Física - IF Sudeste MG

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MINISTÉRIO)DA)EDUCAÇÃO)
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INSTITUTO)FEDERAL)DE)EDUCAÇÃO,)CIÊNCIA)E)
TECNOLOGIA)DO)SUDESTE)DE)MINAS)GERAIS)
CONCURSO!PÚBLICO!PARA!PROVIMENTO!DE!CARGO!EFETIVO!DE!DOCENTES!
)
ÁREA:!Física!
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<!PROVA!OBJETIVA!<!
Câmpus!Juiz!de!Fora!<!Edital!010/2013!
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TEMPO DE DURAÇÃO DA PROVA: 03 (TRÊS) HORAS
INSTRUÇÕES PARA REALIZAÇÃO DA PROVA
1. ABRA ESTE CADERNO DE PROVAS SOMENTE QUANDO AUTORIZADO.
2. Confira se sua prova corresponde ao cargo para o qual você se inscreveu.
3. Verifique se este Caderno de Provas contém 20 (vinte) questões. Cada questão é constituída de cinco alternativas. Caso haja
algum problema, solicite a substituição de seu Caderno de Provas.
4. Seus dados pessoais, o cargo e o Câmpus para o qual concorre encontram-se no seu Comprovante Definitivo de Inscrição e na
Folha de Respostas.
5. Você só poderá deixar o local de prova após 60 minutos do início da aplicação e poderá levar o Caderno de Provas após 90
minutos do início; quando deverá entregar apenas a folha de respostas.
6. Comunique sempre aos fiscais qualquer irregularidade observada durante a realização das provas. Não sendo tomadas as
devidas providências a respeito da sua reclamação, solicite a presença do(a) Coordenador(a) ou comunique-se com ele(a), na
secretaria, tão logo termine a prova.
7. Os 3 últimos candidatos deverão permanecer na sala para entrega simultânea da Folha de Respostas, e deverão assinar na Ata
de Sala.
8. Você será avisado quando restarem 30 minutos para o final da prova.
INSTRUÇÕES PARA O PREENCHIMENTO DA FOLHA DE RESPOSTAS
1. Ao receber sua Folha de Respostas, verifique os seus dados pessoais, o nome do cargo e o Câmpus para o qual concorre. Caso
esteja incorreta alguma informação, comunique ao fiscal.
2. É obrigatória a assinatura do candidato na Folha de Respostas.
3. Ao receber a Folha de Respostas, assine-a imediatamente, não deixe para depois. É de responsabilidade do candidato essa
assinatura. A COPESE não se responsabilizará por Folhas de Respostas não assinadas.
4. Não amasse, não dobre, não rasgue, não rasure a Folha de Respostas, nem use corretivo.
5. A marcação de mais de uma opção para uma mesma questão implica a anulação da mesma.
6. Terminada a resolução da prova, preencha a Folha de Respostas com as suas opções, conforme instruções a seguir.
• A marcação das respostas deve OBRIGATORIAMENTE ser feita com caneta esferográfica com tinta azul ou preta.
• A letra correspondente à questão escolhida deve ser totalmente preenchida, evitando-se ultrapassar a linha que margeia a
letra.
• A COPESE não se responsabiliza por problemas na leitura que advierem da marcação inadequada da Folha de Respostas ou
da utilização de material não especificado para tal.
7. Em hipótese alguma haverá substituição da Folha de Respostas.
8. Não deixe para preencher sua Folha de Respostas na última hora, pois não haverá tempo adicional para a realização dessa
atividade.
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AO ASSINALAR SUAS RESPOSTAS, PREENCHA TOTALMENTE A LETRA CORRESPONDENTE A SUA RESPOSTA, NÃO FAÇA UM X OU
QUALQUER OUTRA MARCA.
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FORMA CORRETA DE PREENCHIMENTO:
NÃO PREENCHA ASSIM:
x! ✓! −! *!
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ATENÇÃO)
•
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Leia!atentamente!o!Edital!correspondente!ao!seu!concurso.!
•
A!seguir,!chamamos!a!atenção!para!alguns!itens!presentes!no!respectivo!edital.!
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=
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=
Será! classificado,! nesta! etapa,! o! candidato! que! obtiver! aproveitamento! igual! ou!
superior! a! 60%! (sessenta! por! cento),! respeitando! o! limite! de,! no! máximo,! 20(vinte)!
vezes!o!número!de!vagas!oferecidas!na!área!objeto!do!concurso.!
!
Todos! os! candidatos! empatados! na! última! classificação! da! prova! objetiva! serão!
considerados! classificados! nesta! etapa! nos! termos! do! §3o! do! Art.16! do! Decreto! no!
6.944/2009.!
O! resultado! da! prova! objetiva! será! divulgado! no! endereço! eletrônico:!
http://www.ifsudestemg.edu.br!
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Concurso Público para provimento de cargo efetivo de Docentes
FÍSICA
Câmpus Juiz de Fora
Se necessário, utilize os seguintes dados:
c = 3,0.108m/s
h = 6,0.10-34J.s
g = 10m/s2
Questão 01 Muitas pessoas depois de utilizarem pilhas e baterias jogam-nas no lixo comum, em rios ou
em terrenos baldios. Nesse descarte, substâncias como o níquel e o cádmio podem vazar,
contaminando o meio ambiente. Por isso, as pilhas e baterias devem ser descartadas
corretamente em locais apropriados. Um fabricante informa que uma bateria deve ser
descartada quando sua resistência interna ultrapassa 2,0Ω. Desejando saber se essa bateria
deve ser descartada adequadamente, um jovem montou o circuito elétrico abaixo (figura 1),
constituído por duas lâmpadas, uma de resistência elétrica R1, desconhecida, e outra, de
resistência elétrica R2 = 6,0Ω, um voltímetro V e um amperímetro A, ambos ideais. Ainda
faz parte do circuito a chave S, que pode estar aberta ou fechada.
Com a chave S aberta, o amperímetro indica
3,0A e o voltímetro indica 9,0V. Fechando-se a
chave S, o voltímetro indica 8,0V. Com as
medidas realizadas, o jovem conclui que a
resistência da pilha é:
a)
b)
c)
d)
e)
1,0 Ω.
1,3 Ω.
1,5 Ω.
2,4 Ω.
3,0 Ω.
Figura 1: Circuito elétrico
Questão 02 Duas esferas com volumes idênticos, uma de aço e outra de isopor, são abandonadas de uma
mesma altura próxima à superfície da Terra. Considerando a densidade do aço igual a
7,85g/cm³ e a do isopor 0,01g/cm³, em condições normais, pode-se afirmar que:
a)
b)
c)
d)
e)
a esfera de aço cai mais rápido, porque a força de arrasto sobre ela será menor.
a esfera de aço cai mais rápido, porque a aceleração dela será maior.
as duas esferas caem juntas, porque ambas estarão sujeitas à aceleração da gravidade.
as duas esferas caem juntas, porque ambas sofrem a mesma força de arrasto.
as duas esferas caem juntas, porque o peso não interfere na queda dos corpos.
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FÍSICA
Câmpus Juiz de Fora
Questão 03 Em 6 de fevereiro de 1672, Isaac Newton escreve uma carta a Oldenburg, secretário da
Royal Society, apresentando o esquema abaixo (figura 2), no qual um feixe S de luz branca
passa por uma fenda F, por um prisma ABC, por uma lente MN, incidindo num anteparo HI,
que pode ser colocado nas posições (1), (2) ou (3). Tal carta é considerada por vários
historiadores da ciência como a primeira divulgação por escrito da teoria de Newton sobre as
cores.
Figura 2: Experimento de Newton
Fonte: COHEN, Bernard; WESTFALL, S. Richard. Newton: textos, antecedentes, comentários. Trad. Vera Ribeiro.
Rio de Janeiro: Contraponto, 2002. p. 224.
Com relação aos fenômenos que ocorrem no anteparo HI, podemos ter:
a) interferência construtiva das cores no ponto Q de HI na posição (2), resultando em luz branca que
ilumina HI na posição (3).
b) interferência destrutiva das cores no ponto Q de HI na posição (2), resultando na ausência de luz no
anteparo HI na posição (3).
c) luz vermelha no ponto ρ e luz violeta no ponto π de HI na posição (3).
d) luz violeta no ponto ρ e luz vermelha no ponto π de HI na posição (3).
e) difração no anteparo HI na posição (3), com luz violeta em ρ e luz vermelha em π.
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FÍSICA
Câmpus Juiz de Fora
Questão 04 Dentre algumas das contribuições de Johannes Kepler para a astronomia, está a relação do
período orbital de um planeta (T) e a sua distância média ao Sol (R), conhecida como a
T2
terceira lei de Kepler, na qual 3 = K . Algumas décadas depois, Isaac Newton enuncia a lei
R
da gravitação universal a partir do princípio da atração entre massas. A partir da lei da
gravitação de Newton e da simplificação por órbitas circulares, podemos demonstrar que a
constante K da terceira lei de Kepler é igual a:
Legenda:
a)
Ms = massa do Sol
G = constante universal da gravitação
2M S
3G 2
b)
3M S
2G 2
c)
4π 2
G.M S
d)
G.M S
2π 2
e)
3π 2
G.M S
Questão 05 Um determinado gás, considerado ideal, sofre uma expansão de A para B mantendo sua
temperatura constante T. Após esse processo, o gás sofre uma transformação isobárica de B
para C e, em seguida, volta ao seu estado inicial em A, como mostra o gráfico.
Sabendo-se que o trabalho em uma transformação gasosa pode ser calculado por W =
∫
V2
V1
P ⋅ dV , pode-se
afirmar que o trabalho realizado no ciclo ABCA é dado por:
a) n ⋅ R ⋅ T ⋅ ln
V2
+ P1 (V1 −V2 )
V1
b) n ⋅ R ⋅ T ⋅ ln
V1
+ P1 (V2 −V1 )
V2
c) nulo, pois o ciclo é fechado.
V2
V1
V
e) n ⋅ R ⋅ T ⋅ ln 2 + P1 (V2 −V1 )
V1
d) n ⋅ R ⋅ T ⋅ ln
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Gráfico 1: Pressão versus volume
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FÍSICA
Câmpus Juiz de Fora
Questão 06 Ainda em relação ao gráfico da questão 05, na transformação de C para A, o sistema:
a) cede P2 (V1 −V2 ) de calor.
b) recebe P2 (V1 −V2 ) de calor.
c) recebe calor igual à variação da energia interna de C para A.
d) não recebe nem cede calor, pois o ciclo é fechado.
e) recebe n ⋅ R ⋅ T ⋅ ln
V2
de calor.
V1
Questão 07 No corpo humano, o sangue flui pela artéria aorta, que tem 9,0 mm de raio, a 30cm/s.
Suponha que uma doença coronária obstrua 70% da área de seção reta dessa artéria num
determinado setor. Considerando que o fluxo sanguíneo seja laminar, podemos inferir que,
no setor afetado, o sangue irá fluir a uma velocidade de:
a) 100 cm/s.
b) 90 cm/s.
c) 30 cm/s.
d) 3,0 cm/s.
e) 1,0 cm/s.
Questão 08 Os alunos da Licenciatura em Física do IF SUDESTE MG montaram um circuito eletrônico
simples (figura 3) para determinar o
comprimento de onda da luz emitida por um
LED (Light Emitting Diode), dispositivo
emissor de luz muito utilizado atualmente
pela sua elevada eficiência energética.
O circuito é constituído de uma bateria de 9,0V, um LED,
um resistor de 450Ω, um voltímetro e um potenciômetro
(resistor variável).
Inicialmente, o LED encontra-se apagado. Ajustando-se o
potenciômetro, o LED começa a emitir luz de determinada
frequência no instante em que o voltímetro indica 2,25V.
Considere que a energia de cada elétron que atravessa o
LED seja convertida na energia de cada fóton emitido.
Figura 3: Circuito eletrônico simples
O comprimento de onda da luz emitida pelo LED é, aproximadamente:
a) 5,0.10-7m. b) 4,0.10-7m. c) 3,0.10-7m. d) 1,7.10-7m. e) 1,3.10-7m.
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FÍSICA
Câmpus Juiz de Fora
Questão 09 Em uma partida de futebol, um jogador do Tupi Football Club de Juiz de Fora chuta uma
bola de 400g em direção ao gol adversário. Contudo, a bola bate na trave e volta para o
campo de jogo formando um ângulo de 90o em relação à direção anterior ao choque com a
trave. Suponha que a bola possuía uma velocidade de 108km/h imediatamente antes de
colidir com a trave e de aproximadamente 90km/h imediatamente após a colisão; e que o
tempo de contato entre a bola e a trave tenha sido de 0,1s. Nessas condições, o valor
aproximado da força que a trave fez na bola é de:
a)
b)
c)
d)
e)
20N.
70N.
100N.
160N.
200N.
Questão 10 Uma das principais causas de morte em acidentes automobilísticos é o excesso de
velocidade. Mesmo com modernos equipamentos de segurança, como airbags e freios ABS,
um carro em movimento obedece mais às leis físicas do que aos comandos do motorista.
Suponha que, no instante em que um automóvel esteja trafegando a 180 km/h, o motorista
perceba um obstáculo 250m à sua frente. Considerando que o tempo de reação do motorista,
entre perceber o obstáculo e acionar o freio, seja de 0,50 segundo, e que o sistema de freios
seja capaz de imprimir uma desaceleração constante de 5,0m/s², pode-se afirmar que o carro:
a)
b)
c)
d)
e)
para a 25 m do obstáculo.
para a 50 m do obstáculo.
para a 100 m do obstáculo.
para rente ao obstáculo.
irá se chocar com o obstáculo.
Questão 11 O Large Electron-Pósitron collider (LEP) era o acelerador de partículas utilizado pela
Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (CERN) para estudar as partículas atômicas.
Um dos eventos possíveis de acontecer nas experiências que eram realizadas no LEP era o
processo de formação de um par elétron-pósitron, pela fusão de dois fótons de raios γ com
momentos lineares de módulos iguais e opostos. Considere a massa do elétron e do pósitron
iguais a m. Determine a frequência mínima de cada fóton de raios γ para produzir um par
elétron-pósitron após a colisão.
a)
m ⋅ c2
h2
d)
h ⋅ c2
m
b)
m ⋅ c2
h
! 2c + c 2 $
e) m #
&
" 2h %
c) m ⋅ c 2 ⋅ h
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Concurso Público Para Provimento de Professores Efetivos
FÍSICA
Campus Juiz de Fora
Questão 12 No estudo dos espelhos planos, enuncia-se a lei da reflexão regular na qual o ângulo de
reflexão é igual ao ângulo de incidência. Já no estudo dos espelhos esféricos, a maioria dos
professores aborda o tema a partir da enunciação das regras descritas abaixo para serem
memorizadas pelos alunos:
I - Todo raio de luz que incide paralelamente ao eixo principal é refletido numa direção que passa
pelo foco.
II - Todo raio de luz que incide numa direção que passa pelo foco é refletido paralelamente ao
eixo principal.
III - Todo raio de luz que incide numa direção que passa pelo centro de curvatura é refletido sobre
si mesmo.
IV - Todo raio de luz que incide sobre o vértice do espelho é refletido simetricamente em relação
ao eixo principal.
Analisando essas regras, pode-se afirmar que:
a) somente a regra III está de acordo com a lei da reflexão regular da luz.
b) somente as regras III e IV estão de acordo com a lei da reflexão regular da luz.
c) a lei da reflexão regular da luz somente é válida se a superfície refletora for plana.
d) todas as regras estão de acordo com a lei da reflexão regular da luz.
e) somente a regra IV está de acordo com a lei da reflexão regular da luz.
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Concurso Público para provimento de cargo efetivo de Docentes
FÍSICA
Câmpus Juiz de Fora
Questão 13 O espectrômetro de massa é um aparelho que permite conhecer os elementos químicos
presentes numa amostra e identificar isótopos. A figura 4 mostra um diagrama esquemático
de um espectrômetro de massa. Ele é
constituído por uma fonte de íons,
onde se produzem os íons positivos
de uma amostra por impacto com um
feixe de elétrons. Esses íons, depois
de acelerados por um campo elétrico
horizontal para a esquerda, de
módulo E1 (região 1), entram num
seletor de velocidades (região 2)
onde existe um campo elétrico
vertical de módulo E2 e um campo
magnético entrando no plano do
papel, de módulo B2, ambos
uniformes e perpendiculares entre si.
Depois de passar pela região 2, os
íons penetram na região 3, onde
existe um campo magnético entrando
Figura 4: Espectrômetro de massa.
no plano do papel, de módulo B3 e
descrevem um movimento circular de raio R.
Na situação descrita, pode-se dizer que um íon de carga q terá massa dada por:
a)
q ⋅ B2 ⋅ B3 ⋅ R
E1
q ⋅ B22 ⋅ R
E2
q ⋅ B2 ⋅ B3 ⋅ R
c)
E2
b)
q ⋅ B2 ⋅ B3 ⋅ R ⋅ E2
E1
q ⋅ E2 ⋅ B3 ⋅ R
e)
E1 ⋅ B2
d)
Questão 14 O milho de pipoca precisa atingir uma temperatura acima de 150°C para estourar. Uma das
maneiras de se conseguir essa temperatura é colocá-lo em um forno de micro-ondas que
emite ondas eletromagnéticas com frequência de 2,45 GHz. Devido às suas particularidades,
esses aparelhos apresentam uma falsa indicação de potência, pois o magnetron do microondas não funciona ininterruptamente, mas em ciclos. Com base nessas informações, qual
das opções a seguir permitiria esquentar o milho de pipoca mais rapidamente?
a)
b)
c)
d)
e)
Aumentar a velocidade de propagação das micro-ondas.
Diminuir a frequência das micro-ondas para qualquer valor abaixo de 2,45 GHz.
Aumentar a frequência das micro-ondas para qualquer valor acima de 2,45 GHz.
Diminuir o período dos ciclos de emissão das micro-ondas.
Dobrar o comprimento de onda das micro-ondas.
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Concurso Público para provimento de cargo efetivo de Docentes
FÍSICA
Câmpus Juiz de Fora
Questão 15 Uma brincadeira muito comum em laboratórios de ensino de física consiste em colocar um
objeto de massa M preso a um cordão fino e inelástico que passa por um tubo vertical, como
mostra a figura 5 abaixo. Considere que uma pessoa gire um objeto de massa M com uma
velocidade V e com raio de rotação R. A pessoa puxa o cordão no ponto A até que o raio de
rotação seja reduzido pela metade. Considere que o movimento do objeto de massa M esteja
sempre num plano horizontal e que o momento angular inicial desse objeto seja M.V.R.
Nas condições descritas, pode-se afirmar que o
trabalho realizado pela pessoa, ao puxar o cordão,
reduzindo o raio de rotação R pela metade é:
a) nulo.
b)
1
MV 2
2
c)
2
MV 2
3
d)
3
MV 2
2
e) 2 ⋅ MV 2
Figura 5: Movimento de rotação.
Questão 16 Um estudante dispõe de duas lâmpadas incandescentes L1 e L2. Quando ligadas
separadamente a uma tomada de energia elétrica, L1 brilha mais do que L2. O estudante
então conectou as duas lâmpadas em série e ligou o circuito à mesma tomada de energia
elétrica. Nessa situação, o estudante observou que o brilho de L1 é:
a) maior que o brilho de L2, porque possui maior resistência elétrica.
b) menor que o brilho de L2, porque possui menor resistência elétrica.
c) maior que o brilho de L2, porque possui menor resistência elétrica.
d) menor que o brilho de L2, porque possui maior resistência elétrica.
e) igual ao brilho de L2, porque ambas são percorridas pela mesma corrente elétrica
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FÍSICA
Câmpus Juiz de Fora
Questão 17 Durante uma fibrilação ventricular – um tipo bastante comum de ataque cardíaco – as
câmaras do coração falham em sua tarefa de bombear o sangue, pois suas fibras musculares
contraem e relaxam de forma desordenada. Para salvar uma vítima de fibrilação ventricular,
o músculo do coração deve ser estimulado de modo que o ritmo das contrações seja
restabelecido. O equipamento utilizado para esse fim é chamado desfibrilador. Basicamente,
um desfibrilador é constituído por uma associação de vários capacitores de 60µF, que
armazena energia elétrica e a fornece no instante desejado. Sabe-se que essa associação de
capacitores é carregada sob uma tensão de 5,0kV. Para ocorrer a desfibrilação, recomendase uma dose de energia relacionada à massa do paciente de 5,0J/kg. Com base nessas
informações, escolha a alternativa que mostra uma possível associação para os capacitores
citados, capaz de causar a desfibrilação num paciente obeso de 100kg, num episódio de
arritmia cardíaca.
a)
b)
c)
d)
e)
Questão 18 A 6ª corda de um violão quando tocada na 5ª casa emite a nota Lá, que tem frequência
padrão de 440Hz. Um músico, ao tocar seu violão, percebe que o som emitido por essa
corda está mais baixo que o normal. Para conseguir emitir a nota Lá padrão, ele pode alterar
a tensão na corda ou mudar seu comprimento movendo o dedo que aperta a corda. Qual das
opções abaixo representa situações em que ele poderia obter novamente a nota Lá?
a)
b)
c)
d)
e)
Aumentar a tensão na corda ou aumentar o seu comprimento.
Aumentar a tensão na corda ou diminuir seu comprimento.
Diminuir a tensão na corda ou diminuir o seu comprimento.
Diminuir a tensão na corda ou aumentar seu comprimento.
Manter a tensão na corda e o seu comprimento e aumentar a amplitude de vibração.
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FÍSICA
Câmpus Juiz de Fora
Questão 19 No momento em que um garoto de 29,4 kg entra numa piscina, ele enche seus pulmões de
ar, aumentando o volume normal do seu corpo em 1,5 litros. Considerando que a densidade
média do corpo humano em estado natural é de 1,05 g/cm³ e que a densidade da água da
piscina é de 1,0 kg/litro, pode-se afirmar que na situação descrita o garoto irá:
a)
b)
c)
d)
e)
afundar com velocidade constante.
afundar com aceleração de 0,5 m/s².
afundar com aceleração de 1,5 m/s².
flutuar com o corpo totalmente submerso.
flutuar na superfície da piscina.
Questão 20 A dilatação temporal é um fenômeno bastante difícil de ser abordado em sala de aula, pois
os alunos são convencidos de um tempo absoluto em suas experiências diárias. Um
professor de Física, desejando aplicar as equações da relatividade especial para que os
alunos compreendam melhor os fenômenos relativísticos, descreveu a seguinte situação: Um
astronauta de 30 anos de idade tem um irmão gêmeo e viajou em sua nave espacial com
velocidade v = 0,8c (onde c é a velocidade da luz no vácuo) para uma determinada região do
espaço sideral. Passados 30 anos para o astronauta, ele retorna à Terra e observa que seu
irmão gêmeo está com a idade de:
a)
b)
c)
d)
e)
30 anos.
48 anos.
60 anos.
70 anos.
80 anos.
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