PROVA DE FÍSICA PUCRS 2010/2
01. (LETRA C) A questão sugere que o balde esteja suspenso no ar, em equilíbrio, portanto devemos admitir que
����⃗
a força resultante 𝐹
𝑅 sobre o balde é zero.
Observe a figura.
A
B
����⃗
𝐹
𝐴
����⃗
𝐹
𝐵
����⃗
����⃗
Os operários A e B exercem, respectivamente, as forças 𝐹
𝐴 e 𝐹𝐵 nas cordas. Cada uma dessas cordas possui uma
����⃗
����⃗
����⃗ ����⃗
componente vertical, 𝐹
𝐴 e 𝐹𝐵 , e horizontal 𝐹𝐴 e 𝐹𝐵 , que devemos encontrar. Para isso vamos decompor as
𝑌
𝑌
����⃗
����⃗
forças 𝐹
𝐴 e 𝐹𝐵 , como mostram as figuras abaixo.
𝑋
𝑋
A
����⃗
𝐹
𝐴
����⃗
𝐹
𝐴𝑋
����⃗
𝐹
𝐴
����⃗
𝐹
𝐴𝑌
����⃗
Observando o triângulo retângulo acima, podemos concluir que 𝐹
𝐴 𝑌 é o cateto
����⃗
adjacente ao ângulo de 30° oferecido e 𝐹
𝐴 é a hipotenusa deste triângulo, logo.
𝑐𝑜𝑠30° =
𝐶𝐴
𝑐𝑜𝑠30° =
𝐻
����⃗
𝐹
𝐵
����⃗
𝐹
𝐵𝑋
𝐹𝐴 𝑌
𝐹𝐴
𝐹𝐴 𝑌 =
����⃗
𝐹
𝐵𝑌
����⃗
𝐹
𝐵𝑌
����⃗
𝐹
𝐴𝑌
√3
.𝐹
2 𝐴
𝐹𝐴 𝑌 = 𝑐𝑜𝑠30°. 𝐹𝐴
����⃗
𝐹
𝐵
����⃗
Observando o triângulo retângulo acima, podemos concluir que 𝐹
𝐵 𝑌 é o cateto
����⃗
adjacente ao ângulo de 30° oferecido e 𝐹
𝐵 é a hipotenusa deste triângulo, logo.
𝑐𝑜𝑠30° =
𝐶𝐴
𝐻
𝑐𝑜𝑠30° =
𝐹𝐵 𝑌
𝐹𝐵
𝐹𝐵 𝑌 =
√3
.𝐹
2 𝐵
𝐹𝐵 𝑌 = 𝑐𝑜𝑠30°. 𝐹𝐴
����⃗
����⃗
A partir da decomposição dos vetores 𝐹
𝐴 e 𝐹𝐵 chegamos a três conclusões importantes:
����⃗
����⃗
1ª) As componentes horizontais, 𝐹
𝐴 𝑋 e 𝐹𝐵 𝑋 , se anulam, pois estão aplicadas no mesmo corpo e têm a mesma
intensidade, mesma direção e sentidos contrários.
����⃗
����⃗
2ª) As componentes verticais, 𝐹
𝐴 𝑌 e 𝐹𝐵 𝑌 , são iguais em intensidade, direção e sentido.
����⃗
����⃗
3ª) A soma das componentes 𝐹
𝐴 𝑌 e 𝐹𝐵 𝑌 anula o peso do balde e, portanto, �𝐹𝐴 𝑌 � + �𝐹𝐵 𝑌 � = |𝑃|.
Logo:
√3
√3
𝐹+
𝐹 = 50
2
2
√3𝐹 = 50
𝐹=
02. (LETRA A)
A Energia potencial elástica é calculada pela equação:
50
√3
𝐸𝐸 =
𝑘∙𝑥 2
2
, onde x representa a deformação da mola.
A partir desta informação concluímos que nas posições nas quais a deformação da mola for máxima, no caso, A e
B, a energia potencial elástica também será máxima.
Ao partir da posição A, de deformação máxima, para a posição O, a mola aplica sobre o bloco uma força elástica
realizando trabalho e, por consequência, transmitindo energia ao bloco. Portanto, ao passar pela posição O, a
energia cinética do bloco será máxima.
A pressão na interface, 𝑃𝑖 , entre a água e a glicerina pode ser obtida
03. (LETRA E)
pela soma das pressões atmosférica e da água, dada pela expressão:
10cm = 0,1m
𝑃𝑖 = 𝑃𝐴𝑇𝑀 + 𝜇𝐴 ∙ 𝑔 ∙ ℎ = 1,01 ∙ 105
𝑃 = 1,01 ∙ 105
1,0m
𝑚
𝑁
𝑘𝑔
+ 103 3 ∙ 10 2 . 0,1𝑚
2
𝑠
𝑚
𝑚
𝑁
𝑁
𝑁
5
5
+
0,01
∙
10
=
1,02
∙
10
𝑚2
𝑚2
𝑚2
𝑃 = 1,02 ∙ 105 𝑃𝑎
A pressão no fundo do recipiente será dada pela soma da pressão na
interface entre a água e a glicerina com a pressão hidrostática
gerada por 1,0m de glicerina:
𝑃𝐹𝑢𝑛𝑑𝑜 = 1,02 ∙ 105
𝑚
𝑁
𝑘𝑔
+ 1,3 ∙ 103 3 ∙ 10 2 . 1𝑚
𝑠
𝑚2
𝑚
𝑃𝐹𝑢𝑛𝑑𝑜 = 1,02 ∙ 105
𝑁
𝑁
+ 0,13 ∙ 105 2
2
𝑚
𝑚
𝑃𝐹𝑢𝑛𝑑𝑜 = 1,15 ∙ 105 𝑃𝑎
04. (LETRA E)
Pela equação 𝑣 = 𝜆 ∙ 𝑓 , onde a velocidade de propagação da onda é igual ao comprimento de onda multiplicado
pela frequência de oscilação da onda, podemos determinar a velocidade de propagação da onda que se propaga na
corda de guitarra.
A questão sugere que a corda tenha seu comprimento reduzido à metade e, conseqüentemente o comprimento de
onda será reduzido à metade, mas as características da corda como densidade e temperatura não foram alteradas
mantendo o mesmo meio de propagação, ou seja, a velocidade da onda não foi alterada.
Sendo assim:
𝑣𝑜 = 𝑣𝑜
𝜆𝑜 ∙ 𝑓𝑜 =
05. (LETRA C)
→
𝜆𝑜
2
2 ∙ 246 = 𝑓𝑓
∙ 𝑓𝑓
𝜆𝑜 ∙ 𝑓𝑜 = 𝜆𝑓 ∙ 𝑓𝑓
→
→
2 ∙ 𝑓𝑜 = 𝑓𝑓
492𝐻𝑧 = 𝑓𝑓
I – CORRETA.
II – ERRADA.
O gráfico sugere que o volume de água é maior do que o volume do recipiente para valores de temperaturas acima
de 4°C e abaixo de 4°C.
III – CORRETA.
06. (LETRA B)
(2) Um peixe visto da margem de um rio parece estar a uma profundidade menor do que realmente está. REFRAÇÃO.
O fenômeno da refração consiste no fato de que, quando uma onda passa de um meio de propagação para outro
sua velocidade de propagação e comprimento de onda sofrem alterações, tais alterações podem provocar distorções
ópticas como a citada acima.
(3) Uma pessoa empurra periodicamente uma criança em um balanço de modo que o balanço atinja alturas cada vez
maiores. RESSONÂNCIA.
O fenômeno da ressonância consiste no fato de que um sistema pode oscilar estimulado pela oscilação periódica de
outro sistema, como por exemplo, os empurrões periódicos da pessoa estimulam a oscilação, de mesmo período, da
criança no balanço.
(1) Os morcegos conseguem localizar obstáculos e suas presas, mesmo no escuro. REFLEXÃO.
O fenômeno da reflexão consiste no fato de uma onda encontrar a interface de separação entre dois meios de
propagação distintos e não trocar de meio, voltando ao meio de origem. Morcegos emitem ondas mecânicas que, ao
encontrarem obstáculos são refletidas de volta pare ele, permitindo, assim, sua navegação.
(4) O som de uma sirene ligada parece mais agudo quando a sirene está se aproximando do observador. EFEITO
DOPPLER.
O efeito Doppler consiste na alteração de frequência de uma onda devido ao movimento relativo entre a fonte e o
observador.
07. (LETRA E)
A equação geral dos gases ideais
𝑃1 ∙𝑉1
=
𝑃2 ∙𝑉2
, mostra que, se as pressões inicial e final forem iguais, bem como
𝑇1
𝑇2
os volumes inicial e final, então a temperatura também será a mesma no início e no fim do processo. Observando
que a temperatura termodinâmica é diretamente proporcional à energia interna do sistema, não havendo variação
de temperatura também não há variação de energia interna.
08. (LETRA B)
Através da razão entre as resistências final e inicial, teremos:
𝜌 ∙ 2𝐿
� 𝐴 �
𝑅𝑓
2
=
𝜌∙𝐿
𝑅𝑖
�
�
𝐴
𝜌 ∙ 2𝐿
� 𝐴 �
𝑅𝑓
2
=
𝜌∙𝐿
𝑅𝑖
�
�
𝐴
→
2
�1�
𝑅𝑓
= 2 =4
(1)
𝑅𝑖
→
𝑅𝑓 = 4𝑅𝑖
09. (LETRA D)
|𝑃| = |𝐹|
Y
𝑚 ∙ |𝑔| = |𝐵| ∙ |𝑣| ∙ |𝑞| ∙ 𝑠𝑒𝑛𝜃
𝐹⃗
𝑃�⃗
4 ∙ 10−6 ∙ 10 = |𝐵| ∙ 100 ∙ 2 ∙ 10−7 ∙ 1
2𝑇 = |𝐵|
𝑣⃗
Cuidado!
X
𝑚 = 4𝑚𝑔 = 4 ∙ 10−3 𝑔
𝑚 = 4 ∙ 10−6 𝑘𝑔 (𝑆𝐼)
Aplicando a regra da mão direita para uma velocidade horizontal para a direita e uma força vertical para cima, o
campo magnético deve ser perpendicular ao plano xy (portanto perpendicular à velocidade) e entrando na página.
10. (LETRA D)
(V)
(F) No processo de fusão há liberação de energia.
(F) A massa do núcleo formado na fusão é menor do que a soma das massas dos núcleos que se fundiram, devido à
liberação de energia. (𝐸 = 𝑚 ∙ 𝑐 2 ).
(V)
(V)