante. Uma substância que tem a propriedade de diminuir os estragos produzidos por radicais livres precisa se combinar com o radical livre, e neste caso, a substância é classificada com antioxidante. II. Correta. A posição α do naftaleno é mais reativa do que a de β . Verifica-se, na figura, que a energia de ativação da reação de substituição do naftaleno na posição alfa é menor do que na posição beta. Conclui-se que a posição alfa é mais reativa. 103. (Ita 2011) A combustão de um composto X na presença de ar atmosférico ocorre com a formação de fuligem. Dos compostos abaixo, assinale a opção que contem o composto X que apresenta a maior tendência de combustão fuliginosa. (A) C6H6 (B) C2H5OH (C) CH4 (D) CH3(CH2)6CH3 (E) CH3OH RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: Quanto maior a quantidade de carbonos, maior a produção de fuligem, por isso, o composto que apresenta a maior tendência fuliginosa é aquele com maior porcentagem de carbono. Calculo da porcentagem de carbono: -1 C6H6 = 78 g.mol III. Correta. O isômero β é mais estável que o isômero α . Como o isômero beta apresenta menor entalpia, é mais estável. 78 g 100 % 72 g p(carbono) p(carbono) 92,31 % -1 C2H5OH = 46 g.mol 46 g 100 % 24 g p(carbono) p(carbono) 51,17 % -1 CH4 = 16 g.mol Leia o texto a seguir. Pela 1.ª vez, drogas contra intoxicação radioativa alcançam bons resultados 16 g 100 % 12 g p(carbono) p(carbono) 75,00 % -1 CH3(CH2)6CH3 = 114 g.mol Remédios para tratar intoxicação por radiação devem ser aprovados nos próximos anos. Hoje não existe nenhuma terapia para o tratamento e a prevenção dos danos fisiológicos da radiação, cujo principal efeito é a produção de radicais livres. A radiação atinge as moléculas de água e oxigênio abundantes no organismo e produz os radicais livres, que ao reagir alteram diversas estruturas celulares. A maioria das novas drogas tem a finalidade de diminuir os estragos produzidos pelos radicais livres. 114 g 96 g 100 % p(carbono) p(carbono) 84,21 % -1 CH3OH = 32 g.mol (O Estado de S.Paulo, 13.02.2012. Adaptado.) 32 g 100 % 12 g p(carbono) p(carbono) 37,50 % O composto com maior tendência de combustão fuliginosa é o C6H6 (92,31%). 102. (Unesp 2012) Em química, uma substância que tem a propriedade de diminuir os estragos produzidos por radicais livres é classificada como um (A) antiácido. (B) hidratante. (C) cicatrizante. 104. (Ita 2011) A reação catalisada do triacilglicerol com um álcool (metanol ou etanol) produz glicerol (1,2,3-propanotriol) é uma mistura de ésteres alquílicos de ácidos graxos de cadeia longa, mais conhecido como biodiesel. Essa reação de transesterificação 23 envolve o equilíbrio representado pela seguinte equação química balanceada: A quitosana, um biopolímero, polissacarídeo, que ocorre em algumas espécies de fungo, é obtida a partir da quitina, constituinte principal dos exoesqueletos de insetos e de crustáceos. A estrutura molecular de quitosana é semelhante à de celulose e pode adsorver de quatro a cinco vezes a sua massa molar em gordura. A análise dessas informações, da reação química de obtenção de quitosana, representada pela equação química e das estruturas moleculares desses biopolímeros naturais, é correto afirmar: (A) A quitosana é obtida a partir da reação de substituição do grupo NHCOCH3 , da quitina, em meio básico, pelo grupo NH2 . em que: R’, R”, R’” = cadeias carbônicas dos ácidos graxos e R = grupo alquil do álcool reagente. (B) Os grupos catiônicos, NH3 , resultantes da reação da quitosana com ácidos são oxidados a grupos amino, NH2 . A respeito da produção do biodiesel pelo processo de transesterificação, são feitas as seguintes afirmações: I. O hidróxido de sódio é dissolvido completamente e reage com o agente transesterificante para produzir água e o íon alcóxido. II. Na transesterificação catalisada por álcali, os reagentes empregados nesse processo devem ser substancialmente anidros para prevenir a formação de sabões. III. Na reação de produção do biodiesel pela rota etílica, com catalisador alcalino, o alcóxido formado inibe a reação de saponificação. Das afirmações acima, está(ao) correta(s) apenas (A) I e II. (B) I e III. (C) II. (D) II e III. (E) III RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: Análise das afirmações: I. Afirmação correta. O hidróxido de sódio é dissolvido completamente e reage com o agente transesterificante para produzir água e o íon alcóxido: – + II. 3R–OH + 3NaOH 3R–O + Na + H2O III. Afirmação correta. Na transesterificação catalisada por álcali, os reagentes empregados nesse processo devem ser substancialmente anidros para prevenir a formação de sabões. A presença da água provocaria hidrólise dos ésteres gerando ácidos carboxílicos que reagiriam com o álcali produzindo sabão. IV. Afirmação incorreta. Na reação de produção do biodiesel pela rota etílica, a ausência de água inibe a formação de sabão. (C) O acetaldeído, CH3CHO aq , é um dos componentes dos resíduos do processo de obtenção de quitosana a partir da quitina. (D) A quitosana e a quitina são biopolímeros facilmente degradados porque são solúveis, em meio básico, à temperatura ambiente. (E) A quitosana reage com o fluido gástrico e forma um polímero catiônico, que adsorve lipídios por meio de interações com os grupos ésteres . RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Análise das alternativas: (A) Incorreta: a quitosana é obtida a partir da reação de substituição do grupo COCH3 (acetil ou etanoil), da quitina, em meio básico, pelo hidrogênio. (B) Incorreta: os grupos catiônicos, NH3 , resultantes da reação da quitosana com ácidos são reduzidos a grupos amino, NH2 . (C) Incorreta: o ácido acético, CH3COOH aq , é um dos componentes dos resíduos do processo de obtenção de quitosana a partir da quitina. (D) Incorreta: a quitosana e a quitina são biopolímeros que não se degradam com facilidade na temperatura ambiente. (E) Correta: a quitosana reage com o fluido gástrico e forma um polímero catiônico, que absorve lipídios por meio de interações com os grupos ésteres 105. (Uesc 2011) . Teremos: No esquema abaixo, estão representadas as duas etapas finais do processo fermentativo em células musculares quando submetidas a condições de baixa disponibilidade de oxigênio. 106. (Uftm 2012) Na tabela são apresentadas as estruturas de alguns compostos orgânicos. 24 108. (Ita 2012) Considere as seguintes afirmações: I. Aldeídos podem ser oxidados a ácidos carboxílicos. II. Alcanos reagem com haletos de hidrogênio. III. Aminas formam sais quando reagem com ácidos. IV. Alcenos reagem com alcoóis para formar ésteres. Das afirmações acima, está(ão) correta(s) apenas (A) I. (B) I e III. (C) II. (D) II e IV. (E) IV. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Análise das afirmações: I. Correta. Aldeídos podem ser oxidados a ácidos carboxílicos. O composto orgânico produzido na reação de oxidação do propan1-ol com solução ácida de KMnO4, em condições experimentais adequadas, pode ser indicado na tabela como o composto (A) I. (B) II. II. Incorreta. Alcanos sofrem reações de substituição e reagem com F2, C 2, Br2 e I2 ( X2 ) formando haletos de hidrogênio (C) III. (HX). (D) IV. (E) V. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: III. Correta. Aminas formam sais quando reagem com ácidos. IV. Incorreta. Alcenos sofrem reações de adição: Ésteres são formados pela reação de um ácido com um álcool. 107. (Ufg 2012) A pentosúria é um erro inato do metabolismo caracterizado pela deficiência da enzima L-xilulose redutase. Essa enzima promove a redução do carbono com maior estado de oxidação, produzindo o xilitol. A fórmula estrutural plana da Lxilulose está representada a seguir. 109. (Uespi 2012) A lactose, também chamada de açúcar do leite, é um dissacarídeo e possui fórmula estrutural: A lactose é hidrolisada pela ação da lactase, uma enzima do suco intestinal, produzindo: (A) ribose e sacarina. (B) glicina e alanina. (C) glicose e galactose. (D) guanina e glicose. (E) frutose e glicerina. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: A lactose é hidrolisada pela ação da lactase, uma enzima do suco intestinal, produzindo glicose e galactose: A ação da enzima promove a conversão do grupo (A) carboxila em éter. (B) éster em carbonila. (C) álcool em fenol. (D) carbonila em álcool. (E) éter em éster. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Esquematicamente, redução do grupo carbonila: QUÍMICA II 110. (Ufpr 2012) Em 2011 celebramos o Ano Internacional da Química. Além disso, 2011 é também o ano do centenário do recebimento do Prêmio Nobel de Química por Marie Curie, que foi a primeira cientista a receber dois Prêmios Nobel, o primeiro em 1903, em 25 Física, devido às suas contribuições para as pesquisas em radioatividade, e o segundo em 1911, pela descoberta dos elementos rádio e polônio. O polônio não possui isótopos 32 15 P 32 A 15 Z 1 Z 16 210 estáveis, todos são radioativos, dos quais apenas o Po ocorre naturalmente, sendo gerado por meio da série de decaimento do rádio. A seguir são ilustrados dois trechos da série de decaimento do rádio: Então, 32 15 P 226 222 218 214 88 Ra 86 Rn 84 Po 82 Pb 210 206 210 210 82 Pb 83 Bi 84 Po 82 Pb “Na segunda-feira foram detectados índices de iodo 131 e de césio 134, 126,7 e 24,8 vezes mais elevados, respectivamente, que os fixados pelo governo, em análises das águas do mar próximas de Fukushima, 250 km ao norte da megalópole de Tóquio e de seus 35 milhões de habitantes”. Com base nas informações fornecidas, considere as seguintes afirmativas: http://noticias.terra.com.br/mundo/asia/terremotonojapao/noticias de 22/03/2011 1. A partícula possui número de massa igual a 4. 2. Para converter 214 Pb em 210 Pb , conectando os dois trechos da série, basta a emissão de uma partícula . Se uma amostra dessa água fosse coletada e isolada para acompanhar a atividade radioativa, seria correto afirmar que 3. Uma amostra de 210 Po será totalmente convertida em Dados: tempo de meia vida (t1/2) césio 137 = 30 anos iodo 131 = 8 dias (A) seriam necessários 744 anos para que a atividade devida ao césio 137 retornasse ao nível normal. (B) seria necessário, para ambos os isótopos, entre seis e sete períodos de meia vida para que os índices de um e outro ficassem próximos de 1% do valor inicial. (C) seriam necessários aproximadamente 3 anos para que a atividade devida ao iodo 131 retornasse ao nível normal. (D) o aquecimento da amostra aceleraria o decaimento radioativo de ambos os isótopos e assim haveria uma descontaminação mais rápida. (E) somente a contaminação por césio seria grave, devido ao seu maior tempo de meia vida. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Teremos: Pb após 276,76 dias. 4. No decaimento , o número de massa é conservado, pois um nêutron é convertido em um próton. Assinale a alternativa correta. (A) Somente a afirmativa 3 é verdadeira. (B) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras. (C) Somente as afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras. (D) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras. (E) Somente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras. RESPOSTA: E Análise das afirmativas: 1. Verdadeira. A partícula possui número de massa igual a 4 ( 24 ) , equivale ao núcleo do átomo de hélio. 2. Falsa. Para converter 214 Pb em 210 Pb , conectando os dois trechos da série, é necessária a emissão de uma partícula e de duas partículas beta: 214 210 82 Pb 82 Pb 24 p 75 % de p p 100 % 50 % 25 % 12,5 % 201 . p p p 6,25 % 3,125 % 3. Falsa. Uma amostra de 210 Po será totalmente convertida em 206 32 16 S 01β 112. (Ufpa 2012) Uma das consequências do tsunami ocorrido no Japão foi a contaminação radioativa, como mostra o trecho retirado de uma notícia da época. t1/2 138,38 dias 206 zA E 01β p p 1,5625 % 0,78125 % Pb após 276,76 dias (duas meias-vidas). 7 p 7 30 anos 210 anos (Césio) 4. Verdadeira. No decaimento , o número de massa é 7 p 7 8 dias 56 dias (Iodo) conservado, pois um nêutron é convertido em um próton. 113. (Uel 2012) Observe a figura e leia o texto a seguir. 111. (Uespi 2012) O fósforo 32 é usado na forma de Na2HPO4 no tratamento, entre outras doenças, da leucemia mieloide crônica. 32 A equação nuclear para o decaimento do P, como emissor β, é: 32 36 P 13 A β (A) 15 (B) (C) (D) 32 32 15 P 14 Si β 32 32 15 P 16 S β 32 33 15 P 16 S β 32 36 15 P 17 C β (E) RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: Teremos: 26 Empédocles propôs “quatro raízes para todas as coisas”: a terra, a água, o ar e o fogo, formando assim os quatro elementos. Acredita-se que, na medida em que o homem manipula estas propriedades, é também possível alterar as estruturas elementares da matéria e transmutá-la. Encontrar a matériaprima e trazê-la para a terra era a tarefa primordial do alquimista, através das repetidas transmutações dos elementos. Surgem dessa busca superior muitas tentativas analíticas de transformar outras substâncias em ouro. Teremos: 5 109 anos 5109 anos 0,04g / L 0,02g / L Tempo total 3 5 109 anos 15 109 anos TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Leia o texto a seguir. (Adaptado de: ROOB, Alexander. O museu hermético: alquimia e misticismo. New York: Taschen, 1997. p.14-30.) Pela 1.ª vez, drogas contra intoxicação radioativa alcançam bons resultados Com base no texto e nos conhecimentos sobre estrutura atômica e radiatividade, assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do texto a seguir. Remédios para tratar intoxicação por radiação devem ser aprovados nos próximos anos. Hoje não existe nenhuma terapia para o tratamento e a prevenção dos danos fisiológicos da radiação, cujo principal efeito é a produção de radicais livres. A radiação atinge as moléculas de água e oxigênio abundantes no organismo e produz os radicais livres, que ao reagir alteram diversas estruturas celulares. A maioria das novas drogas tem a finalidade de diminuir os estragos produzidos pelos radicais livres. Hoje, com a construção de aceleradores de partículas, é possível produzir artificialmente o ouro por meio de processos de ________ nuclear (também chamada de transmutação artificial). Como exemplo deste processo, tem-se o ______________ do 207 núcleo de chumbo ( 82Pb 5109 anos 0,16 g / L 0,08 g / L ) por ______________ resultando 7 (O Estado de S.Paulo, 13.02.2012. Adaptado.) em ouro ________, lítio (3 Li ) e liberando ________. (A) fissão / aquecimento / partículas alfa 115. (Unesp 2012) Para mostrar os efeitos da exposição de células e tecidos do organismo a elevados níveis de radiação nuclear, um professor utilizou a figura de um pulmão humano e nela indicou o que pode ocorrer em consequência da ação de radicais livres. ( 2 4 ) / ( 80 Au199 ) / 5( 0 n1) . (B) fissão / aquecimento / pósitrons ( 0 n1) / ( 79 Au197 ) / 3( 10 ) . (C) fissão / bombardeamento / nêutrons ( 0 n1) / ( 79 Au197 ) / 4( 0 n1) . (D) fusão / bombardeamento / partículas alfa ( 2 4 ) / ( 80 Au203 ) / 1p1 . (E) fusão / bombardeamento / nêutrons ( 0 n1) / ( 79 Au198 ) / 3( 0 n1) . RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: Ocorreu bombardeamento do núcleo de chumbo com nêutrons, consequentemente formaram-se átomos de ouro, lítio e 4 nêutrons: 207 Pb 10 82 n 197 Pb 73 Li 410 n 79 O professor pediu aos seus alunos que o ajudassem a completar corretamente a figura, escolhendo um símbolo para representar a utilização da radiação nuclear nas posições assinaladas com os pontos de interrogação. 114. (Unesp 2012) Durante sua visita ao Brasil em 1928, Marie Curie analisou e constatou o valor terapêutico das águas radioativas da cidade de Águas de Lindoia, SP. Uma amostra de água de uma das fontes apresentou concentração de urânio igual a 0,16 g/L . Para atender ao professor, os alunos devem escolher o símbolo Supondo que o urânio dissolvido nessas águas seja encontrado na (A) forma de seu isótopo mais abundante, 238 U , cuja meia-vida é , para informar que a radiação nuclear mata por asfixia. aproximadamente 5 109 anos, o tempo necessário para que a concentração desse isótopo na amostra seja reduzida para 0,02 g/L será de (B) , para avisar do perigo de choque elétrico, pois no local há eletricidade exposta. (C) , para indicar que se trata de processo que envolve o uso de substâncias radioativas. (D) , para informar que as substâncias utilizadas para gerar a radiação são recicláveis. 9 (A) 5.10 anos. 9 (B) 10.10 anos. 9 (C) 15.10 anos. 9 (D) 20.10 anos. 9 (E) 25.10 anos. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: (E) , para informar que a radiação nuclear é um processo que utiliza líquidos inflamáveis. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: 27 Para atender ao professor, os alunos devem escolher o símbolo, 210 83 Bi Y X Po M 4 β Pb α 82 1 2 0 210 Y 0 Y 210 83 X 1 X 84 M 4 210 0 M 206 devido aos elevados níveis de radiação: Este é o símbolo internacional da radição e é conhecido como Trifólio. O desenho foi concebido inicialmente em 1946, por poucas pessoas no laboratório de radiação da Universidade da Califórnia em Berkeley (EUA). 118. (Mackenzie 2010) Homenageando Nicolau Copérnico, o elemento químico 112 poderá receber o nome de Copernício. Tendo 165 nêutrons, esse elemento sintetizado na Alemanha em 1996, poderá ser representado por 112 (A) 165 Cu. 112 (B) 53 Co. 277 (C) 112 Cp. 277 (D) 112 C. 277 (E) 165 Cr. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: Z = 112, N = 165, então o número de massa (A) será dado por: A=Z+N A = 112 + 165 = 277 116. (G1 - ifsp 2011) Estudando o poder de penetração das emissões radioativas, nota-se que as radiações _____ têm alto poder de penetração, podendo atravessar paredes de concreto. As radiações ______conseguem atravessar tecidos de roupas, papelão, mas não atravessam paredes. Já as radiações ______ têm baixo poder de penetração, conseguindo atravessar objetos muito pouco espessos como folhas de papel. As lacunas desse texto são preenchidas corretamente, na ordem em que aparecem, com as palavras (A) alfa, beta e gama. (B) alfa, gama e beta. (C) beta, gama e alfa. (D) beta, alfa e gama. (E) gama, beta e alfa. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Em 1899, um jovem físico neozelandês, Ernest Rutherford, que trabalhava no Cavendish Laboratory de Cambridge sob a direção de J. J. Thomson, começou a estudar a radiação proveniente do urânio e percebeu a existência de dois tipos diferentes, um ele chamou de radiação (alfa) e o outro de (beta). Na mesma época, um pesquisador francês chamado P. Villard anunciou que o urânio emitia um terceiro tipo de radiação chamado de (gama). A Z 277 277 X 112 X 112 Cp 119. (Fgv 2010) O iodo–131 é um radioisótopo do iodo que emite partículas beta e radiação gama. É utilizado para o diagnóstico de problemas na glândula tireoide. No exame, o paciente ingere uma solução contendo I–131 e por meio de um detector verifica-se a quantidade de iodo absorvido e sua distribuição na glândula. Se a atividade de certa amostra de iodo diminuiu de 160 mCi no instante inicial para 10 mCi após 32 dias, a atividade dessa amostra 16 dias depois do instante inicial era, em mCi, igual a: (A) 20. (B) 30. (C) 40. (D) 80. (E) 85. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: Teremos: 117. (Unesp 2011) Em 2011 comemoramos o Ano Internacional da Química (AIQ). Com o tema “Química: nossa vida, nosso futuro”, o AIQ-2011 tem como objetivos aumentar o conhecimento do público sobre a química, despertar o interesse entre os jovens e realçar as contribuições das mulheres para a ciência. Daí a justa homenagem à cientista polonesa Marie Curie (1867-1934), que há 100 anos conquistava o Prêmio Nobel da Química com a descoberta dos elementos polônio e rádio. O polônio resulta do decaimento radiativo do bismuto, quando este núcleo emite uma partícula β ; em seguida, o polônio emite uma partícula α , p p p p 160 mCi 80 mCi 40 mCi 20 mCi 10 mCi 5 x p 32 dias p 8 dias Logo, após 16 dias: 8 dias 8 dias 160 mCi 80 mCi 40 mCi 120. (G1 - cps 2010) Com uma consciência ecoprática, ativistas do Greenpeace e do Partido Humanista realizaram, em agosto de 2009, uma manifestação em frente ao parlamento em Budapeste, na Hungria. O ato relembra o dia que um clarão de mil sóis abateu a cidade japonesa de Hiroshima, em 1945. Um clarão trazendo consigo uma destruição nunca vista em lugar algum, matando e ferindo pessoas indiscriminadamente e causando sérios impactos ambientais provocados, principalmente, por (A) fusão de compostos orgânicos. (B) gases−estufa. (C) produtos vulcânicos. (D) materiais radioativos. (E) metais pesados. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: A bomba atômica de Hiroshima produziu grande quantidade de energia térmica a partir de fissão nuclear. Parte da energia foi dissipada na forma de luz e houve a liberação de enorme resultando em um núcleo de chumbo, como mostra a reação. β α 210 M Po 82 Pb 83 Bi O número atômico X, o número de massa Y e o número de massa M, respectivamente, são: (A) 82, 207, 210. (B) 83, 206, 206. (C) 83, 210, 210. (D) 84, 210, 206. (E) 84, 207, 208. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Teremos: 28 quantidade de materiais radioativos, tais como partículas alfa e beta. A parte do feixe que foi atrída para a placa carregada positivamente é constituída de partículas 01 , que possuem carga elétrica negativa. A parte do feixe que não sofreu desvio é constituída de radiação 00 , que não possui carga elétrica. 121. (Unesp 2010) Já se passaram 23 anos do acidente de Goiânia, quando em 1987, em um ferro-velho, ocorreu a abertura de uma cápsula contendo o material radioativo Cs-137, que apresenta meia-vida de 30 anos. Sabendo que, à época do acidente, havia 19,2 g de Cs-137 na cápsula, o tempo, em anos, que resta para que a massa desse elemento seja reduzida a 2,4 g é igual a: (A) 67. (B) 77. (C) 80. (D) 90. (E) 97. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: Teremos: A reação ocorrida foi: 40 19 0 0 K 40 20 Ca 1 0 124. (ITA-SP)Considere um nuclídeo instável emissor de emissor de partículas beta negativas. Essa emissão terá o seguinte efeito: Número atômico Número de massa do nuclídeo (A) aumenta de um permanece inalterado (B) permanece inalterado diminui de um (C) diminui de um diminui de um (D) aumenta de um aumenta de um (E) diminui de um permanece inalterado RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: Além da soma dos núcleons (prótons e nêutrons) se manter constante nos dois membros de qualquer reação nuclear, a carga elétrica total tembém se mantém constante nos dois menbros. Assim, quando um radioisótopo emite uma partícula 01 , temos: 30anos 30anos 30anos 19,2 9,6g 4,8g 2,4g O tempo que resta é de 67 anos (90 anos – 23 anos já passados). 122. (ITA-SP)Em relação ao tempo de meia-vida do césio 137,livre ou combinado, são feitas as afirmações seguintes. I a. Ele decresce com o aumento da temperatura. Ib. Ele independente da temperatura. Ic. Ele cresce com o aumento da temperatura. IIa. Ele decresce com o aumento da pressão. IIb. Ele independe da pressão. Iic. Ele cresce com o aumento da pressão. IIIa. Ele é o mesmo tanto no césio elementar como em todos os compostos do césio. IIIb. Ele varia se são mudados os outros átomos ligados ao átomo de caso. Q 01 ZA1R 125. (MED. CATANDUVA-SP)Analise a reação nuclear representada pela equação a seguir: A Z Para completar corretamente a equação, x deve ser: (A) Um próton. (B) Um nêutron. (C) Uma partícula alfa. (D) Uma partícula beta. (E) Um pósitron. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: 27+ massa de x = 24 masa de x = 1 13+ carga de x = 12 + 2 cagar de x = 1 a partícula que possui massa 1 e carga elétrica + 1 é próton. Dessas afirmações são corretas: (A) Ib; IIc; IIIa (B) Ic; IIa; IIIa (C) Ia; IIb; IIIb (D) Ic; IIc; IIIb (E) Ib; IIb; IIIa RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: A intensidade de radioatividade emanada por qualquer radioisótopo é uma propriedade essencialmente nuclear que independe de su8a situação química ou física, ou seja, é a mesma, independente de esse isótopo se encontrar na mesma, forma de um óxido ou de um cloreto, de estar dissolvido em meio ácido ou básico, de se encontrar na fase solída ou líquida, em pó ou em barras, dentro de um freezer ou de uma fornalha, sobalta pressão ou pressão reduzida. 126. (UEL-PR)Na transformação radioativa do emissão de: (A) 2 partículas alfa. (B) 2 partículas beta. (C) 2 partículas alfa e 1 partícula beta. (D) 1 partícula alfa e 2 partículas beta. (E) 1 partícula alfa e 1 partícula beta. RESPOSTA:B RESOLUÇÃO: 123. (VUNESP-SP) Uma amostra radioativa de potássio (Z = 19 e A = 40) foi colocada em um bloco de chumbo com uma abertura. O feixe de radiações produzido pela amostra atravessou perpendicularmente um campo elétrico gerado entre duas placas metálicas. Observou-se que houve separação do feixe sendo que parte dele foi atraído para carregada possivelmente e parte não sofreu desvio. Baseando-se nesses resultados, os produtos dessa desintegração radioativa são: 239 92 239 92U a 239 94 Pu há 0 U 239 94 Pu 2 1 127. (FUVESP-SP)Mediu-se a radioatividade de uma amostra arqueológica de madeira, verificando-se que o nível de sua radioatividade devida ao carbono 14 era 1/16 do apresentado por uma amostra de madeira recente. Sabendo-se que a meia-vida do 14 3 isótopo 6C é 5,73 × 10 anos, a idade, em anos, dessa amostra é: 2 (A) 3,58 × 10 3 (B) 1,43 × 10 3 (C) 5,73 × 10 4 (D) 2,29 × 10 4 (E) 9,17 × 10 RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: 29 RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: sendo a radioativa original R, temos: 5.730ANOS 5.730ANOS 5.730ANOS 5.730ANOS R R / 2 R / 4 R / 8 R /16 14 6 C 01 147 N i0 ,em que x t / p 2x 0,28 0,28 0,035 t/p 2t/p 8 23 2 0,035 i Tempo total: 4 5.730 = 22 920 anos. i i 0x ,emquex t / p 2 1 i 1 1 i0 0x 4 t/p 16 2 2 2 log2t/p log23 (t / p) log2 3 log2 t 3;sendoP 5730,temos :t 3 5730 P t 17 190 anos Log 1 – log 24 = log 1 – log 2t/p -4log2 = -(t/p) log2 t = 4: sendo P = 5.730 anos, temos: P t= 4 5.730 t= 22 920 anos 130. Medidas de radioatividade de uma amostra de tecido vegetal encontrado nas proximidades do Vale dos Reis, no Egito, 14 12 revelaram que o teor em carbono 14 (a relação C/ C) era correspondente a 25% do valor encontrado para um vegetal vivo. Sabendo que a meia-vida do carbono 14 é 5730 anos conclui-se que o tecido fossilizado encontrado não pode ter pertencido a uma planta que viveu durante o antigo império egípcio — há cerca de 6000 anos —, pois: (A) a meia-vida do carbono 14 é cerca de 1000 anos menor do que os 6000 anos do império egípcio. 14 12 (B) para que fosse alcançada esta relação C/ C no tecido vegetal, seriam necessários, apenas, cerca de 3000 anos. 14 12 (C) a relação C/ C de 25%, em comparação com a de um tecido vegetal vivo, corresponde à passagem de, aproximadamente, 1500 anos. (D) ele pertenceu a um vegetal que morreu há cerca de 11500 anos. (E) ele é relativamente recente, tendo pertencido a uma planta que viveu há apenas 240 anos, aproximadamente. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: a meia-vida ou período de semi-desintegração é o tempo que demora para ocorrer a desintegração de metade da massa de um material radiotivo. como a amostra do tecido apresenta 25% do teor de carbono 14 ancontrado em um vegetal vivo, isto significa que desde a morte do vegetal passaram-se duas meias-vidas: 5730anos 5730anos teor em carbono 14: 100% 50% 25% assim, o vegetal utilizado para produzir o tecido morreu há cerca de 11500 anos. 128. (PUCCAMP-SP)O gás carbônico da atmosfera apresenta uma 14 pequena quantidade de 6C e que permanece constante; na 14 12 assimilação do carbono pelos seres vivos a relação 6C/ 6C é mantida. Contudo, após cessar a vida, o 14C começa a diminuir 12 enquanto o 6C permanece inalterado, o que possibilita o cálculo da data em que isso ocorreu. Considere que numa peça 14 12 arqueológica encontrou-se a relação 6C/ 6C igual À metade do seu valor na atmosfera. A idade aproximada dessa amostra, em anos, é igual a: 14 Dado: meia-vida do 6C = 5 730 anos. (A) 2 865 (B) 5 730 (C) 8 595 (D) 11 460 (E) 14 325 RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: A meia-vida de um isótopo radioativo é o tempo decorrido para a amostra decair até a metade da radiotividade inicial; então, a cada 5 730 anos, a atividade radiotiva da peça arqueológica cai pela metade. Como a atividade radioativa na peça arquilógica é a metade da encontrada na atmosfera, a idade da peça é igual a 1 período de meia-vida do carbono 14, ou seja, 5 730 anos. Fazendo-se os Cálculos, temos: n n 0x ,emquex t / p 2 1 n 1 1 n0 0x t/p 2 2 2 2 t t Log1 – log2 = log1 - log2 = 1 P P P = 5 730 anos t = 1 5 730 T = 5 730anos 131. Em 1896, o cientista francês Henri Becquerel guardou uma amostra de óxido de urânio em uma gaveta que continha placas fotográficas. Ele ficou surpreso ao constatar que o composto de urânio havia escurecido as placas fotográficas. Becquerel percebeu que algum tipo de radiação havia sido emitida pelo composto de urânio e chamou esses raios de radiatividade. Os núcleos radiativos comumente emitem três tipos de radiação: partículas α, partículas β e raios γ. Essas três radiações são, respectivamente, (A) elétrons, fótons e nêutrons. (B) nêutrons, elétrons e fótons. (C) núcleos de hélio, elétrons e fótons. (D) núcleos de hélio, fótons e elétrons. (E) fótons, núcleos de hélio e elétrons. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: 4 Particulas alfa (2α ) 2 prótons e 2 neutrôns = núcle de Hélio 0 Particulas (-1 ) elétrons 0 Radiação (0 ) ondas eletromagnéticas = fótons 129. (PUC-RJ)O “relógio de carbono”, utilizado para datação de objetos 14 antigos, baseia-se na desintegração radioativa do isótopo C 0 (emissor 4 com tempo de meia-vida de 5 730 anos). Amostras recentes, contendo carbono, apresentam uma atividade (específica) de cerca de 0,28 Bq/g de carbono). Na madeira de uma arca antiga, foi medido um valor de 0,035 Bq/g de carbono. Assinale a opção que corresponde à idade aproximada dessa arca 14 e ao respectivo produto de desinte ração radioativa de C. 14 (A) 25 000 anos e 5B 14 (B) 17 190 anos e 7N 14 (C) 17 190 anos e 5B 14 (D) 5730 anos e 8O 14 (E) 11 460 anos e 7N RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: 132. Um radioisótopo, para ser adequado para fins terapêuticos, deve possuir algumas qualidades, tais como: emitir radiação gama (alto poder de penetração) e meia-vida apropriada. Um dos isótopos 30 usados é o tecnécio-99, que emite este tipo de radiação e apresenta meia-vida de 6 horas. Qual o tempo necessário para diminuir a emissão dessa radiação para 3,125% da intensidade inicial? (A) 12 horas. (B) 18 horas. (C) 24 horas. (D) 30 horas. (E) 36 horas. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Meia-vida (P) é o tempo que metade dos átomos de uma amostra raiativa demora para desintegrar. Assim temos: P P P P P 100% 50% 25% 12,5% 6,25% 3,125% Para diminuir a emissão de tecécio-99 a 3,125% da inicial, são necessarias 5 meias-vidas (P): Tempo = 5 6horas Tempo = 30 horas (B) partículas beta. (C) raios gama. (D) nêutrons. (E) raios X. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: O DESCAIMENTO RADIOATIVO DO FÓSFORO-32 PODE SER EQUACIONADO POR: 32 15 32 P 16 S 01 135. O aumento no volume das exportações no Brasil, em 2004, tem sido apontado como um dos responsáveis pela retomada do crescimento econômico do país. O Brasil exporta muitos tipos de minérios, sendo que alguns apresentam radioatividade natural. Certos países compradores exigem um certificado apresentando os valores de atividade de átomos que emitem radiação gama. O potássio-40, radioisótopo natural, é um dos emissores dessa radiação. No decaimento radiativo do potássio-40, em geral, há a emissão de uma partícula beta negativa. Neste caso, resulta um elemento com número atômico igual a (A) 40. (B) 39. (C) 21. (D) 20. (E) 19. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: A equação nuclear de decaimento do potassio-4 ( 40 19 K) pode ser 133. Cientistas russos conseguem isolar o elemento 114 super-pesado. (Folha Online, 31.05.2006.) Segundo o texto, foi possível obter o elemento 114 quando um átomo de plutônio-242 colidiu com um átomo de cálcio-48, a 1/10 da velocidade da luz. Em cerca de 0,5 segundo, o elemento formado transforma-se no elemento de número atômico 112 que, por ter propriedades semelhantes às do ouro, forma amálgama com mercúrio. O provável processo que ocorre é representado pelas equações nucleares: representado por: 40 19 k 01 40 20 Ca o elemento é o cálcio (Z=20) 136. Numa reação monomolecular de primeira ordem, a fração de reagente consumido depois de decorridas três meias-vidas é igual a (A) 1/8. (B) 1/4. (C) 2/3. (D) 3/4. (E) 7/8. RESPOSTA: E 1 1 1 P P P P = meia-vida 1 2 4 8 1 Após três meia-vida (P) restou da quantidade de reagente; 8 7 portanto, foram consumidos 8 Com base nestas equações, pode-se dizer que a e b são, respectivamente: (A) 290 e partícula beta. (B) 290 e partícula alfa. (C) 242 e partícula beta. (D) 242 e nêutron. (E) 242 e pósitron. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: De acordo com as questões nucleares, temos: 242 48 a 94 Pu 20 Ca 114 X 242 + 48 = a a = 290 290 286 M 114 X 112 X C b 290 286 M M 4 137. (VUNESP-SP)Quanto um átomo do isótopo 228 do tório libera uma partícula alfa (núcleo de hélio com 2 prótons e número de massa 4), transforma-se em um átomo de rádio, de acordo com a equação: 114 112 C C 2 Logo: Prótons 2 4 2b Nêutrons 2 (A) 88 e 228 (B) 89 e 226 (C) 90 e 224 (D) 91 e 227 (E) 92 e 230 RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: Quando um núcleo emite uma particula alfa produz outro núcleo com o número de massa igual a: (A – 4) e número atômico igual a (z - 2). 228 224 4 90Th 88 Ra 2 Como ‘‘b’’ corresponde ao nucleo de um átomo de He, deve ser considerado um Partícula Alfa 134. Uma das aplicações nobres da energia nuclear é a síntese de radioisótopos que são aplicados na medicina, no diagnóstico e tratamento de doenças. O Brasil é um país que se destaca na pesquisa e fabricação de radioisótopos. O fósforo-32 é utilizado na medicina nuclear para tratamento de problemas vasculares. No decaimento deste radioisótopo, é formado enxofre-32, ocorrendo emissão de (A) partículas alfa. 31 138. (MACK-SP) Na seguinte radioatividade: temos, sucessivamente, emissões: RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: De A para B: 216 = 212 + x x = 4 84 = 82 + y y = 2 De B para C: 212 = 212 + w w = 0 De C para D: 212 = 212 + q q = 0 83 = 84 + r r = -1 De D para E: 212 = 208 + m m = 4 84 = 82 + n n = 2 210 83 0 Bi 210 84 Po 1 210 84 4 Po 206 82 Pb 2 O gráfico I corresponde ao 210 83 Bi porque mostra uma grande quantidade de átomos iniciais que diminui com o tempo, conforme esse isótopo sofre decaimento. O gráfico II corresponde ao 210 84 Po , cuja quantidade inicial era zero e foi aumentado pelo decaimento do 210 83 Bi até atingir um máximo, após o qual começa a sofrer decaimento formando o 206 82 Pb 139. (FEI-SP) A sequência radioativa mostra: O gráfico três corresponde ao 206 82 Pb , cuja a quantidade inicial era zero e foi aumentado ao passar do tempo pelo decaimento do 210 206 84 Po sem sofrer diminuição, pois o 82 Pb possui estabilidade nuclear. A partícula X e o átomo A são: 141. (Fuvest 2012) A seguinte notícia foi veiculada por ESTADAO.COM.BR/Internacional na terça-feira, 5 de abril de 2011: TÓQUIO - A empresa Tepco informou, nesta terça-feira, que, na água do mar, nas proximidades da usina nuclear de Fukushima, foi detectado nível de iodo radioativo cinco milhões de vezes superior ao limite legal, enquanto o césio-137 apresentou índice 1,1 milhão de vezes maior. Uma amostra recolhida no início de segunda-feira, em uma área marinha próxima ao reator 2 de Fukushima, revelou uma concentração de iodo-131 de 200 mil becquerels por centímetro cúbico. Se a mesma amostra fosse analisada, novamente, no dia 6 de maio de 2011, o valor obtido para a concentração de iodo-131 3 seria, aproximadamente, em Bq/cm , REPOSTA: E RESOLUÇÃO 207 + massa de X = 207 massa de x = 0 82 + carga de X = 81 carga de X = -1 211 + 4 = massa de A masssa de A = 215 83 + 2 = carga de A carga de A = 85 140. (PUC-PR) Em relação um laboratório de pesquisas nucleares , estudou-se o decaimento do isótopo 210Bi que se transforma em 210Po, que, por sua vez, se transforma em 206Pb, que é radioativo. Uma certa quantidade de átomos de 210Bi (isenta inicialmente de Po e Pb) foi estudada e levantaram-se os gráficos abaixo. Analise-os e assinale a alternativa cuja afirmação correta: Note e adote: Meia-vida de um material radioativo é o intervalo de tempo em que metade dos núcleos radioativos existentes em uma amostra desse material decaem. A meia-vida do iodo-131 é de 8 dias. (A) 100 mil. (B) 50 mil. (C) 25 mil. (D) 12,5 mil. (E) 6,2 mil. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Período de tempo (5 de abril a 6 de maio) = 32 dias 8 dias 32 dias 1 meia vida n n 4 meias vidas 32 50 mil O baixo poder de penetração das radiações alfa decorre de sua elevada massa. III. A radiação beta é constituída por partículas positivas, pois se desviam para o polo negativo do campo elétrico. IV. As partículas alfa são iguais a átomos de hélio que perderam os elétrons. II. Bq Bq Bq 8 dias 8 dias 25 mil 3 12,5 mil 3 3 cm cm cm 142. (Espcex (Aman) 2012) Considere o gráfico de decaimento, abaixo, (Massa X Tempo) de 12 g de um isótopo radioativo. Partindo-se de uma amostra de 80,0 g deste isótopo, em quanto tempo a massa dessa amostra se reduzirá a 20,0 g? Está(ão) correta(s) a(s) afirmação(ões): (A) I, apenas (B) I e II (C) III, apenas (D) I, II e IV (E) II e IV RESPOSTA: D RESOLUÇÃO; I. Afirmação correta. A radiação alfa é positiva (núcleo do átomo de hélio), por isso é atraída pelo polo negativo de um campo elétrico. II. Afirmação correta. O baixo poder de penetração das radiações alfa decorre de sua elevada massa. III. Afirmação incorreta. A radiação beta é constituída por partículas negativas. IV. Afirmação correta. As partículas alfa são iguais a átomos de hélio que perderam os elétrons. (A) 28 anos (B) 56 anos (C) 84 anos (D) 112 anos (E) 124,5 anos RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Podemos calcular o tempo de meia vida a partir do gráfico: 2012) Em 2011, o acidente na central nuclear de Fukushima, no Japão, causou preocupação internacional a respeito da necessidade de se reforçar a segurança no uso da energia nuclear, pois houve a liberação de quantidades 137 significativas de Cs (césio 137) e outros radionuclídeos no meio ambiente. É importante lembrar, porém, que a energia nuclear tem importantes aplicações na medicina. O 137 mesmo Cs é utilizado em equipamentos de radioterapia, 137 no combate ao câncer. O Cs libera uma partícula beta negativa, formando um novo nuclídeo, que tem número de nêutrons igual a (A) 82. (B) 81. (C) 80. (D) 79. (E) 78. 144. (Uftm RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: 28 anos 28 anos 80 g 40 g 20 g 137 Cs 55 Tempo 2 meia-vida 137 0 A A 137 Tempo 2 28 anos 56 anos 55 1 Z Z 56 nNêutrons 137 56 81 143. (Upf 2012) No fim do século XIX, o físico neozelandês Ernest Rutherford (1871-1937) foi convencido por J. J. Thomson a trabalhar com o fenômeno então recentemente descoberto: a radioatividade. Seu trabalho permitiu a elaboração de um modelo atômico que possibilitou o entendimento da radiação emitida pelos átomos de urânio, polônio e rádio. Aos 26 anos de idade, Rutherford fez sua maior descoberta. Estudando a emissão de radiação de urânio e do tório, observou que existem dois tipos distintos de radiação: uma que é rapidamente absorvida, que denominamos radiação alfa (α ), e uma com maior poder de Uma das consequências do acidente nuclear ocorrido no Japão em março de 2011 foi o vazamento de isótopos radioativos que podem aumentar a incidência de certos tumores glandulares. Para minimizar essa probabilidade, foram prescritas pastilhas de iodeto de potássio à população mais atingida pela radiação. 145. (Uerj 2012-MODIFICADA) A meia-vida é o parâmetro que indica o tempo necessário para que a massa de uma certa quantidade de radioisótopos se reduza à metade de seu valor. Considere uma penetração, que denominamos radiação beta (β). 133 amostra de 53I , produzido no acidente nuclear, com massa igual a 2 g e meia-vida de 20 h. Após 100 horas, a massa dessa amostra, em miligramas, será cerca de: (A) 62,5 (B) 125 Sobre a descoberta de Rutherford podemos afirmar ainda: I. 0 1 β zA X A radiação alfa é atraída pelo polo negativo de um campo elétrico. 33 (C) 250 (D) 500 (E) 1000 RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: Teremos: sobre a mesa de negociações do acordo assinado por Brasil e Turquia com Teerã, afirmou nesta sexta-feira o ministro das Relações Exteriores brasileiro Celso Amorim”. Enriquecer urânio a 20%, como mencionado nessa notícia, significa NOTE E ADOTE 238 235 As porcentagens aproximadas dos isótopos U e U existentes em uma amostra de urânio natural são, respectivamente, 99,3% e 0,7%. (A) aumentar, em 20%, as reservas conhecidas de urânio de um território. (B) aumentar, para 20%, a quantidade de átomos de urânio contidos em uma amostra de minério. 238 (C) aumentar, para 20%, a quantidade de U presente em uma amostra de urânio. 235 (D) aumentar, para 20%, a quantidade de U presente em uma amostra de urânio. 238 (E) diminuir, para 20%, a quantidade de U presente em uma amostra de urânio. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Enriquecer urânio a 20%, como mencionado nessa notícia, 235 significa aumentar, para 20%, a quantidade de U presente em uma amostra de urânio. minicial 2 g mfinal minicial 2n n número de meias vidas p meia vida tempo n p 100 h n 20 h n5 mfinal 2 g 5 2 1 g 62,5 mg 16 146. (Fuvest 2011) O isótopo 14 do carbono emite radiação , sendo que 1 g de carbono de um vegetal vivo apresenta cerca de 900 decaimentos por hora - valor que permanece constante, pois as 14 plantas absorvem continuamente novos átomos de C da atmosfera enquanto estão vivas. Uma ferramenta de madeira, recolhida num sítio arqueológico, apresentava 225 decaimentos por hora por grama de carbono. Assim sendo, essa ferramenta 149. (Unemat 2010) Isótopos radioativos do iodo têm grande importância na medicina. São usados no diagnóstico e no tratamento de problemas da tireoide. O isótopo do iodeto 131 53 I usado para esse fim apresenta os seguintes números de prótons, nêutrons e elétrons, respectivamente: (A) 131; 53; 78 (B) 53; 53; 132 (C) 53; 78; 54 (D) 54; 131; 53 (E) 131; 78; 53 RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: Teremos: 131 53 I Z = 53 (53 prótons e (53 e + 1 e ) 54 elétrons); A = 131 deve datar, aproximadamente, de 14 Dado: tempo de meia-vida do C = 5 700 anos (A) 19 100 a.C. (B) 17 100 a.C. (C) 9 400 a.C. (D) 7 400 a.C. (E) 3 700 a.C. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: Teremos: (p = período de semidesintegração ou meia-vida) P P 900 450 225 Tempo decorrido = 2 x p = 2 x 5700 anos = 11400 anos. Subtraindo os anos d.C., vem: 11400 anos – 2010 anos = 9390 anos (aproximadamente 9400 anos). (131 – 53 = 78 nêutrons). Então: 53 prótons, 78 nêutrons e 54 elétrons. 150. (Uepa 2012) A alternativa que expressa corretamente a interpretação do trecho em destaque no texto é: (A) radiações gama são exemplos de radiação particulada, empregadas para recuperar as células tumorais. (B) radiações gama são exemplos de radiação particulada, possuindo maior poder de penetração capazes de destruir as células tumorais. (C) radiações alfa e beta são ondas eletromagnéticas que atravessam as células tumorais recuperando-as. (D) radiações gama regeneram as células tumorais mediante intensa exposição a ondas eletromagnéticas. (E) radiações alfa e beta são exemplos de radiação particulada, usadas para destruir células tumorais. RESPOSTA: E RESOLULÇÃO: As partículas alfa são constituídas pelo núcleo do átomo de hélio. Os raios beta são elétrons que se movem com grande velocidade. Os raios gama são semelhantes à luz visível, porém de um comprimento de onda muito pequeno, sendo produzidos por uma voltagem muito alta em um tubo de raios X; aliás, esses raios são muito parecidos com os raios X. As radiações alfa e beta são exemplos de radiação particulada, usadas para destruir células tumorais. 23 147. (G1 - ifsp 2011) Comparando os isótopos Na , não radioativo, e 24 Na, radioativo, pode-se afirmar que I. ambos têm o mesmo número de prótons; II. o sódio-23, não radioativo, tem núcleo estável; e o sódio-24, radioativo, tem núcleo instável; III. o sódio-24 apresenta em seu núcleo um nêutron a mais. É correto o que se afirma em (A) I, apenas. (B) II, apenas. (C) III, apenas. (D) I e II, apenas. (E) I, II e III. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Teremos: Na (estável) 01n 23 11 24 11 Na (instável) 148. (Fuvest 2011) A seguinte declaração foi divulgada no jornal eletrônico FOLHA.com – mundo em 29/05/2010: “A vontade do Irã de enriquecer urânio a 20% em seu território nunca esteve 34 151. (Mackenzie 2011) Em 2010 uma cápsula de um isótopo radioativo X foi encontrada por um perito da CNEN (Comissão Nacional de Energia Nuclear) durante a varredura de um galpão abandonado. Ao analisar essa cápsula, o perito observou que a mesma havia sido lacrada em 1990 com 80 g do referido isótopo. Em seguida, a cápsula foi encaminhada a um laboratório especializado e, após análises realizadas, verificou-se que ainda restavam 2,5 g do isótopo radioativo no interior da mesma. Assim, o perito concluiu que se tratava de um isótopo com a meia-vida de aproximadamente (A) 2 anos. (B) 4 anos. (C) 6 anos. (D) 8 anos. (E) 10 anos. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Teremos: Cálculo do numero de meias-vidas necessárias para o decaimento: 100% n 2 n –3 Cada meia-vida vale 5 x 10 segundos. Portanto, o tempo necessário para que a atividade seja reduzida a 6,35% vale 20 x –3 –2 10 ou 2 x 10 segundos. QUÍMICA III 154. (UFAL) Na eletrólise da salmora (solução concentrada de cloreto de sódio), em que o compartimento anódico é separado do catódico, formam-se C2(g) H2(g) e solução de: (A) Soda cáustica. (B) Ácido muriático (C) Calcita (D) Fluorita (E) Bauxita RESPOSTA : A RESOLUÇÃO: H2 O Dissociação: 2 NaC(g) 2Na1(aq) 2C 1(aq) 20 anos 2010 t t t t 100 16. 6,25 Portanto: 2 16 n 4 meias-vidas. 80 g ... ... 2,5 g 1990 6,25% 2n t (1/ 2) (1/ 2) (1/ 2) (1/ 2) (1/ 2) 80 g 40 g 20 g 10 g 5 g 2,5 g Tempo 5 t(1/ 2) 20 anos 5 t(1/ 2) t(1/ 2) 4 anos 2H3O1(aq) 2C Ionização: 4H2O() 1C 12(x) 2e1 Ânodo: 2C 1(aq) TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: -1 1 (aq) 2OH1(aq) - Cátodo: 2H3O +2 e 1H2(g) + 2H2O() Pesquisas na área nuclear são desenvolvidas no Brasil desde a década de 1960 as reservas de urânio existentes permitem que o nosso país seja au Globale 2NaC (g) + 2H2O() 1H2(g) + 1 C2(g) + 2NaOH(aq) bário-142, além de três nêutrons que permitem que a reação prossiga em cadeia. 155. (FATEC-SP) Cloro gasoso pode ser obtido industrialmente a partir O urânio-235 ocorre na natureza e decai em várias etapas, de eletrólise de uma solução aquosa de: através de transmutações sucessivas e formação de vários (A) Ácido perclórico. radionuclídeos intermediários, com meias-vidas que variam de (B) Cloreto de sódio. fração de segundos a séculos, e com emissão de radiação em cada (C) Hexaclorobenzeno. etapa. Este processo recebe o nome de série radioativa do urânio(D) Percloroetileno. 235. Esta série termina com a formação do isótopo estável de (E) Tetracloreto de carbono. chumbo-207, gerado na última etapa, a partir do decaimento por RESPOSTA: D emissão de partícula alfa de um elemento radioativo com meiaRESOLUÇÃO: –3 vida de 5 x 10 segundos. O cloro gasoso C2(g), é obtido industrialmente a partir da eletrólise 1 1C 2(g) 2 de uma solução aquosa de cloreto de sódio, 2C (aq) 152. (Uftm 2011) O nome da reação que ocorre no reator nuclear para geração de energia e o elemento gerador do chumbo-207 por emissão de partícula alfa são, respectivamente, (A) fusão e radônio. (B) fusão e polônio. (C) fissão e mercúrio. (D) fissão e polônio. (E) fissão e radônio. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: A 4 156. (ODONTO-DIAMANTINA-MG) Que volume, em litros, de O2(g) , medido nas CNTP, é obtido ao se fazer a eletrólise de 15,95 gramas de CuSO4 em solução aquosa? Dada a massa molar do CuSO4 = 159,5 g/mol. (A) 4,48 (B) 3,36 (C) 2,24 (D) 1,12 (E) 0,56 RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: H2 O Dissociação: 2 CuSO4(g) 2Cu2(aq) 2S24(aq) 207 Observe a reação citada: Z X 2 α 82Pb Assim: Z = 2 + 82 = 84. O elemento com número atômico 84 é o polônio. A reação citada é uma fissão nuclear, já que o núcleo instável do polônio emite um fragmento (partícula alfa). 8H O 4H3O1(aq) 4OH1(aq) Ionização: 2 (g) Ânodo: 4OH 1 2H2O( ) 1O2(g) 4e 153. (Uftm 2011) Para que a atividade do nuclídeo gerador do chumbo-207 diminua para 6,25% de seu valor inicial, são necessários que transcorram, em segundos, –3 (A) 1 x 10 . –2 (B) 2 x 10 . –3 (C) 2 x 10 . –2 (D) 5 x 10 . –3 (E) 5 x 10 . RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: 2- - Cátodo: 2Cu +4 e 2Cu(g) Global: 2CuSO4(g) + 6H2O() 2Cu(g) + 1 O2(g) + 2 mols de Cu(g) são obtidos com 1 mol de O2(g) 2 159,5g de Cu(g) 1 22,4L de O2(g) 15,95g de Cu(g) x X = 1,12 L de O2(g) 35 4O2H 1???? SO24???? 157. (FUVEST-SP) Água, contendo Na2SO4 apenas para tomar o meio condutor e o indicador fenolftaleína, é eletrolisada com eletrodos inertes. Neste processo, observa-se desprendimento de gás; (A) de ambos os eletrodos e aparecimento de cor vermelha somente ao redor do eletrodo negativo. (B) de ambos os eletrodos e aparecimento de cor vermelha somente ao redor do eletrodo positivo. (C) somente do eletrodo negativo e aparecimento de cor (D) somente do eletrodo positivo e aparecimento de cor vermelha ao redor do eletrodo negatico. (E) de ambos os eletrodos e aparecimento de cor vermelha ao redor de ambos os eletrodos. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: Na eletrólise do Na2SO4 em solução, os íons Na1+ e SO24 não 1. Quando uma placa de níquel metálico é mergulhada numa +2 solução aquosa contendo íons Pb , ocorre deposição do chumbo metálico sobre a placa de níquel. 2. Quando um fio de cobre é mergulhado numa solução +2 aquosa contendo íons Pb , ocorre deposição do chumbo metálico sobre o fio de cobre. +2 +2 3. Numa pilha montada com os pares Ni /Ni e Cu /Cu, o eletrodo de cobre metálico funcionará como cátodo. vermelha Está(ão) correta(s): (A) 1, 2 e 3 (B) 1 e 2 apenas (C) 2 e 3 apenas (D) 1 e 3 apenas (E) 1 apenas RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Análise das afirmações: 1. Afirmação correta. Quando uma placa de níquel metálico é +2 mergulhada numa solução aquosa contendo íons Pb , ocorre deposição do chumbo metálico sobre a placa de níquel, pois o chumbo possui maior potencial de redução (–0,13 V) do que o níquel (–0,23 V). 2. Afirmação incorreta. Quando um fio de cobre é mergulhado +2 numa solução aquosa contendo íons Pb , não ocorre deposição do chumbo metálico sobre o fio de cobre, pois o cobre (+0,34 V) possui maior potencial de redução do que o chumbo (–0,13 V). +2 3. Afirmação correta. Numa pilha montada com os pares Ni /Ni e +2 Cu /Cu, o eletrodo de cobre metálico funcionará como cátodo, pois o cobre (+0,34 V) possui maior potencial de redução do que o níquel (–0,23 V). sofrem eletrólise, apenas conduzem corrente elétrica. H2 O Dissociação: 2 Na2SO4(g) 2Na1(aq) 1SO24(aq) 8H O 4H3O1(aq) 4OH1(aq) Ionização: 2 (g) Ânodo: 4OH 1 2H2O( ) 1O2(g) 4e 1- - Cátodo: 2H2O + 4e 2H2(g) + 4H2O(g) Global: 2H2O(g) 2H(g) + 1 O2(g) No ânodo, elétrodo positivo, ocorre consumo de ânios OH1-, a concentração desse ânions diminui, o pOH da solução aumenta e consequentemente o pH diminui. A região próxima ao ânodo se torna ácida e a fenolftaleina é incolor em meio ácido. No cátalogo, eletrodo negativo, ocorre consumo de cations H3O1+, a concentração desses cátions diminui, o pH aumenta e consequentemente o pOH diminui. A região próxima ao cátalogo se torna básica e a fenolfteleina é vermelha em meio básico. 160. (Espcex (Aman) 2012) Abaixo são fornecidos os resultados das reações entre metais e sais. 158. (ITA-SP) Num copo contendo solução aquosa 0,10 molar de AgNO 3 são introduzidas duas chapas de prata. Uma das chapa (A) é ligada ao pólo negativo de uma bateria e a outra (B) é ligada ao negativo dessa bateria. Durante a eletrólise não ocorre desprendimento gasoso. Assinale a afirmação errada. FeSO4 aq Ag s não ocorre a reação 2 AgNO3 aq Fe s Fe NO3 2 aq 2 Ag s 3Fe SO4 aq 2 A s A 2 SO4 3 aq 3Fe s A 2 SO4 3 aq Fe s não ocorre a reação De acordo com as reações acima equacionadas, a ordem decrescente de reatividade dos metais envolvidos em questão é: (A) A , Fe e Ag. (B) Ag, Fe e A . (C) Fe, A e Ag. (D) Ag, A e Fe. (E) A , Ag e Fe. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: De acordo com as equações fornecidas, percebemos por A 2 SO4 Fe s não ocorre a reação, que o RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: NO pólo positivo (A), ânodo, ocorre oxidação: Ag(x) Ag1+ + 1 eNo pólo negativo (B), cátodo, ocorre redução: 1+ Ag + 1 e Ag(X) Assim, no polo negativo, a massa de prata aumenta. 3 aq ferro é menos reativo do que o alumínio. FeSO4aq Ag s não ocorre a reação, Analisando 159. (Uespi 2012) Considere a tabela abaixo com os potenciais-padrão de redução e analise as afirmações a seguir. Semirreação 2 AgNO3 aq Fe s Fe NO3 2 aq 2 Ag s potenciais-padrão de redução, Eº (V) Cu2 2 e Cu 0,34 Pb2 2 e Pb 0,13 Ni2 2 e percebemos que a prata é menos reativa que o ferro. A partir de Ni 3Fe SO4 aq 2 A s A 2 e SO4 3aq 3Fe s , concluímos que o alumínio é mais reativo que o ferro. Conclusão: O alumínio é mais reativo que o ferro e ambos são mais reativos que a prata. Podemos confirmar a conclusão utilizando a fila de reatividade: 0,23 36 atravessa uma cuba eletrolítica, com o auxilio de dois eletrodos inertes, durante 1930 segundos. O volume do gás cloro, em litros, medido nas CNTP, e a massa de sódio, em gramas, obtidos nessa eletrólise, são, respectivamente: DADOS: O alumínio é mais reativo que o ferro e ambos são mais reativos que a prata. Massa Molar g mol 161. (Espcex (Aman) 2012) Considere o esquema a seguir, que representa uma pilha, no qual foi colocado um voltímetro e uma ponte salina contendo uma solução saturada de cloreto de potássio. No Béquer 1, correspondente ao eletrodo de alumínio, está imersa uma placa de alumínio em uma solução aquosa de 1 sulfato de alumínio 1mol L 1 ao eletrodo de ferro, está imersa uma placa de ferro em uma 1 Na 35,5 23 Volume Molar nas CNTP = 22,71L mol1 1 Faraday(F) = 96500 Coulombs(C) (A) 2,4155 L e 3,5 g (B) 1,1355 L e 2,3 g (C) 2,3455 L e 4,5 g (D) 3,5614 L e 3,5 g (E) 4,5558 L e 4,8 g RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Na eletrólise, teremos: e no Béquer 2, correspondente solução aquosa de sulfato de ferro 1mol L C . Os dois metais, de dimensões idênticas, estão unidos por um fio metálico. 2Na 2e 2Na (redução) 2C C 2 2e (oxidação) Q i t 5 1930 9650 C 2 mol e DADOS: Potenciais padrão de redução Ered a 1atm e 25 °C. A 3 3e A Fe2 2e Fe E 0,44 V 9650 C 2 0,05 mol 22,71L V 2 96500 C 9650 C 2 23 g mNa mNa 2,3 g SO4 3 . 3e A 2 2Na 2e 2Na 163. (UFRGS-2004) (UFRGS/2004) Na obtenção eletrolítica de cobre a partir de uma solução aquosa de sulfato cúprico, ocorre a seguinte semi-reação catódica. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Teremos: 3 nC V 1,1355 L (E) À medida que a reação ocorre, os cátions K da ponte salina se dirigem para o béquer que contém a solução de A 2 96500 C 0,05 mol (C) O eletrodo de alumínio é o cátodo. (D) O potencial padrão de oxidação do alumínio é menor que o potencial padrão de oxidação do ferro. 2 2 1 mol Considerando esta pilha e os dados abaixo, indique a afirmativa correta. (A) A placa de ferro perde massa, isto é, sofre “corrosão”. (B) A diferença de potencial registrada pelo voltímetro é de 1,22 V (volts). A 1 mol C nC E 1,66 V 2 96500 C E0 1,66 V Fe2 2e Fe E0 0,44 V Para depositar 6,35g de cobre no cátodo da célula eletrolítica, a quantidade de eletricidade necessária, em coulombs, é aproximadamente igual a (A) 0,100. (B) 6,35. (C) 12,7. 3 (D) 9,65 ×10 . 4 (E) 1,93 ×10 . RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Como o potencial de redução do ferro é maior (–0,44 > –1,66), vem: 2A 2A 3 6 e (oxidação) 3Fe2 6 e 3Fe (redução) 2A 3Fe2 2A 3Fe E Emaior Emenor Global E 0,44 (1,66) 1,22 V 162. (Espcex (Aman) 2012) Em uma eletrólise ígnea do cloreto de sódio, uma corrente elétrica, de intensidade igual a 5 ampères, 37 XIX, por eletrólise das respectivas bases fundidas. Os metais não poderiam ser obtidos a partir de soluções aquosas de suas bases ou de seus sais porque: (A) Os metais se oxidariam. (B) Os metais se reduziriam espontaneamente no eletrodo. (C) A água sofreria oxidação. (D) O número de oxidação dos metais aumentaria. (E) A redução da água ocorreria preferencialmente. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: 164. (UFRGS/2005) Pelo circuito representado a seguir, circula durante 5,0 minutos uma corrente de 1,0A que passa por duas células eletrolíticas contendo soluções aquosas de nitrato de prata e sulfato de cobre, respectivamente A relação entre a massa de prata e a massa de cobre (A) 0,5. (B) 1,0. (C) 1,7. (D) 2,0. (E) 3,4. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: depositadas nas células do cir 167. (Ime 2013) A figura acima apresenta uma partícula com velocidade v, carga q e massa m penetrando perpendicularmente em um ambiente submetido a um campo magnético B. Um anteparo está a uma distância d do centro do arco de raio r correspondente à trajetória da partícula. O tempo, em segundos, necessário para que a partícula venha a se chocar com o anteparo é: -20 Dados: v = 10 m/s; B = 0,5 T; q = 10μc; m = 10 x 10 kg; d 2 r. 2 (A) 40 x 10 -15 (B) 20 x 10 -15 (C) 10 x 10 -15 (D) 5 x 10 -15 165. (UFRGS-CV-2006) O número de elétrons necessário para eletrodepositar 5,87 mg de níquel a partir de uma solução de NISO4 é aproximadamente igual a 19 (A) 6,0 X 10 20 (B) 1,2 X 10 20 (C) 3,0 X 10 23 (D) 6,0 X 10 24 (E) 1,2 X 10 RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: 23 2x6x10 elétrons ------------ 58,7 g Ni -3 x ------------------------------ 5,87x10 g 20 x = 1,2x10 (E) 2,5 x 10 RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: -15 v 10 m / s; B 0,5 T; q 10μC 10 –5 C; Dados: m 10 10–20 kg 10 –19 kg; d Analisando a figura: 166. (UFRGS-RS) A maioria dos metais alcalinos e alcalino- terrosos foi obtida pela primeira vez por Humphry Davy, no início do século 38 2 r. 2 (B) 2 r 2 d 2 π cos θ cos θ θ . r r 2 4 Em radianos: ΔS π ΔS π θ ΔS r. I r 4 r 4 A força magnética age como resultante centrípeta. (C) m v2 | q| B r v . II Dividindo r m (I) por (II), encontramos o tempo para a partícula percorrer o arco ΔS : Fm Rcent |q | v B ΔS π r m Δt v 4 | q| B r π m ΔS π 1019 Δt v 4 | q | B 4 105 0,5 (D) Δt 5π 1015 s. FÍSICA I 168. (FUVEST-SP) Assim como ocorre em tubos de TV, um feixe de elétrons move-se em direção ao ponto central O de uma tela, com velocidade constante. (E) RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Sobre o feixe eletrônico age uma força magnética com direção perpendicular à do vetor indução magnética . Assim, a varredura da tela pelos elétrons só se dá na direção do eixo x. 169. (Uftm 2011) Um elétron penetra numa região entre duas A trajetória dos elétrons é modificada por um campo magnético vertical B, na direção perpendicular à trajetória do feixe, cuja intensidade varia em função do tempo t como indicado no gráfico. placas planas e paralelas pela fenda F1 e a atravessa segundo a direção tracejada mostrada na figura, saindo pela fenda F2, sem sofrer desvio. Devido a esse campo, os elétrons incidem na tela deixando um rastro representado por uma das figuras abaixo. A figura que pode representar o padrão visível na tela é (A) Durante a travessia, o elétron fica sujeito a um campo de indução magnética B e a um campo elétrico E , ambos uniformes. 39 Considerando o sistema de referência xyz, e sabendo que as placas são paralelas ao plano xz, isso será possível se Assim, substituindo os dados de cada partícula nessa expressão do período, temos: (A) B tiver a mesma direção e o mesmo sentido do eixo x, e E tiver a mesma direção e o mesmo sentido do eixo z. Tp (B) B tiver a mesma direção e o mesmo sentido do eixo z, e E tiver a mesma direção e o mesmo sentido do eixo y. Td Ta (C) B tiver a mesma direção e o mesmo sentido do eixo y, e E tiver a mesma direção e o sentido oposto ao do eixo z. B e E tiverem a mesma direção e o mesmo sentido do eixo x. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: Para que o elétron não seja desviado, a resultante das forças atuantes sobre ele é nula. Como a partícula possui carga negativa, (E) eixo orientada para baixo. Se B tem o mesmo sentido do eixo x, pela regra da mão direita, o a força magnética está sobre o eixo z, orientada para cima. Podemos ainda relacionar as intensidades desses campos. Sendo v e q os módulos da velocidade e da carga do elétron, temos: qE qv B ; 2 2mp eB 2 4mp 2e B 4 mp eB 4 mp eB ; . Td 4 mp eB Tp eB 2 mp Td 2. Tp Ta 4 mp eB Tp eB 2 mp Ta 2. Tp 171. (Unimontes- 2011-MODIFICADA) Uma partícula carregada é injetada em uma região onde atua apenas um campo magnético de módulo B, perpendicular ao movimento inicial da partícula (veja a figura abaixo). Esse campo é suficiente para fazer com que a partícula descreva um movimento circular. A carga da partícula é o triplo da carga do elétron, o módulo do campo é 2 T, e o módulo -4 da velocidade da partícula é V = 10 c, em que c é a velocidade da -25 luz no vácuo. Se a massa da partícula é M = 3 x 10 kg, o raio R, descrito pela partícula, será, aproximadamente, a força elétrica tem sentido oposto ao do campo. Se E tem o mesmo sentido do eixo z, a força elétrica está sobre esse mesmo eB Então, as razões pedidas valem: (D) B e E tiverem a mesma direção e o mesmo sentido do eixo z. Felet Fmag 2 mp E v. B Dados: e = 1,6 x10 8 c = 3 x 10 m/s -19 C 170. (Ita 2011) Prótons (carga e e massa mp), deuterons (carga e e massa md = 2mp) e partículas alfas (carga 2e e massa ma = 4mp) entram em um campo magnético uniforme B perpendicular a suas velocidades, onde se movimentam em órbitas circulares de períodos Tp, Td e Ta, respectivamente. Pode-se afirmar que as razões dos períodos Td/Tp e Ta/Tp são, respectivamente, (A) 1 e 1. (B) 1 e 2 . (C) c) 2 e 2. (A) 1 cm. (B) 1 mm. (C) 1 dm. (D) 1 m. (E) 1 km. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: (D) 2 e 2 . (E) 2 e 2. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Dados: mp; qp = e; qd = e; md = 2 mp; qa = 2 e; ma = 4 mp. Para uma partícula de massa m e carga de módulo q lançada perpendicularmente às linhas de indução de um campo magnético qvB m v2 mv 3 1025 104 3 108 R 0,009 m 10 mm 1 cm R qB 3 1,6 1019 2 uniforme, B , com velocidade v , a força magnética, F , age como 172. (Ufsm 2011) O campo magnético pode ser produzido pelo movimento de cargas elétricas ou, como ocorre nas ondas eletromagnéticas, pela variação do fluxo de campo elétrico local. Em qual das figuras a seguir está representado corretamente o campo magnético? resultante centrípeta, R C , provocando movimento circular uniforme de raio r. Então: RC F m v2 mv q vB r r qB (I). Da expressão da velocidade para o movimento uniforme: S 2 r S t T (período do movimento) v t 2 r 2 r v T T v (A) (II). (B) Substituindo (I) em (II), vem: T 2 m v v q B T (C) 2 m . qB (D) 40 (E) RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: 173. (Upe 2011) Um condutor retilíneo de comprimento l percorrido por uma corrente elétrica i é imerso em um campo magnético uniforme B. Na figura a seguir, estão disponibilizadas as seguintes situações I, II, III, IV e V. Utilizando a regra da mão direita concluímos a força em cada caso, como mostra a figura abaixo: Nessas condições, o conjunto que melhor representa o sentido da força magnética que atua sobre o condutor nos itens I, II, III, IV e V, respectivamente, é 174. (Uft 2011) De quanto deverá ser a magnitude do choque elétrico (f.e.m. induzida) se segurarmos as extremidades de uma bobina 2 composta por 10 espiras de área A = 1 [m ] e deixarmos passar ortogonalmente por esta bobina uma densidade de fluxo magnético constante com módulo dado por B = 11 [T]? (A) 0 [Volts] (B) 10 [Volts] (C) 110 [Volts] (D) 220 [Volts] (E) 100 [Volts] RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: Se o fluxo é constante, não há força eletromotriz induzida. (A) (B) (C) 175. (Ita 2011) Uma bobina de 100 espiras, com seção transversal de 2 área de 400 cm e resistência de 20Ω, está alinhada com seu plano –4 perpendicular ao campo magnético da Terra, de 7,0 x 10 T na linha do Equador. Quanta carga flui pela bobina enquanto ela é virada de 180° em relação ao campo magnético? –4 (A) 1,4 x 10 C –4 (B) 2,8 x 10 C –2 (C) 1,4 x 10 C –2 (D) 2,8 x 10 C (E) 1,4 C RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: 2 -2 2 Dados: n = 100; A = 400 cm = 4 10 cm ; R = 20 ; 1 = 0°; 2 = 180°. O fluxo magnético, , através de uma bobina com n espiras e área de secção transversal A, quando atravessada por um campo magnético de intensidade B é: = A B cos , sendo o ângulo entre a normal ao plano da espira e as linhas de indução magnética. Então: 1 = n A B cos 1 = n A B cos 0° 1 = n A B; 2 = n A B cos 2 = n A B cos 180° 2 = -n A B. (D) (E) RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: A força magnética sobre um fio é dada pela expressão: F i. xB . A regra da mão direita dá a direção e o sentido da força. 41 A variação do fluxo magnético, , nessa meia rotação tem módulo: || = |2 – 1| = |-n A B – n A B| || = 2 n A B (I). De acordo com a lei de Faraday-Neumann, o módulo da força eletromotriz induzida, E, vale: E 177. (Ufjf 2011) Um ímã natural está se aproximando, com velocidade v constante, de uma espira condutora, conforme mostrado na figura ao lado. É correto afirmar que a força eletromotriz na espira: | | (II). t Mas, da 1ª lei de Ohm e da definição de carga elétrica (Q): E = R i (III) e i = |Q| (IV). t Combinando (II), (III) e (IV): R | Q | | | t t | Q | | | (V). R (A) existe somente quando o ímã está se aproximando da espira. (B) existe somente quando o ímã está se afastando da espira. (C) existe quando o ímã está se aproximando ou se afastando da espira. (D) existe somente quando o ímã está no centro da espira. (E) é sempre nula. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: A força eletromotriz na espira existe tanto na aproximação como no afastamento, pois nos dois casos está havendo variação do fluxo magnético através da espira. 178. (Udesc 2010) Os fornos de micro-ondas usam um gerador do tipo magnetron para produzir micro-ondas em uma frequência de 9 aproximadamente 2,45 GHz (2,45 x 10 Hz). Ondas eletromagnéticas desta frequência são fortemente absorvidas pelas moléculas de água, tornando-as particularmente úteis para aquecer e cozinhar alimentos. Em um experimento em laboratório, deseja-se mover elétrons em órbitas circulares com a frequência de 2,45 GHz, usando um campo magnético. Substituindo (I) em (V): |Q| = 2 n AB . R Substituindo os valores dados: 2 (100) 7 104 |Q| = 20 4 10 . 2 –4 |Q| = 2,8 10 C. 176. (Uesc 2011) Assinale a alternativa que representa corretamente o valor do módulo do campo magnético necessário para que isso ocorra. 21 (A) 2,70 x 10 T -2 (B) 8,77 x 10 T -20 (C) 2,32 x 10 T -21 (D) 8,77 x 10 T 2 (E) 2,70 x 10 T RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: 9 Dado: f = 2,45 10 Hz. –31 Consideremos: massa do elétron: m = 9 10 kg; carga do –19 elétron: q = –1,6 10 C. Como se trata de movimento circular uniforme, a força magnética atua como força resultante centrípeta. Se as órbitas são circulares, a velocidade deve ser perpendicular ao campo magnético ( = 90°). Assim: Uma haste condutora, de comprimento igual a 1,0m e de peso igual a 10,0N, cai a partir do repouso, deslizando nos fios metálicos dispostos no plano vertical e interligados por um resistor de resistência elétrica igual a 1,0Ω , conforme a figura. Desprezando-se a forças dissipativas e sabendo-se que o conjunto está imerso na região de um campo magnético uniforme de intensidade igual a 1,0T, o módulo da velocidade máxima atingida pela haste é igual, em m/s, a (A) 10,0 (B) 15,0 (C) 21,0 (D) 25,0 (E) 30,0 RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: Utilizando a Lei de Faraday-Lenz concluímos que, com a queda da haste, a área da espira aumentará, produzindo uma variação do fluxo do campo e gerando uma fem que produzirá a corrente indicada na figura. Demonstra-se que a fem induzida na barra vale B v . Com a passagem da corrente, a barra será submetida a uma força voltada para cima de módulo F Bi . A barra parará de acelerar quando a força magnética for igual ao seu peso. F Bi mg B v mgR 10x1 . mg v 2 2 2 2 10m / s . B v B. R B 1 x1 i R R Fmag = Rcent | q | v B sen m v2 R m (2 R f ) R 2 m f 2(3,14)(9 1031 )(2,45 109 ) B= B = 8,66 | q| 1,6 1019 | q | B sen90 –2 10 T. 179. (Ufc 2010) Analise as afirmações abaixo em relação à força magnética sobre uma partícula carregada em um campo magnético. I. Pode desempenhar o papel de força centrípeta. II. É sempre perpendicular à direção de movimento. III. Nunca pode ser nula, desde que a partícula esteja em movimento. 42 IV. Pode acelerar a partícula, aumentando o módulo de sua velocidade. Assinale a alternativa correta. (A) Somente II é verdadeira. (B) Somente IV é verdadeira. (C) Somente I e II são verdadeiras. (D) Somente II e III são verdadeiras. (E) Somente I e IV são verdadeiras. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: Analisemos cada uma das afirmações. I. (V). A força magnética sobre partícula de carga q que se desloca (I) – Correta. Na figura 1, devido ao movimento do fio, surge força F nas magnética em campo magnético ( B ) com velocidade v é dada pela m partículas portadoras de carga, provocando a separação mostrada. Na Fig 2, essa separação de cargas gera no interior do condutor um campo elétrico expressão:Fmag = |q| v B sen , sendo o ângulo entre v e B . E que exerce F . Quando v e B não são paralelos entre si ( 0°) a força magnética é simultaneamente perpendicular a esses dois vetores (pela regra da mão direita), agindo como força centrípeta. sobre essas partículas a força elétrica e (II) – Correta. A força Magnética é sempre perpendicular ao campo magnético e à velocidade, simultaneamente. II. (V). Como afirmado acima, a força magnética (quando não nula) é sempre perpendicular à velocidade da partícula, ou seja, à direção do movimento. (III) – Correta. A separação de cargas cessa quando as forças magnética e elétrica se equilibram, como na Fig 2: III. (F). Como já frisado, essa força é nula quando = 0°. Fm Fe IV. (F). Se a força magnética age como resultante centrípeta, ela altera apenas a direção da velocidade, não alterando o seu módulo. | q | v B | q | E v -27 E . B - 181. (Upe 2010) Um íon de massa 8,0 . 10 kg e carga elétrica 1,6 . 10 19 C entra numa câmara de espectômetro de massa, no ponto A perpendicular ao campo magnético uniforme e descreve uma trajetória circular indicada na figura, atingindo o ponto C. Sabendo-se que a distância AC é de 0,1 cm, a ordem de grandeza da energia cinética desse íon ao penetrar na câmara no ponto A, vale em joules: 180. (Pucpr 2010) Considere um campo magnético uniforme de intensidade B e um condutor retilíneo deslocando-se com velocidade constante v, perpendicular às linhas do campo, conforme figura: A respeito da situação anterior, são feitas as seguintes afirmações: I. A separação de cargas nas extremidades do condutor gera um campo elétrico que exerce uma força elétrica sobre as cargas. II. O movimento das cargas do condutor no campo magnético produz uma força magnética perpendicular à velocidade e ao campo magnético. III. O módulo da velocidade do condutor no equilíbrio das forças pode ser calculado através da expressão: -27 (A) 10 -19 (B) 10 1 (C) 10 -17 (D) 10 -45 (E) 10 RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: A força magnética é igual à centrípeta: qVB m E v B V2 qBR V R m 2 Está(ão) correta(s): (A) Apenas as afirmações I e II. (B) Apenas a afirmação I. (C) Apenas a afirmação II. (D) Apenas as afirmações I e III. (E) Todas as afirmações. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Ec 1 1 qBR 1 mV 2 m qBR2 2 2 m 2m Aplicando os valores, vem: Ec 1017 43 1 1,6 1019 1,0 101 0,05 102 2 8 1027 2 4,0 1018 182. (Cesgranrio 2010) Nesta figura, A e B representam ímãs permanentes cilíndricos idênticos, suspensos por cordas. Os ímãs estão em equilíbrio com seus eixos alinhados. A origem do sistema de coordenadas está localizada sobre o eixo dos cilindros, a meia distância entre eles. Nessa origem encontra-se um núcleo β -radioativo que, em certo momento, emite um elétron cuja velocidade inicial aponta perpendicularmente para dentro dessa página (sentido –z). Um próton penetra perpendicularmente em um campo magnético uniforme, como ilustra a figura acima, e descreve, em seu interior, uma trajetória semicircular. –2 A intensidade do campo magnético é 10 T e a velocidade do 5 próton é constante e igual a 5 10 m/s. Sabendo-se que a massa e a carga do próton valem, –27 –19 respectivamente, 1,6 10 kg e 1,6 10 C e considerando-se π 3 , o perímetro, em centímetros, desse percurso é (A) 300 (B) 200 (C) 150 (D) 100 (E) 50 RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: –2 5 –19 –27 Dados: B = 10 T; v = 5 10 m/s; e = 1,6 10 C; m = 1,6 10 C; π 3 . Desprezando-se o efeito da força gravitacional, a trajetória seguida pelo elétron será (A) defletida no sentido +x. (B) defletida no sentido –x. (C) defletida no sentido +y. (D) defletida no sentido –y. (E) retilínea no sentido –z. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Analisando a figura, pela inclinação das cordas, percebe-se que há repulsão entre os ímãs. Logo, os polos que estão se confrontando são de mesmo nome (norte-norte ou sul-sul), anulando, assim, o campo magnético resultante ao longo do eixo z. Como a velocidade do elétron é paralela a esse eixo, a força magnética sobre ele é nula. Na ausência de outras forças, a resultante é nula, seguindo esse elétron em movimento retilíneo e uniforme no sentido – z. 184. (Ufop 2010-MODIFICADA) O cíclotron é um acelerador em que partículas carregadas executam movimento circular em um plano perpendicular a um campo magnético uniforme de módulo B. Se o campo magnético for o único campo aplicado, a velocidade angular do movimento circular resultante depende somente da razão carga/massa e de B. Em um acelerador típico, o valor de B é de 1 tesla e as partículas percorrem uma trajetória de raio de 50 cm. A trajetória do próton no interior do campo magnético é circular, pois a força magnética age como resultante centrípeta (desprezando a ação de outras forças). O sentido dessa força em cada ponto é dado pela regra da mão direita. Fmag = Rcent e v B = Qual a ordem de grandeza da velocidade da partícula (dados: -19 -27 carga igual a 1,6 x 10 C e massa igual 1,67 x 10 kg)? 3 (A) 10 m/s 5 (B) 10 m/s 7 (C) 10 m/s 9 (D) 10 m/s 10 (E) 10 m/s RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: m v2 mv . r= eB r Assumindo que a partícula descreva meia volta no interior do campo, temos: r= 1,6 10 27 5 105 1,6 10 19 10 2 r = 0,5 m. O perímetro de meia volta é: C = 1,5 m C = 150 cm. Fmag 1 (2 r) r 3 (0,5) = 2 m v2 r |q | v B m v2 r v | q | B r 1,6 10 19 1 0,5 m 1,67 1027 v 4,8 107 m / s v 107 m / s. 185. (Pucrs 2010) Uma partícula eletrizada positivamente de massa 4 mg é lançada horizontalmente para a direita no plano xy, 183. (Ufrgs 2010) Observe a figura a seguir conforme a figura a seguir, com velocidade v de 100 m/s. Desejase aplicar à partícula um campo magnético B , de tal forma que a força magnética equilibre a força peso P . 44 2 (B) (2mEd/B q) (C) mEd/Bq (D) mE/Bq 1/2 (E) (mE/Bq) RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: 1/2 Dentro do campo elétrico: WR Ec Eco Eqd V2 -7 2 Considerando q = 2 x 10 C e g = 10 m/s , o módulo, a direção e o sentido do vetor campo magnético são, respectivamente, 2Eqd 2Eqd V m m (A) 2 x 10 T, perpendicular à v saindo do plano xy. qVB m 6 (B) 2x10 T, paralelo à v e entrando no plano xy. V2 mV m 2Eqd R R qB qB m m2 2Eqd R 2 2 m q B (C) 2T, perpendicular à v e saindo do plano xy. (D) 2T, perpendicular à v e entrando no plano xy. (E) 2T, paralelo à v e saindo do plano xy. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: –7 2 –6 Dados: q = 2 10 C; v = 100 m/s; g = 10 m/s ; m = 4 mg = 4 10 kg. Para equilibrar o peso, a força magnética deve ser vertical e para cima. Para tal, seguindo a regra da mão direita nº 2 (regra do “tapa”), o campo magnético deve ser perpendicular ao plano xy, entrando nele. Quanto ao módulo: 1/2 2mEd qB2 1/2 1/2 188. (Ufg 2010) Uma cavidade em um bloco de chumbo contém uma amostra radioativa do elemento químico bário. A figura (a) ilustra as trajetórias das partículas α, β e γ emitidas após o decaimento radioativo. m g 4 106 10 B = 2 T. q v 2 107 102 186. (Unesp 2010) Uma tecnologia capaz de fornecer altas energias para partículas elementares pode ser encontrada nos aceleradores de partículas, como, por exemplo, nos cíclotrons. O princípio básico dessa tecnologia consiste no movimento de partículas eletricamente carregadas submetidas a um campo magnético perpendicular à sua trajetória. Um cíclotron foi construído de maneira a utilizar um campo magnético uniforme, Aplica-se um campo magnético uniforme entrando no plano da folha, conforme ilustrado na figura (b). O comportamento representado pelas trajetórias ocorre porque (A) a partícula β tem carga positiva e quantidade de movimento maior que a de α. (B) as partículas α e β têm cargas opostas e mesma quantidade de movimento. (C) a partícula α tem carga positiva e quantidade de movimento maior que a de β. (D) a partícula α tem carga maior e quantidade de movimento menor que a de β. (E) a partícula γ tem carga positiva e quantidade de movimento menor que a de β. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: Partículas lançadas perpendicularmente a um campo magnético uniforme descrevem trajetória circular, pois a força magnética age como resultante centrípeta. Calculando o raio dessa trajetória: B , de módulo constante igual a 1,6 T, capaz de gerar uma força magnética, F , sempre perpendicular à velocidade da partícula. Considere que esse campo magnético, ao atuar sobre uma –27 partícula positiva de massa igual a 1,7 x 10 kg e carga igual a 1,6 –19 x 10 C, faça com que a partícula se movimente em uma trajetória que, a cada volta, pode ser considerada circular e 4 uniforme, com velocidade igual a 3,0 x 10 m/s. Nessas condições, o raio dessa trajetória circular seria aproximadamente –4 (A) 1 x 10 m. –4 (B) 2 x 10 m. –4 (C) 3 x 10 m. –4 (D) 4 x 10 m. –4 (E) 5 x 10 m. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Como o movimento é circular uniforme, a força magnética age como resultante centrípeta: Fmag = RC . | q | vB 1/2 Dentro do campo magnético: 6 F = P qvB= mg B 1 mV 2 2 mv 2 mv (1,7 1027 ) (3 104 ) r r 1,875 10 4 r 2 10 4 m r | q|B (1,6 1019 ) (1,6) Fmag = Rcent mv | q| B 187. (Udesc 2010) Uma partícula de massa m e carga q é acelerada a partir do repouso, por um campo elétrico uniforme de intensidade E. Após percorrer uma distância d, a partícula deixa a região de atuação do campo elétrico com uma velocidade v, e penetra em uma região de campo magnético uniforme de intensidade B, cuja direção é perpendicular a sua velocidade. O raio da trajetória circular que a partícula descreve dentro do campo magnético é igual a: 1/2 (A) (2mEd/Bq) R |q| v B = m v2 R R = p . | q| B Sendo: p = m v, a quantidade de movimento (ou momento linear) da partícula. Assim, tem maior raio a partícula que possuir maior quantidade de movimento, ou menor carga (em módulo). Pela regra da mão direita, partículas positivas são desviadas para a direita e partículas positivas são desviadas para a esquerda, o que era de se esperar, pois partículas são núcleos de hélio (2 prótons 45 + 2 nêutrons) possuindo, portanto carga q = +2 e; e partículas são elétrons, possuindo carga q = –e. As partículas são radiações eletromagnéticas, desprovidas de carga, por isso não sofrem desvio. Os raios R e R das trajetórias das partículas e , respectivamente, são: (B) 0,25 N/m (C) 1,0 N/m (D) 2,5 N/m (E) 10 N/m RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: –5 –5 Dados: Bx = 2 10 T; Bz = 5 10 T; i = 5.000 A. Apenas a componente do campo magnético perpendicular ao fio (Bz) provoca força magnética sobre ele. p p e R = . 2 eB eB R = Fazendo a razão: R p e B R 2 e B p Fmag = Bz i L p 2 R . p R Fmag L Bz i = 5 10–5 (5.000) = 25 10–2 Fmag = 0,25 N/m. Como, da figura: R > R p > p. 191. (Pucrs 2010) Resolver a questão com base nas informações a seguir. 189. (Ita 2010) Um elétron e acelerado do repouso através de uma diferença de potencial V e entra numa região na qual atua um campo magnético, onde ele inicia um movimento ciclotrônico, movendo-se num circulo de raio RE com período TE. Se um próton fosse acelerado do repouso através de uma diferença de potencial de mesma magnitude e entrasse na mesma região em que atua o campo magnético, poderíamos afirmar sobre seu raio RP e período TP que (A) RP = RE e TP = TE. (B) RP > RE e TP > TE. (C) RP > RE e TP = TE. (D) RP < RE e TP = TE. (E) RP = RE e TP < TE. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Sabemos que a carga do elétron e a carga do próton têm mesmo módulo. Assim: |q| = e. Aplicando o teorema da energia cinética no campo elétrico: Fel Ecin eV mv 2 v 2 O músculo cardíaco sofre contrações periódicas, as quais geram pequenas diferenças de potencial, ou tensões elétricas, entre determinados pontos do corpo. A medida dessas tensões fornece importantes informações sobre o funcionamento do coração. Uma forma de realizar essas medidas é através de um instrumento denominado eletrocardiógrafo de fio. Esse instrumento é constituído de um ímã que produz um campo magnético intenso por onde passa um fio delgado e flexível. Durante o exame, eletrodos são posicionados em pontos específicos do corpo e conectados ao fio. Quando o músculo cardíaco se contrai, uma tensão surge entre esses eletrodos e uma corrente elétrica percorre o fio. Utilizando um modelo simplificado, o posicionamento do fio retilíneo no campo magnético uniforme do ímã do eletrocardiógrafo pode ser representado como indica a figura a seguir, perpendicularmente ao plano da página, e com o sentido da corrente saindo do plano da página. 2eV . (equação 1) m No campo magnético, a força magnética age como resultante centrípeta. Fmag Rc evB mv 2 mv R . (equação 2) R eB Substituindo (1) em (2), vem: R m m 2eV . Introduzindo no radical, temos: e eB m R 1 2Vm 1 2eVm2 R= . 2 B e B em Com base nessas informações, pode-se dizer que, quando o músculo cardíaco se contrai, o fio sofre uma deflexão (A) lateral e diretamente proporcional à corrente que o percorreu. (B) lateral e inversamente proporcional à intensidade do campo magnético em que está colocado. (C) vertical e inversamente proporcional à tensão entre os eletrodos. (D) lateral e diretamente proporcional à resistência elétrica do fio. (E) vertical e diretamente proporcional ao comprimento do fio. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: O examinador foi um pouco descuidado nesse teste. Ficou claro que a deflexão é no sentido da força, mas diretamente ou inversamente proporcional à corrente elétrica é a intensidade da força exercida no fio, que provoca a deflexão. Suponhamos, portanto, que a deflexão no fio seja diretamente proporcional a intensidade da força nele aplicada. Como se sabe, a massa do próton e maior que a massa do elétron. Então: Rp > RE. Calculemos o período (T), lembrando que ele é igual ao tempo gasto em uma volta. Então: T= 2R 2 mv 2m T T . v v eB eB Novamente, a massa do próton é maior que a do elétron. Portanto: TP > TE. 190. (Ufal 2010) Numa certa região, o campo magnético gerado pela Terra possui uma componente Bx paralela à superfície terrestre, −5 com intensidade de 2 × 10 T, e uma componente Bz −5 perpendicular à superfície terrestre, com intensidade de 5 × 10 T. Nessa região, uma linha de transmissão paralela à componente Bx é percorrida por uma corrente elétrica de 5000 A. A força magnética por unidade de comprimento que o campo magnético terrestre exerce sobre essa linha de transmissão possui intensidade igual a: (A) 0,10 N/m 46 A figura mostra, pela regra da mão direita, a força que age no elétron. Não esqueça que sua carga é negativa. Sabemos que a força magnética ( F ) é simultaneamente perpendicular à corrente (i) e ao campo magnético ( B ), no sentido do eixo que se obtém quando se gira de i para B (a simplificação dessa regra para alunos do Ensino Médio adotada por professores e autores é conhecida como regra da mão direita, ou regra do “tapa”). A intensidade dessa força é dada por: F = i l B. Ou seja, a intensidade da força é diretamente proporcional à corrente. 193. (Ufrgs 2010) Um campo magnético cuja intensidade varia no tempo atravessa uma bobina de 100 espiras e de resistência elétrica desprezível. A esta bobina está conectada em série uma lâmpada cuja resistência elétrica é de 10,0 Ω e que está dissipando 10,0 W. A variação temporal do fluxo magnético através de cada espira é, em módulo, de (A) 0,01 Wb/s. (B) 0,10 Wb/s. (C) 1,0 Wb/s. (D) 10,0 Wb/s. (E) 100,0 Wb/s. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Dados: P = 10 W; R = 10 ; n = 100. A força eletromotriz () induzida na bobina alimenta a lâmpada. Da expressão da potência elétrica, vem: 192. (Uftm 2010) Na figura, apresenta-se um elétron inicialmente em movimento retilíneo e uniforme no vácuo, na direção e sentido indicados pelo eixo z. Ao passar pela origem 0 dos eixos cartesianos, uma corrente elétrica de valor constante i é estabelecida no fio condutor que se encontra no plano yz e paralelo ao eixo z. P= 2 = P R = 100 = 10 V. R Da lei de Lenz, a força eletromotriz induzida numa bobina com n espiras é dada por: (A) sofra ação de uma força de direção igual à do eixo x, no sentido de seus valores positivos. (B) sofra ação de uma força de direção igual à do eixo x, no sentido de seus valores negativos. (C) sofra ação de uma força de direção igual à do eixo y, no sentido de seus valores positivos. (D) sofra ação de uma força de direção igual à do eixo y, no sentido de seus valores negativos. (E) não sofra efeitos da corrente i, seguindo na direção do eixo z, sem alteração de sua velocidade. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: A figura mostra a situação e um observador: = n t , na qual t representa a variação temporal do fluxo magnético através de cada espira. Então, substituindo: 10 = 100 t t = 0,10 Wb/s. 194. (Ufpr 2010) O desenvolvimento do eletromagnetismo contou com a colaboração de vários cientistas, como Faraday, por exemplo, que verificou a existência da indução eletromagnética. Para demonstrar a lei de indução de Faraday, um professor idealizou uma experiência simples. Construiu um circuito condutor retangular, formado por um fio com resistência total R = 5 Ω, e aplicou através dele um fluxo magnético Φ cujo comportamento em função do tempo t é descrito pelo gráfico. Visto pelo observador citado, o campo magnético gerado pelo fio na posição do elétron é mostrado abaixo: O fluxo magnético cruza perpendicularmente o plano do circuito. Em relação a esse experimento, considere as seguintes afirmativas: 1. A força eletromotriz induzida entre t = 2 s e t = 4 s vale 50 V. 47 2. 3. 4. A corrente que circula no circuito entre t = 2 s e t = 4 s tem o mesmo sentido que a corrente que passa por ele entre t = 8 s e t = 12 s. A corrente que circula pelo circuito entre t = 4 s e t = 8 s vale 25 A. A potência elétrica dissipada no circuito entre t = 8 s e t = 12 s vale 125 W. figuras 1 e 2, realizadas com um multímetro digital, são, respectivamente: (A) 110 V e 6 V (B) 440 V e 0(zero) V (C) 110 V e 0(zero) V (D) 440 V e 24 V (E) 440 V e 6 V RESOLUÇÃO: C RESOLUÇÃO: No secundário, o número de espiras é a metade do primário N NS 2P U N Na situação da primeira foto, vale: P P US NS Assinale a alternativa correta. (A) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras. (B) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras. (C) Somente as afirmativas 1, 3 e 4 são verdadeiras. (D) Somente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras. (E) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Analisando cada uma das proposições. 1. Verdadeira. De acordo com a lei de Faraday-Neumann, a força eletromotriz induzida () (em módulo), é dada pelo módulo da taxa de variação do fluxo magnético (| |), relativamente ao tempo (t). De 2 s a 4 s, temos: || = Como US = 220 V, vem: 220 NP US 110V NP US 2 Na situação da segunda foto, a beteria fornece corrente contínua. Como transformador só funciona com corrente alternada, temos: US = 0 | | 100 0 = 50 V. t 42 196. (UE-PB) Um professor de física resolve fazer um experimento de eletromagnetismo que objetiva determinar o valor do campo magnético entre os pólos do imã. Para isso, ele utiliza um imã, uma bateria que fornece 4,8V a um condutor cilíndrico AC com massa 5g, comprimento de 10cm e resistência elétrica igual a 0,10Ω. Ao ligar a bateria ao circuito, mostrado na figura, o condutor cilíndrico fica suspenso em equilíbrio. 2. Falsa. O sentido da corrente induzida depende do sinal da variação do fluxo magnético. De 2 s a 4 s a variação é positiva, enquanto que, de 8 s a 12 s a variação é negativa, acarretando correntes de sentidos opostos. 3. Falsa. Entre 4 s e 8 s, a corrente induzida é nula, pois o fluxo magnético é constante, ou seja, a variação do fluxo é nula ( = 0). 4. Verdadeira. De 8 s a 12 s a força eletromotriz induzida é: || = | 0 100 | | | 25 V. || = 12 8 t A potência dissipada no circuito é: P= 2 252 P = 125 W. R 5 195. (UFRN-2006) Transformadores de voltagem são utilizados em redes de distribuição de energia elétrica, em reguladores de voltagem para eletrodomésticos, em eliminadores de pilha e no interior de vários aparelhos eletrônicos. Nas figuras 1 e 2, reproduzidas abaixo, são mostrados dois transformadores idênticos, em que o número de espiras no enrolamento primário é o dobro do número de espiras no enrolamento secundário. Considerando-se que as linhas de campo são perpendiculares ao condutor, que a resistência elétrica dos fios é 0,02Ω, que a massa 2 dos fios é desprezível e adotando g=10m/s , o professor concluiu que o campo magnético, em tesla, tem valor igual a: -3 (A) 12,5.10 (B) 125 -4 (C) 1,25.10 -2 (D) 12,5.10 (E) 1.250 RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: 197. (PUC-SP) Dois condutores retos, extensos e paralelos, estão separados por uma distância d = 2,0cm e são percorridos por correntes elétricas de intensidades i1 = 1,0A e i2 = 2,0 A, com os sentidos indicados na figura a seguir. Na figura 1, o transformador está ligado à rede elétrica de 220 V, 60 Hz, e, na figura 2, o transformador está ligado a uma bateria automotiva de 12 V. Os valores das medidas das voltagens nos terminais dos enrolamentos secundários dos transformadores das 48 RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: –7 (Dado: permeabilidade magnética no vácuo = 4∙10 T.m/A) Se os condutores estão situados no vácuo, a força magnética entre eles, por unidade de comprimento, no Sistema Internacional, tem intensidade de -5 (A) 2 × 10 , sendo de repulsão. -5 (B) 2 × 10 , sendo de atração. -5 (C) 2π × 10 , sendo de atração. -5 (D) 2π × 10 , sendo de repulsão. -5 (E) 4π × 10 , sendo de atração. RESOLUÇÃO: B RESOLUÇÃO: 199. (Ime 2013) No circuito apresentado na figura acima, a chave S é fechada e a corrente fornecida pela bateria é 20 A. Para que o fusível F, de 1,5 A, não abra durante o funcionamento do circuito, o valor da resistência variável R, em ohms, é: Consideração: O capacitor está descarregado antes do fechamento da chave S. (A) R ≥ 120 (B) 95 ≤ R ≤ 115 (C) 80 ≤ R ≤ 100 (D) 55 ≤ R ≤ 65 (E) R ≤ 45 RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Dados: I = 20 A; iF = 1,5 A. No instante em que a chave é ligada, a ddp no capacitor é nula. Então ele pode ser ignorado e trocado por um fio. O resistor de 5 fica em curto circuito. A Figura 1 ilustra a situação. 198. (UFV 2007) As figuras abaixo representam diferentes arranjos de transformadores num sistema de transmissão de energia elétrica. NA, NB, NC e ND representam o número de voltas dos enrolamentos nos transformadores. Supondo que NA < NB e que NC > ND, o arranjo CORRETO de transformadores para a transmissão de energia elétrica desde a usina até a casa, por uma rede muito longa, é: (A) (B) (C) (D) (E) Aplicando a lei das malhas para os percursos ACDA e CBDC: 49 ACDA : 4 i1 12 i2 0 i1 3 i2 I CBDC : 3 i1 1,5 6 i2 1,5 0 3 i1 6 i2 13,5 pelo intervalo de tempo t expresso em horas, pela definição II Q Q t Portanto, a capacidade de carga da beteria mede a quantidade de carga elétrica fornecida pela bateria. de intensidade de corrente i Substituindo (I) em (II): 3 3 i2 6 i2 13,5 3 i2 13,5 i2 4,5 A. Voltando em (I): i1 3 4,5 i2 13,5 A. 201. (UFPB) As baterias apresentam certa especificação a respeito de sua capacidade de fornecer corrente elétrica. Esta informa ção é dada em A.h (Ampère - hor(A)e indica que a carga armazenada capacita-a para fornecer certo valor de corrente elétrica, durante uma hora, até ficar totalmente descarregada. Uma bateria de 30A.h é utilizada por um grupo de pessoas, acampadas numa praia, para acender duas lâmpadas em paralelo, cujas especificações são: potência de 22,5W e resistência de 10 ohms. O tempo de uso da bateria, em horas, sem recarga para manter as lâmpadas acesas, vale: (A) 10 (B) 15 (C) 20 (D) 30 (E) 25 RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: Cada lâmpada dissipa 22,5 W de potência e tem resistência de 10 Ω. Como são associados em paralelo 10 RP RP 5,0 2 A potência dissipada pelo conjunto é: pot=(222,5)W=45W POT = Pot RP i2 45 5,0i2 i 3,0A Calculando as demais correntes pela lei dos nós: i' i1 i2 13,5 4,5 i' 18 A. i i' I i 18 20 i 2 A. A Figura 2 mostra os valores das correntes. PARA BATERIA q = 30 A h 202. (G1 - ifsc 2011) Considere o circuito elétrico da figura composto por fios condutores, uma pilha de 1,5 V e uma lâmpada incandescente com resistência de 2,0 Ω . Calculando a ddp entre os pontos A e B: UAB UAC UCB UAB 4 3,5 3 12 90 V. Aplicando essa ddp no resistor R: UAB R i 90 R 2 R 45 . Esse é o máximo valor de R, pois se ultrapassar esse valor, a corrente i diminui aumentando a corrente i’ e, consequentemente, a corrente iF no fusível, abrindo-o. Portanto: R 45 . FÍSICA II Assinale a alternativa correta. (A) A intensidade da corrente que passa pelo circuito é de 3,0 A. (B) A pilha é um gerador que transforma energia elétrica em energia química. (C) A lâmpada transforma energia elétrica em calor e em energia luminosa. (D) A pilha transforma energia elétrica em energia mecânica. (E) Na lâmpada não há transformação de energia. RESPOSTA:C RESOLUÇÃO: Quando atravessado por corrente elétrica, devido aos choques dos elétrons de condução com os átomos do metal, o filamento da lâmpada incandescente atinge altas temperaturas, emitindo luz. Ou seja, no filamento ocorre transformação de energia elétrica em energia térmica e luminosa. 200. (Unifesp) Uma das especificações mais importantes de uma bateria de automóvel é o ampere-hora (Ah), uma unidade prática que permite ao consumidor fazer uma avaliação prévia da durabilidade da bateria. Em condições ideais, uma bateria de 50 Ah funciona durante 1 h quando percorrida por uma corrente elétrica de intensidade 50 A, ou durante 25 h, se a intensidade da corrente for 2 A. Na prática, o ampere-hora nominal de uma bateria só é válido para correntes de baixa intensidade - para correntes de alta intensidade, o valor efetivo do ampere-hora chega a ser um quarto do valor nominal. Tendo em vista essas considerações, pode-se afirmar que o ampere-hora mede a: (A) potência útil fornecida pela bateria. (B) potência total consumida pela bateria. (C) força eletromotriz da bateria. (D) energia potencial elétrica fornecida pela bateria. (E) quantidade de carga elétrica fornecida pela bateria. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Valor da capacidade de carga, expressa em Ah, correspondente ao produto da intensidade de corrente (i), expressa em ampéres, 203. (Unesp 2011) Uma espécie de peixe-elétrico da Amazônia, o Poraquê, de nome científico Electrophorous electricus, pode gerar diferenças de potencial elétrico (ddp) entre suas extremidades, de tal forma que seus choques elétricos matam ou paralisam suas presas. Aproximadamente metade do corpo desse peixe consiste 50 de células que funcionam como eletrocélulas. Um circuito elétrico de corrente contínua, como o esquematizado na figura, simularia o circuito gerador de ddp dessa espécie. Cada eletrocélula consiste em um resistor de resistência R 7,5 e de uma bateria de fem ε . I. Incorreta. Se as pilhas estão em série, a tensão equivalente é a soma das tensões, portanto a tensão nas lâmpadas da lanterna será: U = 4 1,5 = 6 volts. II. Correta. A energia consumida por um aparelho é dada pelo produto da potência pelo tempo de operação. Então: – Para a lanterna: PL = 20 W; tL = (2 24) + 2 = 50 h. EL = PL tL = 20 50 = 1.000 Wh. – Para o chuveiro: PC = 4.000 W; tC = 15 min = EC = PC tC = 4.000 1 h. 4 1 = 1.000 Wh. 4 III. Correta. V. Incorreta. A bússola sofre ação do campo magnético criado pela corrente elétrica que alimenta as lâmpadas da lanterna. 205. (Uerj 2011-MODIFICADA) Para dar a partida em um caminhão, é necessário que sua bateria de 12 V estabeleça uma corrente de 100 A durante um minuto. A energia, em joules, fornecida pela bateria, corresponde a: 1 (A) 2,0 x 10 2 (B) 1,2 x 10 3 (C) 3,6 x 10 4 (D) 7,2 x 10 4 (E) 9,2 x 10 RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Dados: U = 12 V; i = 100 A; t = 1 min = 60 s. Da relação entre potência elétrica e energia: 4 E = P t = U i t = (12) (100) (60) = 72.000 J = 7,2 10 J. Sabendo-se que, com uma ddp de 750 V entre as extremidades A e B, o peixe gera uma corrente I 1,0A , a fem ε em cada eletrocélula, em volts, é (A) 0,35. (B) 0,25. (C) 0,20. (D) 0,15. (E) 0,05. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: 206. (Uel 2011) Um circuito de malha dupla é apresentado na figura a seguir. 1 A 150 1 VAB N ε Ri 750 5000x ε 7,5x 150 0,15 ε 0,05 ε 0,20V . A corrente em cada ramo vale: i 204. (G1 - ifsp 2011) Uma lanterna necessita de 4 pilhas comuns de 1,5 V cada, e sua lâmpada, funcionando normalmente, dissipa uma potência de 20 W. Essa lanterna consegue funcionar com seu brilho máximo e ininterruptamente durante 2 dias e 2 horas. São feitas as seguintes afirmações: Sabendo-se que R1 = 10Ω, R2 = 15Ω, ε1 = 12V e ε 2 = 10V , o valor da corrente i é: (A) 10 A (B) 10 mA (C) 1 A (D) 0,7 A (E) 0,4 A RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Dados: R1 = 10 , R2 = 15 , ε1 = 12 V e ε 2 = 10 V I. Se essas pilhas fossem ligadas em série, 8V seria a tensão sobre as lâmpadas da lanterna. II. O consumo dessa lanterna equivaleria ao de um chuveiro elétrico de 4000 W, ligado durante 15 minutos. III. As pilhas, assim como as baterias, transformam a energia química em elétrica. IV. Uma bússola, junto dessa lanterna acesa, não sofre ação de um campo magnético criado pela lanterna. É correto o que se afirma em: (A) III, apenas. (B) I e II, apenas. (C) II e III, apenas (D) I, II e III, apenas. (E) I, II, III e IV. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: 51 Apliquemos as leis de Kirchoff. – Malha abcdefa: circuito. Se a resistência da água for R=800Ω, o poraquê produzirá uma corrente elétrica de intensidade igual a: (A) 8,9A 2 2 R1 R2 i R1 i i' 20 10 15 i 10 i i' 20 10i 15i 10i 10i' (B) 6,6mA 20 35i 10i' (I) (C) 0,93A (D) 7,5mA – Malha defgd: (E) 2,1A 1 2 R1 i i' R2i' 12 10 10 i i' 15i' 22 RESPOSTA: 10i 10i'C15i' RESOLUÇÃO: 22 10i 25i' (II) Cálculo do gerador equivalente --- série --- Eeq=5.000x0,15 --Eeq=750V --- req=5.000x0,25 --- req=1.250Ω --- têm-se 140 Multiplicando a equação (I) por -2,5 e montando o sistema: geradores de Eeq=750V e req=1.250Ω associados em 50 87,5i 25i' 22 10i 25i' 28 77,5i i 0,36 A. 207. (UTFPR-PR-011) Um automóvel tem entre seus componentes uma bateria e um alternador. Sobre esses componentes considere as seguintes afirmações: I. a bateria é um gerador eletromecânico. II. o alternador tem a função de recarregar eletricamente a bateria. III. o alternador é um gerador eletromecânico. IV. a bateria, entre outras funções, fornece corrente elétrica para acender os faróis do carro. É correto o que se afirma apenas em: (A) I. (B) II. (C) II e IV. (D) II e III. (E) II, III e IV. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: A bateria é um gerador eletroquímico. A bobina acoplada ao motor produz corrente alternada, que é, no alternador, transformada em corrente contínua, fornecendo energia para recarregar a bateria que, por sua vez, fornece energia para acender os faróis, alimentar o rádio, as lâmpadas do painel etc. paralelo onde a fem equivalente é E’=750V e a resistência interna equivalente é r’=1250/140 --- r’=8,92Ω --- Req=U/i --- (8,92 + 800)=750/i --- i=750/808,92 --- i=0,927A --209. (FUVEST-SP) Seis pilhas iguais, cada uma com diferença de potencial V, estão ligadas a um aparelho, com resistência elétrica R, na forma esquematizada na figura. Nessas condições, a corrente medida pelo amperímetro A, colocado na posição indicada, é igual a (A) V/R (B) 2V/R (C) 2V/3R (D) 3V/R (E) 6V/R RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: 208. (UFRN) O poraquê (Electrophorus electricus), peixe comum nos rios da Amazônia, é capaz de produzir corrente elétrica por possuir células especiais chamadas eletroplacas. Essas células, que atuam como baterias fisiológicas, estão dispostas em 140 linhas ao longo do corpo do peixe, tendo 5.000 eletroplacas por linha. Essas linhas se arranjam de forma esquemática mostrada na figura abaixo. 210. (PUCCAMP-SP) Quatro pilhas ideais de 1,5 V cada são ligadas em série para alimentar o funcionamento de 1 lâmpada de dados nominais 12 V-9 W. Nessas condições, a potência da lâmpada em funcionamento será, em watts, igual a (A) 8,0 (B) 6,25 (C) 6,0 (D) 4,5 (E) 2,25 RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Cada eletroplaca produz uma força eletromotriz E=0,15V e tem resistência interna r=0,25Ω. A água em torno do peixe fecha o 52 Cálculo da resistência da lâmpada --- P=U2/R --- 9=122/R --R=16Ω --- corrente na lâmpada que está submetida à tensão fornecida pelas 4 pilhas em série e que é de Eeq=U=1,5.4=6V --R=U/i --16=6/i --i=0,375 A --P=R.i2=16.(0,375)2=16.0,140625 --- P=2,25W --- 213. (ITA-SP) No circuito representado na figura, têm-se duas lâmpadas incandescentes idênticas, L1 e L2 , e três fontes idênticas, de mesma tensão V. Então, quando a chave é fechada, 211. (CEFET-MG-010) A chave S, a bateria ideal de fem E e as três lâmpadas idênticas, L1, L2 e L3 estão ligadas conforme o circuito elétrico abaixo. (A) apagam-se as duas lâmpadas. (B) o brilho da L1 aumenta e o da L2 permanece o mesmo. (C) o brilho da L2 aumenta e o da L1 permanece o mesmo. (D) o brilho das duas lâmpadas aumenta. (E) o brilho das duas lâmpadas permanece o mesmo. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Chave aberta --- como as lâmpadas são idênticas, a tensão V em cada lâmpada é a mesma --- chave fechada --- como a tensão em L2 continua a mesma, a tensão em L1também será a mesma e as duas lâmpadas continuarão com o mesmo brilho --- Quando a chave S é fechada, a(s) (A) lâmpadas L1, L2 e L3 brilham com a mesma intensidade. (B) corrente elétrica que flui em L1 é o dobro da que flui em L2. (C) correntes elétricas que fluem nas lâmpadas L2 e L3 são diferentes. (D) lâmpadas L1, L2 e L3 estão submetidas ao mesmo potencial, E, da bateria. (E) potência elétrica dissipada por L2 é maior do que a potência elétrica dissipada por L1 RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: (A)Falsa --- L1 é percorrida por corrente maior que a de L2 e de L3 e brilha coma maior intensidade (i1=i2 + i3) (B)Correta --- sendo as lâmpadas idênticas --- i2=i3=i --- i1=i2 + i3 --- i1=i + i --- i1=2i e i2=i (C)Falsa --- são iguais (D)Falsa --- apenas L2 e L3 estão submetidas ao mesmo potencial (E)Falsa --- a potência dissipada por L1 é maior que a dissipada por L2, pois L1 é percorrida por maior corrente 214. (UEL-PR) No gráfico a seguir estão representadas as curvas características de um gerador e de um receptor. A f.e.m. do gerador e a resistência interna do receptor valem, respectivamente: (A) 10V e 0,1 Ω (B) 10V e 1 Ω (C) 20V e 0,1 Ω (D) 40V e 1 Ω (E) 40V e 0,1 Ω RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: O gráfico do gerador é o da reta descendente --- icc=20A --icc=E/r --- 20=E/r --- E=20r --- Equação do gerador --- quando 212. (MACKENZIE-2009) No laboratório de Física, um aluno observou que ao fechar a chave ch do circuito a seguir, o valor da tensão nos terminais do gerador passa a ser 3 vezes menor. Analisando esse fato, o aluno determinou que a resistência interna do gerador vale: (A) 4 Ω (B) 6 Ω (C) 8 Ω (D) 10 Ω (E) 12 Ω RESOSTA: E RESOLUÇÃO: Do enunciado --- U=E/3 --- E=3U --- U=R.i --- U=6i --- E=3.U -- E=3.6i=18i --- equação do gerador --- U=E – r.i --- 6i= 18i – r.i --- r=12Ω --- i=10A – U=20V --- U=E – r.i --- 20=E – r.10 --- 20=20r – 10r --r=2Ω --- E=20r=20.2 --- E=40V O gráfico do receptor é o da reta ascendente --- observe que E’=10V --- quando 1=10A – U=20V --- equação do receptor --- 53 Considerando que esses elementos fossem arranjados conforme o circuito da figura, assinale a alternativa que indica o valor correto para a diferença de potencial entre os pontos a e b [Uab ou ( Va – Vb )]: (A) – 3,0V (B) 3,0V (C) 10 ,0 V (D) 6,0V (E) – 10,0V RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: Percorrendo a malha I no sentido horário a partir de a, retornando a a e igualando a zero --- 6i’ + 12 + 3i -6 + 3i=0 --- U=E’ + r’.i --- 20=10 +r’.10 --- r’=10/10 --- r’=1Ω --215. (ITA-SP) No circuito da figura têm-se as resistências R, R1 e R2, e as fontes V1 e V2, aterradas. A corrente i é: (A) (B) (C) i’ + i = -1 (1) --- Percorrendo a malha II no sentido horário a partir de a, retornando a a e igualando a zero --- 3i’’ + 12 +3i’’ -12 6i’=0 --- 6i’’ – 6i’=0 --- i’’=i’ --- i=i’ + i’’ --- i=i’ + i’ --- i=2i’ --substituindo i=2i’ em (1) --- i’ + 2i’= -1 --- 3i’=-1 --- i’= -1/3 A ( sentido correto é de b para (A) --- Uab=Va – Vb=-6i’ + 12=-6(1/3) +12 --- Uab=10V --- (D) 217. (UFMG-MG) No circuito esquematizado a seguir, o amperímetro ideal indica uma corrente de intensidade 2,0A. O valor da resistência R da lâmpada, em ohms, é igual a: (E) RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Todas as partes aterradas (ligadas ao solo) possuem o mesmo potencial (pontos S) --- colocando as correntes i1 e i2 --- (A) 10 (B) 12 (C) 8 (D) 15 (E) 20 RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Colocando as correntes --- percorrendo a malha I no sentido horário a partir de P, retornar a P e igualar a zero --- 9i + 2i -48 i=i1 + i2 (1) --- percorrendo no sentido horário a malha I, a partir de P, retornando a P e igualando a zero --- Ri – V1 + R1i1=0 --V1=R1i1 + Ri (2) --- percorrendo no sentido horário a malha II, a partir de P, retornando a P e igualando a zero --- -R2i2 + V2 – Ri=0 --- V2=R2i2 + Ri (3) --- isolando i1 em (2) --- i1= (V1 – Ri)/R1 --- isolando i2 em (3) --- i2=(V2 – Ri)/R2 --- em (1) --i= i1 + i2 --- i= i1= (V1 – Ri)/R1 + (V2 – Ri)/R2 --- i=(V1R2 + V2R1)/(R1R2 + RR2 + RR1) --216. (UEL-PR) Dados cinco resistores ôhmicos, sendo quatro resistores R1 = 3 Ω e um resistor R2 = 6 Ω e três baterias ideais, sendo E1= 6,0V e E2=E3=12,0V. +1.i + 12 + 10i’=0 --- 9.2 + 2.2 – 48 +1.2 + 12 + 10i’=0 --- 18 + 4 48 +2 + 12 + 10i’=0 --- 10i’=12 --- i’=1,2 A --- i=i’ + i’’ --54 2=1,2 + i’’ --- i’’=0,8 A --- percorrendo a malha II no sentido horário a partir de P, retornar a P e igualar a zero --- 10i’ + Ri’’=0 --- 10.1,2 + R.0,8=0 --- R=12/0,8 --- R=15Ω --- 220. (ITA)No circuito desenhado abaixo, tem-se duas pilhas de 1,5V cada, de resistências internas desprezíveis, ligadas em série, fornecendo corrente para três resistores com os valores indicados. Ao circuito estão ligados ainda um voltímetro e um amperímetro de resistências internas, respectivamente, muito alta e muito baixa. As leituras desses instrumentos são, respectivamente: 218. (UFA(C)Na bateria de um veículo existem as seguintes características: 12 V; e, 60 A.h (Ampère-hora). Os quatro faróis deste veículo foram deixados acesos. A potência da lâmpada de cada farol é de 60 W. Quanto tempo depois de acesos a bateria poderá descarregar completamente? (A) 1 h (B) 2 h (C) 4 h (D) 3 h (E) 12 h RESPOSTA: d RESOLUÇÃO: (A) 1,5V e 0,75A. (B) 1,5V e 1,5A. (C) 3,0V e 0A. (D) 2,4V e 1,2A. (E) outros valores que não os mencionados. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: 219. (FUVEST-SP) Uma bateria possui força eletromotriz ε e resistência interna Ro. Para determinar essa resistência, um voltímetro foi ligado aos dois pólos da bateria, obtendo-se Vo = ε (situação I). Em seguida, os terminais da bateria foram conectados a uma lâmpada. Nessas condições, a lâmpada tem resistência R = 4 Ω e o voltímetro indica VA (situação II), de tal forma que Vo / VA = 1,2. Dessa experiência, conclui-se que o valor de Ro é 221. (ITA-82) As duas baterias da figura estão ligadas em oposição. Suas f. e. m. e resistências internas são respectivamente: 18,0 V e 2,00 Ω. Sendo I a corrente no circuito, Vab a tensao Va - Vb e Pd a potencia total dissipada podemos afirmar que: (A) 0,8 Ω (B) 0,6 Ω (C) 0,4 Ω (D) 0,2 Ω (E) 0,1 Ω RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: (A) (B) (C) (D) (E) 55 i = 9,00 A; Vab = -10,0 V; Pd = 12,0 W i = 6,00 A; Vab = 10,0 V; Pd = 96,0 W i = 4,00 A; Vab = -10,0 V; Pd = 16,0 W i = 4,00 A; Vab = -10,0 V; Pd = 48,0 W i = 4,00 A; Vab = 24,0 V; Pd = 32,0 W RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: A equação do gerador é: U ε r i U 1,5 0,05 1 1,5 0,05 U 1,45 V. 224. (Epcar (Afa) 2012-MODIFICADA) Um estudante dispõe de 40 pilhas, sendo que cada uma delas possui fem igual a 1,5 V e resistência interna de 0,25 Ω. Elas serão associadas e, posteriormente, ligadas num resistor de imersão de resistência elétrica igual a 2,5 Ω. Desejando-se elevar a temperatura em 10°C de 1000 g de um líquido cujo calor específico é igual a 4,5 J/g°C no menor tempo possível, este estudante montou uma associação utilizando todas as pilhas. Sendo assim, o tempo de aquecimento do líquido, em minutos, foi, aproximadamente, igual a (A) 5 (B) 8 (C) 12 (D) 15 (E) 20 RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: O circuito abaixo é uma possibilidade de ligação entre os geradores. 222. (Cesgranrio-RJ) O esquema representa o trecho de um circuito elétrico. A seu respeito, sabe-se que: R1 = 300 Ω, R2 = 400 Ω,i1 = 0,12 A, e que a ddp entre A e B é nula. Assim, a intensidade da corrente elétrica que percorre R3 vale, em ampères: (A) zero (B) 0,03 (C) 0,04 (D) 0,21 (E) 0,28 RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: O circuito equivalente mostrado abaixo tem como fem equivalente nε e resistência equivalente r ' A i corrente nε através 40nε do nr n2r 40 / n 40 resistor R i n2r n2r 40R R n =1 i 0,6A 40 40nx1,5 60n 0,25n2 40x2,5 0,25n2 100 n =2 i 1,2A n = 4 i 2,3A n = 5 i 2,8A n = 8 i 4,1A n =10 i 4,8A n = 20 i 6,0A 223. (Espcex (Aman) 2013) A pilha de uma lanterna possui uma força eletromotriz de 1,5V e resistência interna de 0,05 Ω O valor da tensão elétrica nos polos dessa pilha quando ela fornece uma corrente elétrica de 1,0A a um resistor ôhmico é de (A) 1,45 V (B) 1,30 V (C) 1,25 V (D) 1,15 V (E) 1,00 V 56 será: n =40 i 4,8A Para que o aquecimento se faça no menor tempo possível, é preciso que a corrente seja a maior possível. Sendo assim i = 6,0 A P Q mcΔθ mcΔθ 1000x4,5x10 Ri2 Δt 500s 8,3min Δt Δt Ri2 2,5x62 225. (Uel 2012) As baterias de íon-lítio equipam atualmente vários aparelhos eletrônicos portáteis como laptops, máquinas fotográficas, celulares, entre outros. As baterias desses aparelhos são capazes de fornecer 1000 mAh (mil mili Ampère hora) de carga. -19 Sabendo-se que a carga de um elétron é de 1,60 C, assinale a alternativa que representa corretamente o número de elétrons que fluirão entre os eletrodos até que uma bateria com essa capacidade de carga descarregue totalmente. -18 (A) 0,62 . 10 -16 (B) 1,60 . 10 13 (C) 5,76 . 10 21 (D) 3,60 . 10 22 (E) 2,25 . 10 RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: 3 –3 –19 Dados: Q = 1000 mAh = 10 10 Ah = 1 Ah; e = 1,610 C. Da definição de corrente elétrica: Q i t Q i t A s C A h A 3.600 s 3.600 A s Aplicando as leis Kirchoff: Nó D: i1 i2 i3 Malha CDBC: 10 i1 10 i2 30 0 i1 i2 3 (I) em (II): i2 i3 i2 3 2 i2 i3 3 II. III. Malha ABCDA: 10 i2 10 i3 10 0 i2 i3 1 1 A h 3.600 C. IV . Somando (III) e (IV): 2 i2 i3 3 III i2 i3 1 IV A carga acumulada na bateria é: Q 1 Ah 3.600 C. Mas qualquer quantidade de carga é um número (n) inteiro de vezes a carga elementar (e). Então: Q 3.600 3,6 103 Q ne n 19 e 1,6 10 1,6 1019 I 3 i2 2 i2 2 A. 3 Substituindo em (IV): i2 1 i3 2 1 i3 3 i3 5 . 3 Malha CABC: n 2,25 1022. 10 i4 10 30 0 10 i4 40 i4 4 A. Voltando em (I): 226. (Ita 2013) Considere o circuito elétrico mostrado na figura formado por quatro resistores de mesma resistência, R = 10 Ω e dois geradores ideais cujas respectivas forças eletromotrizes são ε1 = 30V e ε2 = 10V Pode-se afirmar que as correntes i1, i2, i3 e i4 nos trechos indicados na figura, em ampères, são respectivamente de i1 i2 i3 i1 2 5 3 3 i1 7 A. 3 FÍSICA III 227. (Ufpr 2012) Um próton movimenta-se em linha reta paralelamente às linhas de força de um campo elétrico uniforme, conforme mostrado na figura. Partindo do repouso no ponto 1 e somente sob ação da força elétrica, ele percorre uma distância de 0,6 m e passa pelo ponto 2. Entre os pontos 1 e 2 há uma diferença de potencial V igual a 32 V. Considerando a massa do próton igual a 1,6 1027 kg e sua carga igual a 1,6 1019 C , assinale a alternativa que apresenta corretamente a velocidade do próton ao passar pelo ponto 2. (A) 2, 2/3, 5/3 e 4. (B) 7/3, 2/3, 5/3 e 4. (C) 4, 4/3, 2/3 e 2. (D) 2, 4/3, 7/3 e 5/3. (E) 2, 2/3, 4/3 e 4. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Redesenhando o circuito, já com os dados. (A) 2,0 104 m/s 4,0 104 m/s (C) 8,0 104 m/s (B) (D) 1,6 105 m/s (E) 57 3,2 105 m/s RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: Usando o conceito de ddp e o teorema do trabalho-energia cinética, temos: 1 2 W12 EC2 EC! 2 mv 1 1 qV12 mv 2 qV12 mv 2 q q q 2 2 τ1,2,3,4,1 τ1,2 19 II. Correta. V1 V2 V12 v 2 1,6 10 τ1,2 Q V V 0 τ1,2 0 1 2 Fel F 1,2,3,4,1 Q V1 V1 0 τ1,2,3,4,1 0 τ F Fel 32 1,6 1027 8,0 104 m / s F F τ1,2 0 F 2,3 2,3 2,3 τ τ Q V2 V3 τ Q V3 V2 F Fel F 228. (Ita 2012) A figura mostra uma região espacial de campo elétrico uniforme de modulo E = 20 N/C. Uma carga Q = 4 C é deslocada com velocidade constante ao longo do perímetro do quadrado de lado L = 1 m, sob ação de uma força Como: Q 0 V3 V2 F igual e contrária à força coulombiana que atua na carga Q. Considere, então, as seguintes afirmações: τ2,3 0 τ2,3 τ1,2 F F F III. Correta. τ4,1 τ4,1 Q V V τ 4,1 Q V V 4 1 1 4 F Fel F 2,3 2,3 2,3 τ τ Q V2 V3 τ Q V3 V2 Fel F F Mas: I. V1 V2 V4 V3 O trabalho da força F para deslocar a carga Q do ponto 1 para 2 é o mesmo do despendido no seu deslocamento ao longo do caminho fechado 1-2-3-4-1. II. F e sentidos opostos F = -Fel . • O trabalho da resultante é nulo em qualquer dos deslocamentos F = - τF el F (A) C = C0 (B) C > 4C0 (C) 0 < C < C0 (D) C0 < C < 2C0 (E) 2C0 < C < 4C0 RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Sem as duas placas, a distância entre as armaduras do capacitor é d = 3 h, e a capacitância é C0. Com a introdução das placas metálicas (condutoras), o campo elétrico no interior de cada uma delas é nulo. A distância (d) equivalente entre as armaduras passa a ser d = 3 h – 2 h = h, e a capacitância passa a ser C. A figura ilustra a situação com as placas metálicas entre as armaduras do capacitor. elétrica Fel e a força mencionada F têm mesma intensidade τ F 229. (Ita 2012) Um capacitor de placas paralelas de área A e distância 3h possui duas placas metálicas idênticas, de espessura h e área A cada uma. Compare a capacitância C deste capacitor com a capacitância C0 que ele teria sem as duas placas metálicas. III. É nula a soma do trabalho da força F para deslocar a carga Q de 2 para 3 com seu trabalho para deslocá-la de 4 para 1. Então, pode-se afirmar que (A) todas são corretas. (B) todas são incorretas. (C) apenas a II é correta. (D) apenas a I é incorreta. (E) apenas a II e III são corretas RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: Dados: E = 20 N/C; Q = 4 C. Considerações: – Como se trata de movimentos com velocidade é constante: • A resultante das forças é nula em qualquer ponto. Assim a força F τ 4,1 τ2,3 0 O trabalho de F para deslocar a carga Q de 2 para 3 é maior que o para deslocá-la de 1 para 2. V1 V4 V3 V2 τ 4,1 τ2,3 . – Quanto aos potenciais elétricos: Os pontos 1 e 2 estão na mesma superfície equipotencial: V1 = V2. Os pontos 3 e 4 estão na mesma superfície equipotencial: V3 = V4. No sentido do campo elétrico o potencial elétrico é decrescente. Então: V3 = V4 > V1 = V2. Analisando cada uma das afirmações. Correta.Os pontos 1 e 2 estão na mesma superfície equipotencial: Aplicando a expressão da capacitância para capacitor plano às 58 duas situações: ε0 A (I) C0 ε0 A 3 h C d ε0 A C h (II) 2 C0 C 4 C0 . ε0 A 3 h C C0 h ε0 A (A) O campo elétrico entre a superfície interna e a externa da esfera metálica é uniforme e constante. (B) As cargas positivas migram para a Terra quando um fio condutor conecta a esfera metálica à Terra. (C) O potencial elétrico de um ponto da superfície externa da esfera metálica é maior do que o potencial elétrico no centro desta esfera. (D) As cargas se acumulam na esfera, enquanto a intensidade do campo elétrico gerado por essas cargas é menor do que a rigidez dielétrica do ar. (E) As duas pontas de uma lâmina de alumínio dobrado ao meio e fixa na parte interna da esfera metálica exercem entre si força de repulsão eletrostática. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: As cargas vão acumulando-se na parte externa da esfera provocando um campo elétrico cada vez maior. A d.d.p. entre a esfera e a Terra tende a aumentar até romper a rigidez dielétrica do ar, havendo, portanto, uma descarga elétrica entre a esfera e a Terra. O que acontece com os relâmpagos é semelhante. C 3 C0 230. (Ifsp 2011) Na figura a seguir, são representadas as linhas de força em uma região de um campo elétrico. A partir dos pontos A, B, C, e D situados nesse campo, são feitas as seguintes afirmações: I. A intensidade do vetor campo elétrico no ponto B é maior que no ponto C. II. O potencial elétrico no ponto D é menor que no ponto C. III. Uma partícula carregada negativamente, abandonada no ponto B, se movimenta espontaneamente para regiões de menor potencial elétrico. IV. A energia potencial elétrica de uma partícula positiva diminui quando se movimenta de B para A. É correto o que se afirma apenas em (A) I. (B) I e IV. (C) II e III. (D) II e IV. (E) I, II e III. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Analisando cada uma das afirmações: I. Correta. Quanto mais concentradas as linhas de força, mais intenso é o campo elétrico. II. Falsa. No sentido das linhas de força o potencial elétrico é decrescente, portanto VD > VC. III. Falsa. Partículas com carga negativa sofrem força em sentido oposto ao do vetor campo elétrico, movimentando-se espontaneamente para regiões de maior potencial elétrico. IV. Correta. Partículas positivamente carregadas movimentam-se espontaneamente no mesmo sentido dos menores potenciais, ganhando energia cinética, consequentemente, diminuindo sua energia potencial. 232. (Upe 2011) Considere três cargas elétricas puntiformes, positivas e iguais a Q, colocadas no vácuo, fixas nos vértices A, B e C de um triângulo equilátero de lado d, de acordo com a figura a seguir: A energia potencial elétrica do par de cargas, disponibilizadas nos vértices A e B, é igual a 0,8 J. Nessas condições, é correto afirmar que a energia potencial elétrica do sistema constituído das três cargas, em joules, vale (A) 0,8 (B) 1,2 (C) 1,6 (D) 2,0 (E) 2,4 RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Observe a figura abaixo. 231. (Uesc 2011) A figura representa o esquema de funcionamento de um gerador eletrostático. Cada par de cargas armazena uma energia potencial de 0,8J. Utotal 3Upar 3x0,8 2,4J 233. (Ufrgs 2011) Considere uma casca condutora esférica eletricamente carregada e em equilíbrio eletrostático. A respeito dessa casca, são feitas as seguintes afirmações. I. A superfície externa desse condutor define uma superfície equipotencial. Com base na figura e nos conhecimentos sobre as propriedades físicas oriundas de cargas elétricas em repouso, é correto afirmar: 59 -6 II. O campo elétrico em qualquer ponto da superfície externa do condutor é perpendicular à superfície. III. O campo elétrico em qualquer ponto do espaço interior à casca é nulo. Quais estão corretas? (A) Apenas I. (B) Apenas II. (C) Apenas I e III. (D) Apenas II e III. (E) I, II e III RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: I. Correto: o potencial de qualquer ponto da casca pode ser calculado como se ela estivesse no centro. Sendo assim, todos os pontos têm o mesmo potencial V (A) 625 x 10 J. -6 (B) 225 x 10 J. -6 (C) 25 x 10 J. -6 (D) 50 x 10 J. -6 (E) 75 x 10 J. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: A ddp no capacitor é V 1 2 25V A energia armazenada é dada pela expressão 1 1 U CV 2 2 106 252 625 106 J 2 2 236. (Ita 2011) Uma diferença de potencial eletrostático V e estabelecida entre os pontos M e Q da rede cúbica de capacitores idênticos mostrada na figura. kQ . R II. Correto: o campo é tangente à linha de força que, por sua vez, é perpendicular à equipotencial (superfície). III. Correto: no interior da casca temos um somatório de pequenos campos que se anulam. 234. (UFV-MG) Durante uma tempestade, um raio atinge um ônibus que trafega por uma rodovia. Pode-se afirmar que os passageiros: A diferença de potencial entre os pontos N e P é (A) V/2. (B) V/3. (C) V/4. (D) V/5. (E) V/6. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: As figuras mostram uma sequência de simplificações do circuito dado. (A) não sofrerão dano físico em decorrência desse fato, pois os pneus de borracha asseguram o isolamento elétrico do ônibus. (B) serão atingidos pela descarga elétrica, em virtude da carroceria metálica ser boa condutora de eletricidade. (C) serão parcialmente atingidos, pois a carga será homogeneamente distribuída na superfície interna do ônibus. (D) não sofrerão dano físico em decorrência desse fato, pois a carroceria metálica do ônibus atua como blindagem. (E) não serão atingidos, pois os ônibus interurbanos são obrigados a portar um para-raios em sua carroceria. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: A carroceria metálica do ônibus impede que as cargas na superfície externa interfiram nos objetos interiores (blidagem eletrostática). Sendo C a capacitância de cada capacitor, vamos calcular a capacitância equivalente da associação. Da Fig. 3: 235. (Ufpr 2011) Capacitores são dispositivos que podem armazenar energia quando há um campo elétrico em seu interior, o qual é produzido por cargas elétricas depositadas em suas placas. O circuito ao lado é formado por um capacitor C de capacitância 2F e por duas fontes de fem, consideradas ideais, com 1 = 10 V 1 1 1 1 Ceq 3C 6C 3C 1 2 1 2 5 Ceq 6C 6C Na Fig.3: Q = CNP VNP (I). Na Fig 4: Q = CMQ V (II) Igualando (I) e (II) e substituindo valores, vem: e 2 = 15 V. CNP VNP = CMQ V 6 C VNP VNP Assinale a alternativa correta para a energia elétrica armazenada no capacitor C. 60 V . 5 6 CV 5 Ceq 6 C 5 237. (Ita 2011) No circuito ideal da figura, inicialmente aberto, o capacitor de capacitância CX encontra-se carregado e armazena uma energia potencial elétrica E. O capacitor de capacitância CY = 2CX está inicialmente descarregado. E’ = Q2 . (VII) 6 CX Fazendo a razão entre (VII) e (I): 2 CX E' Q2 E 6 CX Q2 E E' 1 E’ = . 3 E 3 2ª Solução: Q2 (I). 2 CX E Quando a chave é aberta, a carga Q distribui-se pelos dois capacitores até que os potenciais se igualem. Os dois capacitores ficam, então, em paralelo. A capacitância equivalente é: Ceq = CX + CY = CX + 2 CX = Ceq = 3 CX. Após fechar o circuito e este alcançar um novo equilíbrio, pode-se afirmar que a soma das energias armazenadas nos capacitores é igual a (A) 0. (B) E /9. (C) E/3. (D) 4E/9. (E) E. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: A energia armazenada na associação é: E’ = Q2 Q2 2 Ceq 2 3CX E' Q2 (II). 6 CX Dividindo (II) por (I): Q2 2 CX 1 E' E 6 CX 3 Q2 E' E . 3 TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: Quando um rolo de fita adesiva é desenrolado, ocorre uma transferência de cargas negativas da fita para o rolo, conforme ilustrado na figura a seguir. 1ª solução: Na Fig. 1, o capacitor Y está descarregado e o capacitor X está carregado com carga Q. A energia armazenada (E) é: E Q2 (I). 2 CX Na Fig. 2, a chave foi fechada. A carga total divide-se entre os capacitores até que os potenciais se igualem. Então: UX UY (II). QX QY Q (III). Quando o campo elétrico criado pela distribuição de cargas é maior que o campo elétrico de ruptura do meio, ocorre uma descarga elétrica. Foi demonstrado recentemente que essa descarga pode ser utilizada como uma fonte econômica de raiosX. Da definição de capacitância: Q C U Q U (IV) . C Substituindo (IV) em (II) e notando que CY = 2 CX, vem: Q X QY C X CY QX QY CX 2 CX 238. (Unicamp 2011-MODIFICADA) No ar, a ruptura dielétrica ocorre 6 para campos elétricos a partir de E = 3,0 x 10 V/m . Suponha que ocorra uma descarga elétrica entre a fita e o rolo para uma diferença de potencial V = 9 kV. Nessa situação, pode-se afirmar que a distância máxima entre a fita e o rolo vale (A) 3 mm. (B) 27 mm. (C) 2 mm. (D) 37 nm. (E) 47 nm. RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: 6 3 Dados: E = 3 10 V/m; V = 9 kV = 9 10 V. Como esse campo elétrico pode ser considerado uniforme, podemos escrever: QY = 2 QX (V). Substituindo (V) em (III): QX + 2 QX = Q Q X Q (VI). 3 (VI) em (V): QY = 2 Q . 3 A nova energia potencial armazenada no equilíbrio é: E’ = EX + EY Q 3 2Q 3 2 E' E' Q2X 2 CX Q2Y 2 CY E' 4 Q2 6 Q2 Q2 18 C X 36 C X 36 C X 2 CX 2 2 2 CX Ed = V d 61 V 9 103 –3 = 3 10 m d = 3 mm. E 3 106 239. (Unicamp 2011-MODIFICADA) Para um pedaηo da fita de αrea A = −4 2 5,0Χ10 m mantido a uma distβncia constante d = 2,0 mm do rolo, a quantidade de cargas acumuladas ι igual a Q = CV , sendo V a diferenηa de potencial entre a fita desenrolada e o rolo e C ε0 A d Supondo que cada gotícula contenha cinco elétrons em excesso, ficando em equilíbrio entre as placas separadas por d = 1,50 cm e submetendo-se a uma diferença de potencia VAB = 600 V, a massa de cada gota vale, em kg: -15 C . Nesse caso, a Vm em que ε0 9,0x1012 (A) 1,6.10 . -15 (B) 3,2.10 . -15 (C) 6,4.10 . -15 (D) 9,6.10 . -15 (E) 12,8.10 . RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: –2 –19 Dados: d = 1,5 cm = 1,510 m; VAB = 600 V; e = 1,610 C; n = 5. O campo elétrico entre as placas é uniforme: −9 diferenηa de potencial entre a fita e o rolo para Q = 4,5Χ10 C ι de 2 (A) 1,2×10 V. −4 (B) 5,0×10 V. 3 (C) 2,0×10 V. −20 (D) 1,0×10 V. −20 (E) 2,0×10 V. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: –4 2 –3 –12 Dados: A = 5,0 10 m ; d = 2 mm = 2 10 ; 0 9 10 Ed VAB C ; V m 9 1012 5 10 4 A força elétrica equilibra o peso da gota. Felét P qE mg neE mg A (I) Q d C ε0 A (I) em II Q ε0 V V . d d ε0 A Q C V (II) Substituindo valores: 4,5 109 2 103 VAB 600 d 1,5 102 E 4 104 V / m. –9 Q = 4,5 10 C. Combinando as expressões dadas: V E m neE 5 1,6 10 19 4 104 g 10 m 3,2 10 15 kg. 3 V = 2,0 10 V. 241. (Ita 2010) TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Os Dez Mais Belos Experimentos da Física A edição de setembro de 2002 da revista Physics World apresentou o resultado de uma enquete realizada entre seus leitores sobre o mais belo experimento da Física. Na tabela abaixo são listados os dez experimentos mais votados. 1) Experimento da dupla fenda de Young, realizado com elétrons. 2) Experimento da queda dos corpos, realizada por Galileu. 6) Experimento com a balança de torsão, realizada por Cavendish. 7) Medida da circunferência da Terra, realizada por Erastóstenes. 3) Experimento da gota de óleo. 8) Experimento sobre o movimento de corpos num plano inclinado, realizado por Galileu. 4) Decomposição da luz solar com um prisma, realizada por Newton. 9) Experimento de Rutherford. 5) Experimento da interfere-ncia da luz, realizada por Young. 10) Experiência do pêndulo de Foucault. Uma esfera condutora de raio R possui no seu interior duas cavidades esféricas, de raio a e b, respectivamente, conforme mostra a figura. No centro de uma cavidade há uma carga puntual qa e no centro da outra, uma carga também puntual q b,cada qual distando do centro da esfera condutora de x e y, respectivamente. E correto afirmar que 2 2 (A) a força entre as cargas qa e qb é k0qaqb/(x + y – 2xy cos θ). (B) a força entre as cargas qa e qb é nula. (C) não é possível determinar a força entre as cargas, pois não há dados suficientes. (D) se nas proximidades do condutor houvesse uma terceira carga, qc, esta não sentiria força alguma. (E) se nas proximidades do condutor houvesse uma terceira carga, qc, a força entre qa e qb seria alterada. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: Devido à blindagem eletrostática, o vetor campo elétrico no interior de cada uma das cavidades é nulo. Logo, a força entre as cargas qa e qb também é nula. 240. (Ueg 2011-MODIFICADA) Embora as experiências realizadas por Millikan tenham sido muito trabalhosas, as ideias básicas nas quais elas se apoiam são relativamente simples. Simplificadamente, em suas experiências, R. Millikan conseguiu determinar o valor da carga do elétron equilibrando o peso de gotículas de óleo eletrizadas, colocadas em um campo elétrico vertical e uniforme, produzido por duas placas planas ligadas a uma fonte de voltagem, conforme ilustrado na figura abaixo. 242. (Upe 2010) Um condutor esférico em equilíbrio eletrostático, representado pela figura a seguir, tem raio igual a R e está eletrizado com carga Q. 62 Analise as afirmações que se seguem: I. No ponto A, o campo elétrico e o potencial elétrico são nulos. II. Na superfície da esfera EB = VB/R III. No ponto C, o potencial elétrico é dado por KQ/R IV. No ponto C distante do ponto A de 2R, tem-se EC = VC/2R (D) energia (E) carga elétrica RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: O elétron-volt é uma unidade de energia. Equivale ao trabalho da força elétrica para acelerar uma partícula com carga igual à carga –19 elementar (q = e = 1,6 10 C) numa ddp de 1 volt. Na eletrostática, a expressão do trabalho da força elétrica é: É CORRETO afirmar que apenas as(a) afirmações(ão) (A) I e III estão corretas. (B) IV está correta. (C) II e IV estão corretas. (D) III e IV estão corretas. (E) II e III estão corretas. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: I. Falso. O campo é nulo. O potencial é igual ao da superfície. WFel q U WFel (1,6 10–19)(1) 1 eV = 1,6 10–19 J. 244. (Mackenzie 2010) Duas cargas elétricas puntiformes, q1 = 3,00 μC e q2 = 4,00 μC, encontram-se num local onde 9 2 2 k = 9 . 10 N.m /C . Suas respectivas posições são os vértices dos ângulos agudos de um triângulo retângulo isósceles, cujos catetos medem 3,00 mm cada um. Ao colocar-se outra carga puntiforme, q3 = 1,00 μC, no vértice do ângulo reto, esta adquire uma energia potencial elétrica, devido à presença de q1 e q2, igual a (A) 9,0 J (B) 12,0 J (C) 21,0 J (D) 25,0 J (E) 50,0 J RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: –6 –6 Dados: q1 = 3,00 C = 3,00 10 C; q2 = 4,00 C = 4,00 10 C; q3 –6 = 1,00 C = 1,00 10 C; 9 2 –3 k = 9 10 N.m /C; r = 3 mm = 3 10 m. A figura abaixo ilustra a situação descrita. kQ EB V kQ R 1 2R2 EB B II. Falso kQ VB 2R2 kQ 2R 2R VB R EB III. Verdadeiro. È igual ao da superfície IV. Verdadeiro. kQ EC V kQ 2R 1 4R2 EC C kQ VC 4R2 kQ 2R 2R VC 2R EC 243. (Pucsp 2010) “Acelerador de partículas cria explosão inédita e consegue simular o Big Bang A energia potencial elétrica adquirida pela carga q3 é devida à presença de q1 e q2. EPot3 EPot31 EPot32 9 109 10 6 3 10 3 21 J. EPot3 EPot3 k q3 q1 kq3 q2 kq3 q1 q2 r r r 9 109 10 6 3 10 6 4 10 6 7 10 6 3 10 3 245. (Ufrgs 2010) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto a seguir, na ordem em que aparecem. Na figura que segue, um próton (carga +e) encontra-se inicialmente fixo na posição A em uma região onde existe um campo elétrico uniforme. As superfícies equipotenciais associadas a esse campo estão representadas pelas linhas tracejadas. GENEBRA – O Grande Colisor de Hadrons (LHC) bateu um novo recorde nesta terça-feira. O acelerador de partículas conseguiu produzir a colisão de dois feixes de prótons a 7 tera-elétron-volts, criando uma explosão que os cientistas estão chamando de um ‘Big Bang em miniatura’”. A unidade elétron-volt, citada na materia de O Globo, refere-se à unidade de medida da grandeza física: (A) corrente (B) tensão (C) potencia 63 ponto A de um campo elétrico uniforme, no qual o potencial elétrico é 300 V. Essa partícula adquire movimento e se choca em B, com um anteparo rígido. Sabendo-se que o potencial elétrico do ponto B é de 100 V, a velocidade dessa partícula ao se chocar com o obstáculo é de (A) 4 m/s (B) 5 m/s (C) 6 m/s (D) 7 m/s (E) 8 m/s RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: -3 -5 Dados: m = 1 g = 10 kg; q = 40 C = 410 C; VA = 300 V e VB = 100 V. Aplicando o Teorema da Energia Cinética a essa situação: Fel = ECin (VA – VB) q = Na situação representada na figura, o campo elétrico tem módulo................. e aponta para .............., e o mínimo trabalho a ser realizado por um agente externo para levar o próton até a posição B é de............... . (A) 1000 V/m direita -300 eV (B) 100 V/m direita -300 eV (C) 1000 V/m direita +300 eV (D) 100 V/m esquerda -300 eV (E) 1000 V/m esquerda +300 eV RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: Dados: distância entre as superfícies: dAB = 0,3 m; diferença de potencial entre as superfícies: UAB = (500 – 200) = 300 V. Carga do próton: q = e. A figura mostra as linhas de força, sempre perpendiculares às superfícies equipotenciais, e o sentido do vetor campo elétrico, o mesmo das linhas de força. mv 2 v 2 2(VA VB )q m 2(300 100)4 105 16 4 m/s. 103 247. (Ufal 2010) Um canhão de elétrons lança um elétron em direção a outros dois elétrons fixos no vácuo, como mostra a figura. Considere que o elétron lançado se encontra apenas sob a ação das forças elétricas dos elétrons fixos. Sabendo que o elétron lançado atinge velocidade nula exatamente no ponto médio entre os elétrons fixos, qual a velocidade do elétron quando ele se encontra a 2 3 cm deste ponto (ver figura)? Considere: 9 2 2 constante eletrostática no vácuo = 9 × 10 Nm /C ; massa do −31 −19 elétron = 9 × 10 kg; carga do elétron = −1,6 × 10 C. O módulo do vetor campo elétrico (E) é dado por: E dAB = UAB (A) 160 m/s (B) 250 m/s (C) 360 m/s (D) 640 m/s (E) 810 m/s RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: 9 2 2 −31 −19 Dados: k = 9 × 10 N.m /C ; m = 9 × 10 kg; q = −1,6 × 10 C; b = –2 2 cm = 2 × 10 m; vB = 0. U 300 E = AB = E = 1.000 V/m. dAB 0,3 No sentido do vetor campo elétrico, o potencial elétrico é decrescente. Portanto, para a direita, como indica a figura. O trabalho mínimo de um agente externo para levar o próton de A até B ocorre quando ele chega em B com velocidade nula, ou seja, a variação da energia cinética é nula. Pelo teorema da energia cinética, o somatório dos trabalhos é igual à variação da energia cinética. Desprezando ações gravitacionais, apenas a força elétrica e essa tal força externa realizam trabalho. AB AB WFel WFext ECAB |q| E d + WFAB = 0 WFAB = – e (1.000) (0,3) WFAB = – 300 eV. 246. (Mackenzie 2010) Uma partícula de massa 1 g, eletrizada com carga elétrica positiva de 40 μC, é abandonada do repouso no 64 Aplicando Pitágoras no triângulo ABC: 2 2 2 2 a =b +c a = 2 3 2 as duas camadas fazem contato exatamente naquele ponto. A mudança no campo elétrico é percebida, e as coordenadas do ponto de contato são calculadas pelo computador. - No segundo sistema, uma camada que armazena carga elétrica é colocada no painel de vidro do monitor. Quando um usuário toca o monitor com seu dedo, parte da carga elétrica é transferida para o usuário, de modo que a carga na camada que a armazena diminui. Esta redução é medida nos circuitos localizados em cada canto do monitor. Considerando as diferenças relativas de carga em cada canto, o computador calcula exatamente onde ocorreu o toque. 2 16 a = 4 cm = 4 10 m. –2 2 Calculemos o potencial elétrico (V) nos pontos A e B devido às cargas presentes em C e D. kq 9 109 ( 1,6 1019 ) 2 7,2 108 V. a 4 102 9 109 ( 1,6 1019 ) kq 14,4 108 V. VB = 2 =2 b 2 102 VA = 2 Ignorando a ação de outras forças, a força elétrica é a força resultante. Aplicando, então, o teorema da energia cinética entre os pontos A e B, vem: WFA,B Ecin vA = q(VA – VB) = mvB2 mv 2A 2 2 Disponível em: http://eletronicos.hsw.uol.com.br. Acesso em: 18 set. 2010 (adaptado). O elemento de armazenamento de carga análogo ao exposto no segundo sistema e a aplicação cotidiana correspondente são, respectivamente, (A) receptores — televisor. (B) resistores — chuveiro elétrico. (C) geradores — telefone celular. (D) fusíveis — caixa de força residencial. (E) capacitores — flash de máquina fotográfica. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Dispositivos que armazenam carga elétrica são chamados capacitores ou condensadores. A carga armazenada é descarregada num momento oportuno, como por exemplo, através do filamento de uma lâmpada de máquina fotográfica, emitindo um flash. mv 2A q VA VB 2 2 q VA VB m 2 1,6 1019 7,2 14,4 108 9 1031 = 25.600 v = 160 m/s. 248. (Enem 2010) Duas irmãs que dividem o mesmo quarto de estudos combinaram de comprar duas caixas com tampas para guardarem seus pertences dentro de suas caixas, evitando, assim, a bagunça sobre a mesa de estudos. Uma delas comprou uma metálica, e a outra, uma caixa de madeira de área e espessura lateral diferentes, para facilitar a identificação. Um dia as meninas foram estudar para a prova de Física e, ao se acomodarem na mesa de estudos, guardaram seus celulares ligados dentro de suas caixas. Ao longo desse dia, uma delas recebeu ligações telefônicas, enquanto os amigos da outra tentavam ligar e recebiam a mensagem de que o celular estava fora da área de cobertura ou desligado. Para explicar essa situação, um físico deveria afirmar que o material da caixa, cujo telefone celular não recebeu as ligações é de (A) madeira e o telefone não funcionava porque a madeira não é um bom condutor de eletricidade. (B) metal e o telefone não funcionava devido à blindagem eletrostática que o metal proporcionava. (C) metal e o telefone não funcionava porque o metal refletia todo tipo de radiação que nele incidia. (D) metal e o telefone não funcionava porque a área lateral da caixa de metal era maior. (E) madeira e o telefone não funcionava porque a espessura desta caixa era maior que a espessura da caixa de metal. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: No interior de um condutor (caixa metálica) em equilíbrio eletrostático, as cargas distribuem-se na superfície externa do condutor, anulando o campo elétrico no seu interior. Esse fenômeno é conhecido como blindagem eletrostática. 250. (Upe 2010) No circuito A, considere os três resistores com resistências iguais e, no circuito B, considere os três capacitores com capacitâncias iguais. É CORRETO afirmar que a resistência equivalente é igual a (A) 3R ,e a capacitância equivalente é igual a 3C. (B) R/3, e a capacitância equivalente é igual a 3C. (C) 3R, e a capacitância equivalente é igual a C/3. (D) R/3, e a capacitância equivalente é igual a C/3. (E) R, e a capacitância equivalente é igual a C. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: Os resistores estão em série. Req R 3R Os capacitores estão em série. Ceq 249. (Enem 2ª aplicação 2010) Atualmente, existem inúmeras opções de celulares com telas sensíveis ao toque (touchscreen). Para decidir qual escolher, é bom conhecer as diferenças entre os principais tipos de telas sensíveis ao toque existentes no mercado. Existem dois sistemas básicos usados para reconhecer o toque de uma pessoa: - O primeiro sistema consiste de um painel de vidro normal, recoberto por duas camadas afastadas por espaçadores. Uma camada resistente a riscos é colocada por cima de todo o conjunto. Uma corrente elétrica passa através das duas camadas enquanto a tela está operacional. Quando um usuário toca a tela, 65 C C n 3 251. (Ime 2010) Com a E do gerador e a resistência equivalente do circuito, conseguiremos determinar a corrente total do circuito e, consequentemente, a potência do resistor R1. Resistência equivalente do circuito: R2 em paralelo com R3 Req 2Ω; R1 em série com o conjunto R2 e R3 Req 8 2 10Ω. Substituindo os valores na definição de resistência elétrica: R E 100 10 i 10A i i 2 Potência dissipada pelo resistor R1, por efeito Joule: P R1.i Substituindo os valores na equação: P 8.102 P 800W Com a potência do resistor R1, conseguiremos determinar a energia (Q) transferida para o líquido em funcionamento. Substituindo os valores na definição de potência: Na figura, o frasco de vidro não condutor térmico e elétrico contém 0,20 kg de um líquido isolante elétrico que está inicialmente a 20°C. Nesse líquido está mergulhado um resistor R1 de 8 . A chave K está inicialmente na vertical e o capacitor P C, de 16F , está descarregado. Ao colocar a chave no Ponto A verifica-se que a energia do capacitor é de 0,08 J. Em seguida, comutando a chave para o Ponto B e ali permanecendo durante 5 s, a temperatura do líquido subirá para 26°C. Admita que todo o calor gerado pelo resistor R1 seja absorvido pelo líquido e que o Δt 5s de Q Q 800 Q 4000J Δt 5 Dado no enunciado: 1cal 4,2J Q 952,4 cal Voltando ao início da resolução: Q m.c.ΔT 952,4 200.c.6 c 0,79cal.g1.C1 252. (Cesgranrio 2010) Um sistema tridimensional de coordenadas ortogonais, graduadas em metros, encontra-se em um meio cuja calor gerado nos resistores R2 e R3 não atinja o frasco. Nessas condições, é correto afirmar que o calor específico do líquido, em N m2 cal g1º C1 , é constante eletrostática é 1,3 109 Dado: 1 cal = 4,2 J (A) 0,4 (B) 0,6 (C) 0,8 (D) 0,9 (E) 1,0 RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: A questão está pedindo o calor específico do líquido, que podemos determinar através da equação do calor sensível: Q m.c.ΔT. Onde: apenas três cargas positivas puntiformes Q1, Q2 e Q3, todas com –4 carga igual a 1,44 10 C. Essas cargas estão fixas, respectivamente, nos pontos (0,b,c), (a,0,c) e (a,b,0). Os números a, b e c (c < a < b) são as raízes da 3 2 equação x – 19x + 96x – 144 = 0. Adotando-se o referencial no infinito, o potencial elétrico, em kV, gerado pela carga Q3 no ponto (0,0,c) é (A) 14,4 (B) 15,6 (C) 25,8 (D) 46,8 (E) 62,4 RESPOSTA: A RESOLUÇÃO: –4 9 2 2 Dado: Q3 = 1,44 10 C; k = 1,3 10 N.m ;C . Para o cálculo da distância (L) da carga Q3 ao ponto (0;0;c), que é o ponto (0;0;3), vejamos a figura. c ? cal.g1.º C1 ; ΔT 26 - 20 6°C; m 0,20kg 200g C2 . Nesse meio, há Faltando a quantidade de calor Q dissipada pelo resistor R1, que será determinada na sequência abaixo: Analisando o capacitor C, conseguiremos encontrar a E (f.e.m.) do gerador. Equação da energia potencial elétrica armazenada no capacitor: Ep C. E2 2 Onde: Ep 0,08J; C 16μF 16 1016 F Aplicando Pitágoras: 2 2 2 2 2 L = 4 + 3 + 12 L = 169 L = 13 m. Substituindo os valores na equação: 0,08 16 106. E2 E 100V 2 Calculando o potencial elétrico: V= k Q3 1,3 109 1,44 104 3 V = 14,4 10 V L 13 V = 14,4 kV. 66 pipa captou a eletricidade atmosférica, o toque de Franklin na chave, com os nós dos dedos, produziu faíscas elétricas. Esse fenômeno ocorre sempre que em um condutor: (A) as cargas se movimentam, dando origem a uma corrente elétrica constante na sua superfície; (B) as cargas se acumulam nas suas regiões pontiagudas, originando um campo elétrico muito intenso e uma consequente fuga de cargas; (C) as cargas se distribuem uniformemente sobre sua superfície externa, fazendo com que em pontos exteriores o campo elétrico seja igual ao gerado por uma carga pontual de mesmo valor; (D) as cargas positivas se afastam das negativas, dando origem a um campo elétrico no seu interior; (E) as cargas se distribuem uniformemente sobre sua superfície externa, tornando nulo o campo elétrico em seu interior. RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: 253. (UNIFESP-SP) Na figura, as linhas tracejadas representam superfícies equipotenciais de um campo elétrico; as linhas cheias I, II, III, IV e V representam cinco possíveis trajetórias de uma partícula de carga q, positiva, realizadas entre dois pontos dessas superfícies, por um agente externo que realiza trabalho mínimo. A trajetória em que esse trabalho é maior, em módulo, é: (A) I. (B) II. (C) III. (D) IV. (E) V. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: 256. (ITA) Uma esfera condutora de raio 0,500cm é elevada a um potencial de 10,0 V. Uma segunda esfera, bem afastada da primeira, tem raio 1,00cm e está ao potencial 15,0 V. Elas são ligadas por um fio de capacitância desprezível. Sabendo que o meio no qual a experiência é realizada é homogêneo e isotrópico, podemos afirmar que os potenciais finais das esferas serão: (A) 12,5 V e 12,5 V. (B) 8,33 V para a primeira e 16,7 V para a segunda. (C) 16,7 V para a primeira e 8,33 V para a segunda. (D) 13,3 V e 13,3 V. (E) zero para a primeira e 25,0 V para a segunda. RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: 254. (PUCCamp-SP) Uma esfera metálica oca encontra-se no ar, eletrizada positivamente e isolada de outras cargas. Os gráficos a seguir representam a intensidade do campo elétrico e do potencial elétrico criado por essa esfera, em 9 2 2 função da distância ao seu centro. Dado: k = 9,0·10 Nm /C Com base nas informações, é correto afirmar que: (A) (B) (C) (D) –6 a carga elétrica do condutor é 4,5 · 10 C. o potencial elétrico no interior do condutor é nulo. 4 o potencial elétrico do condutor vale 3,6 · 10 V. o potencial elétrico de um ponto a 2,0 m do centro do 3 condutor vale 9,0 · 10 V. (E) a intensidade do campo elétrico em um ponto a 3,0 m do 3 centro do condutor vale 6,0 · 10 N/C. RESPOSTA: C RESOLUÇÃO: 257. (ITA) Há quatro maneiras possíveis de se ligar três capacitores iguais. Qual dos itens abaixo apresenta todos os valores corretos? 255. (UFF) Em 1752, o norte-americano Benjamin Franklin, estudioso de fenômenos elétricos, relacionou-os aos fenômenos atmosféricos, realizando a experiência descrita seguir. Durante uma tempestade, Franklin soltou uma pipa em cuja ponta de metal estava amarrada a extremidade de um longo fio de seda; da outra extremidade do fio, próximo de Franklin, pendia uma chave de metal. Ocorreu, então, o seguinte fenômeno: quando a 67 RESPOSTA: D RESOLUÇÃO: Observamos uma associação em paralelo de dois capacitores, um representado pelo óleo e outro representado pela água: C C1 C2 C1 C2 3 C0 4 K A ar K óleo A óleo 3 2.L2 3 C0 ar . 4 d d 4 d 1.(L X).L 2.X.L 6.L2 X 0,5.L d d 4.d X 0,5.L X 50%.L 258. (Ita 2013) Certo produto industrial constitui-se de uma embalagem rígida cheia de óleo, de dimensões L x L X d, sendo transportado numa esteira que passa por um sensor capacitivo de duas placas paralelas e quadradas de lado L, afastadas entre si de uma distância ligeiramente maior que d, conforme a figura. Quando o produto estiver inteiramente inserido entre as placas, o sensor deve acusar um valor de capacitância C0. Considere, contudo, tenha havido antes um indesejado vazamento de óleo, tal que a efetiva medida da capacitância seja C = ¾ C0. Sendo dadas as respectivas constantes dielétricas do óleo, k = 2; e do ar, kar = 1, e desprezando o efeito da constante dielétrica da embalagem, assinale a percentagem do volume de óleo vazado em relação ao seu volume original. 259. (Ita 2013) A figura mostra duas cascas esféricas condutoras concêntricas no vácuo, descarregadas, em que a e c são, respectivamente, seus raios internos, e b e d seus respectivos raios externos. A seguir, uma carga pontual negativa é fixada no centro das cascas. Estabelecido o equilíbrio eletrostático, a respeito do potencial nas superfícies externas das cascas e do sinal da carga na superfície de raio d, podemos afirmar, respectivamente, que (A) 5% (B) 50% (C) 100% (D) 10% (E) 75% RESPOSTA: B RESOLUÇÃO: (A) V (b) > V (d) e a carga é positiva. (B) V (b) < V (d) e a carga é positiva. (C) V (b) = V (d) e a carga é negativa. (D) V (b) > V (d) e a carga é negativa. (E) V (b) < V (d) e a carga é negativa. RESPOSTA: E RESOLUÇÃO: Em uma situação ideal, sem vazamento de óleo, a capacitância C0 é dada por: Kóleo .A 2.L2 C0 d d Na situação real, com o vazamento do óleo, teremos: C0 A figura mostra a distribuição de cargas evidenciando que a carga na superfície de raio d é negativa. 68 O gráfico dá o potencial elétrico a partir dos centros das cascas esféricas. No interior do condutor, o campo elétrico é nulo, logo, o potencial elétrico é constante. Como mostrado: V(b) < V(d). 69