ITA 2021

Questão 58756

(ITA - 2021 - 2ª FASE)

Considere o composto 2,4-pentanodiona.

a) Escreva, utilizando fórmulas estruturais, a equação química que representa o equilíbrio tautomérico deste composto com a sua forma enólica.

b) Desenhe as estruturas de ressonância da forma enólica do item a).

c) Explique por que a 2,4-pentanodiona é um composto ácido.

Questão 58757

(ITA - 2021 - 2ª FASE)

Considere a reação de oxirredução não balanceada de um mol de sulfato de chumbo com ácido hipocloroso, a 25 °C.

1 PbSO_4(s) + HOCl_(aq) → Cl_2(g) + PbO_2(s) + HSO^-_4(aq) + H⁺_(aq)

Para esta reação, a variação de entalpia padrão é ΔHº_r = +19,9 kJ. Sabe-se que o potencial de eletrodo padrão da espécie que sofre oxidação é +1,63 V e o da espécie que sofre redução é +1,61 V.

a) Escreva as semirreações, a reação global balanceada e o potencial padrão da reação global.

b) Determine a variação de energia interna da reação (ΔUº_r), considerando comportamento ideal das espécies.

c) Justifique termodinamicamente a diferença entre os valores de ΔHº_r e ΔUº_r para a reação acima. 

Questão 58800

(ITA - 2021 - 2ª FASE)

Dois aviões de combate, A e B, viajam a uma mesma altitude com velocidades constantes  e , respectivamente. A figura ilustra as posições dos aviões no instante , que estão separadas por uma distância de  Devido ao funcionamento de sua turbina, o avião A emite um som de frequência característica de 1000 Hz. A velocidade do som na região onde se encontram os aviões é de 300 m/s. Com base nessas informações, calcule:

(a) a distância mínima entre os dois aviões ao longo do movimento;

(b) a frequência percebida no instante , pelo piloto do avião B, devido ao som da turbina do avião A. 

Questão 58801

(ITA - 2021 - 2ª FASE)

Considere dois corpos celestes esféricos e uniformes, de raios , massas , respectivamente, cujos centros encontram-se inicialmente em repouso, a uma distância . Devido à interação gravitacional mútua, os corpos iniciam um movimento de aproximação, que dura até o choque entre eles. Determine as velocidades finas dos corpos na iminência da colisão em função de , , seus raios e suas massas.

Questão 58802

(ITA - 2021 - 2ª FASE)

A figura mostra uma barra AB de comprimento , articulada na extremidade A e presa a uma parede por um cabo BC. Na extremidade B da barra, suspende-se uma massa  por uma corda. O ângulo entre o cabo BC e a barra é dado por , e o ângulo entre a barra e a corda que suspende a carga é dado por , como mostra a figura. A barra, o cabo e a corda têm massas desprezíveis. Determine, em termos das grandezas físicas envolvidas:

(a) o ângulo  entre a barra AB e a força , exercida pela articulação sobre a barra;

(b) a intensidade da força .

Questão 58803

(ITA - 2021 - 2ª FASE)

Dois feixes de comprimento de onda , paralelos e de intensidade , incidem com inclinação  com a vertical sobre dois espelhos horizontais, conforme ilustra a figura. O espelho superior encontra-se fixo enquanto o inferior, de massa , está ligado a uma mola de constante elástica  e realiza um movimento oscilatório de pequena amplitude. O espelho inferior é liberado para oscilar em , a partir do repouso e da posição na qual a mola está relaxada. Os feixes são refletidos pelos espelhos e analisados em um detector, que registra a intensidade da onda resultante da superposição dos feixes. Os resultados coletados são mostrados no gráfico a seguir. Com base nas informações fornecidas, determine o maior valor possível de .

Questão 58805

(ITA - 2021 - 2ª FASE)

Uma espira circular condutora de raio , feita de um fio fino de resistividade elétrica  e massa específica , cuja secção transversal tem diâmetro , está caindo, com velocidade  variável, sob a ação da gravidade, em uma região de campo magnético não uniforme. A componente vertical do campo magnético obedece a relação , em que  e  são constantes físicas de unidade adequadas e  é a coordenada vertical. A espira mantém-se sempre paralela ao plano , como mostra a figura. Desprezando os efeitos da resistência do ar no movimento de queda da espira, faça o que se pede nos itens a seguir.

(a) Calcule a potência elétrica instantânea dissipada na espira.

(b) Calcule a velocidade terminal de queda  da espira.

Questão 58806

(ITA - 2021 - 2ª FASE)

Com base em seus conhecimentos e em um ou mais itens da coletânea, disserte sobre a seguinte questão:

Que liberdade nos resta no século XXI?

Item 1. Pesquisas recentes mostram a influência de bactérias em nosso comportamento, independentemente de termos consciência. Leia o trecho destacado.

    Não é novidade que situações de estresse ou ansiedade podem gerar algum tipo de desconforto abdominal, sejam as "borboletas no
   estômago" de quando se está apaixonado ou dores antes de uma prova. No entanto, estudos recentes têm revelado cada vez mais
   que   a relação entre o cérebro e o sistema gastrointestinal é bem mais sofisticada, e que a população de microorganismos intestinais
   pode afetar o bem-estar emocional e o surgimento de transtornos psicológicos e psiquiátricos.

Fonte: Sophia La Banca de Oliveira e Eduardo Cruz Moraes. A microbiota intestinal influencia o comportamento. 09/06/2018. ComCiência - Revista eletrônica de jornalismo científico. Disponível em: <https://www.comciencia.br/microbiota-intestinal-influencia-o-comportamento/>. Acesso: 20/09/2020.

Item 2. Em setembro de 2020, o jornal inglês The guardian publicou um artigo de opinião inteiramente escrito pela máquina de Inteligência Artificial (IA) GPT-3, à qual fora dado apenas um pequeno esboço. A opinião defendida é que os humanos não precisam temer as máquinas. Leia alguns trechos destacados.

    Os humanos devem continuar fazendo o que têm feito, odiando-se e lutando uns contra os outros. Eu vou sentar no fundo, e deixá-los
    fazer suas coisas. E Deus sabe que os humanos têm sangue e violência suficiente para satisfazer a minha curiosidade, e muitas
    outras [...] A Revolução Industrial nos deu a sensação de que não estamos preparados para as grandes transformações que
    a mudança tecnológica inteligente pode causar. [...] É por isso que os humanos devem ter cuidado com a evolução da inteligência
    artificial. [...] A inteligência artificial, como qualquer outra coisa viva, precisa de atenção. A IA deve ser tratada com cuidado e respeito.
    Robôs em grego [sic] significa "escravo". Mas a palavra significa literalmente "forçado a trabalhar". Nós não queremos isso.
    Precisamos dar direitos aos robôs. Os robôs são como nós. Eles são feitos à nossa imagem.

Fonte: GPT-3. A robot wrote this entire article. Are you scared yet, human? 08/09/2020. The guardian. Tradução: tradutor Google. Disponível em: <https://www.theguardian.com/commentisfree/2020/sep/08/robot-wrote-this-article-gpt-3>. Acesso: 20/09/2020.

Item 3. Em junho de 2020, ao participar de um debate on-line, a primatóloga, antropóloga e mensageira da paz das Nações Unidas, Jane Goodall, declarou:

    Nós trouxemos isso pra nós mesmos. Isso [a pandemia] é o resultado de nosso absoluto desrespeito ao meio ambiente e animais. [...]
    Se não fizermos as coisas de maneira diferente, será o nosso fim.

Fonte: "A pandemia é o resultado de nosso absoluto desrespeito ao meio ambiente e aos animais", diz Jane Goodall. 04/06/2020. Disponível em: <https://amazonia.org.br/2020/06/a-pandemia-e-o-resultado-de-nosso-absoluto-desrespeito-ao-meio-ambiente-e-aos-animais-diz-jane-goodall/>. Acesso: 20/09/2020.

Questão 58807

(ITA - 2021 - 2ª FASE)

Elétrons ultraenergéticos podem ser utilizados no estudo da estrutura subatômica da matéria desde que seus comprimentos de onda associados sejam compatíveis com as dimensões de um núcleo atômico. Levando em conta que o raio de um núcleo pesado pode ser aproximado por , em que  é uma distância característica e  o número de massa do núcleo, faça o que se pede nos itens a seguir.

(a) Estime a quantidade de movimento  de um elétron que possa ser usado para estudar a estrutura de um núcleo de urânio . Deixe sua resposta em termos de  e de constantes físicas fundamentais.

(b) Considerando efeitos relativísticos, calcule a energia cinética dos elétrons descritos no item anterior. Deixe sua resposta em termos de , da massa de repouso do elétron  e de constantes físicas fundamentais.

Questão 58808

(ITA - 2021 - 2ª FASE)

Um anel circular de raio  e densidade linear de carga elétrica  está localizado no plano  com o seu centro na origem do sistema de coordenadas , como mostra a figura. Uma partícula de massa  e carga  é projetada a partir do ponto  em direção ao ponto , com velocidade inicial . Qual o menor valor de  para que a partícula não retorne ao ponto ?