UFRGS 2008
RESOLUÇÃO DA PROVA DE FÍSICA
Prof. Giovane Irribarem de Mello
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Instrução: As questões 01 e 02 referem-se ao enunciado
abaixo.
O gráfico que segue representa os movimentos unidimensionais de duas partículas, 1 e 2, observados no intervalo de tempo (0, tF). A partícula 1 segue uma trajetória
partindo do ponto A, e a partícula 2, partindo do ponto B.
Essas partículas se cruzam no instante tC.
[email protected]
RESOLUÇÃO DAS QUESTÕES 01 E 02
O gráfico mostrado trata de duas partículas cujos movimentos são acelerados. Isso é percebido devido o gráfico
ser parabólico.
Para responder a questão temos que lembrar de algumas
propriedades dos gráficos:
1ª a reta tangente à curva indica a velocidade ou o sinal
da mesma.
2ª a parábola voltada para baixou ou para cima indica o
sinal da aceleração.
Portanto com essas duas já podemos responder a primeira questão.
Na curva da partícula um a reta tangente tem inclinação
positiva, portanto sua velocidade é v1 > 0 e a curva da
partícula 2 tem inclinação contrária e com isso velocidade
negativa v2 < 0.
1. As velocidades escalares das partículas 1 e 2 no instante tC e suas acelerações escalares são, respectivamente,
(A)
v1 < 0
v2 < 0
a1 > 0
a2> 0
(B)
v1 > 0
v2 < 0
a1 > 0
a2> 0
(C)
v1 < 0
v2 > 0
a1 < 0
a2< 0
(D)
v1 > 0
v2 < 0
a1 < 0
a2< 0
(E)
v1 > 0
v2 > 0
a1 > 0
a2 < 0
2. Quando as velocidades escalares das partículas 1 e 2,
no intervalo observado, serão iguais?
(A) Em t = 0.
(B) Em tC.
(C) Entre 0 e tC.
(D) Entre tC e tF.
(E) Em nenhum instante de tempo neste intervalo.
Para a aceleração vemos que ambas as curvas estão
voltadas para baixo isso indica uma aceleração negativa,
a1 < 0 e a2 < 0.
Com isso resposta letra “D”.
3. Assinale a alternativa que preenche corretamente as
lacunas do texto abaixo, na ordem em que aparecem.
Um artista do Cirque du Soleil oscila, com pequenas amplitudes, pendurado em uma corda de massa desprezível.
O artista, posicionado a 5,0 m abaixo do ponto de fixação
da corda, oscila como se fosse um pêndulo simples. Nessas condições, o seu período de oscilação é de, aproximadamente, ........ s. Para aumentar o período de oscilação, o artista deve ........ mais na corda.
(Considere g = 10 m/s2.)
(A) 2π
-
subir
(B) π 2
(C) π
(E) π/2
-
descer
descer
(D) π/ 2 -
-
Na questão dois, como já sabemos que as inclinações das
retas tangentes medem a velocidade das partículas podemos analisar que elas nunca terão velocidades iguais, pois
suas inclinações são sempre diferentes e opostas.
Portanto resposta letra “E”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 03
A questão trata de um pêndulo simples e devemos na
primeira situação determinar o seu período. E para isso
basta utilizar a relação:
l
T = 2π
g
descer
subir
Como o comprimento foi dado l = 5m , então basta aplicar
na relação acima.
l
5
1 2π
2 π 2 2π 2
T = 2π
= 2π
= 2π
=
=
.
=
=π 2
g
10
2
2
2
2 2
4. Considere as seguintes afirmações.
I - Para que um satélite se mantenha em uma órbita circular ao redor da Terra, a força resultante sobre ele não
deve ser nula.
II - O efeito de marés oceânicas, que consiste na alteração
do nível da água do mar, não é influenciado pelo Sol, apesar da grande massa deste.
III - O módulo da aceleração da gravidade em um ponto no
interior de um planeta diminui com a distância desse ponto
em relação ao centro do planeta.
Tendo em vista os conceitos da Gravitação Universal,
quais estão corretas?
(A) Apenas I.
(C) Apenas I e III.
(E) I, II e III.
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Portanto o período é T = π 2 s , resposta letra “B”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 04
A primeira afirmação está certa, pois um satélite executando um movimento circular está sujeito à uma força centrípeta, e portanto, a resultante das forças é diferente de
zero.
A segunda afirmação está errada, pois o fenômeno das
marés é influenciado pelo Sol quanto pela Lua.
A terceira afirmação está correta, pois a gravidade no interior do planeta não obedece a Lei da Gravitação Universal de Newton. E à medida que nos aproximamos do centro do planeta a gravidade se reduz de forma linear.
Portanto, resposta letra “C”.
(B) Apenas II.
(D) Apenas II e III.
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5. Assinale a alternativa que preenche corretamente as
lacunas do texto abaixo, na ordem em que aparecem.
Nos quadrinhos a seguir, vemos uma andorinha em vôo
perseguindo um inseto que tenta escapar. Ambos estão
em MRU e, depois de um tempo, a andorinha finalmente
consegue apanhar o inseto.
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 05
A questão trata da Lei de Conservação da Quantidade de
Movimento.
Nesse caso a captura do inseto faz reduzir a velocidade
do pássaro. Note que essa redução é muito pequena, mas
existe. Ela pode ser determinada da seguinte maneira:
QA = QD ⇒ mP.vP + mi.vi = (mP + mi).v
Onde “v” é a velocidade após a captura do inseto. Agora
isolando “v” temos:
m .v + m i .v i
v= P P
(mP + mi )
Se você escolher valores para as massas e velocidades
verá que a velocidade após a captura será sempre menor
e esta situação onde os dois corpos saem juntos após a
colisão é chamada de colisão inelástica.
Portanto letra “D”.
Nessas circunstâncias, pode-se afirmar que, imediatamente após apanhar o inseto, o módulo da velocidade final da
andorinha é .............. módulo de sua velocidade inicial, e
que o ato de apanhar o inseto pode ser considerado como
uma colisão ................ .
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 06
Para resolver esta questão temos que usar o Momento de
uma força. No caso da pinça como não há rotação, portanto a soma dos momentos de cada força deve ser zero,
com isso temos:
(1)
MA + MB = 0
Como o momento de uma força é calculado pela relação:
M = F.d
(2)
Então podemos calcular o momento de cada força usando
a expressão (2) na primeira expressão (1). Lembre-se de
que a distância dB = 4.dA, e observe que também aparecerá um sinal de (-) entre os momentos, pois o momento produzido em A deve ter sentido oposto ao de B para que a
pinça se mantenha sem rotação.
FA.dA - FB.dB = 0 ⇒ 4.dA - FB.dB = 0 ⇒ 4.dA - FB.4dA = 0 ⇒
4.dA = FB.4dA ⇒ FB = 1N
Resposta letra “A”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 07
Usando a Lei de Conservação podemos resolver este problema. Cuidado que as unidades devem estar no sistema
internacional.
Igualando as formas de energia que a mola possui ao ser
comprimida (EMA) e após ser solta (EMD) temos:
k.x 2 m.v 2
EMA = EMD ⇒ EPe = EC ⇒
=
2
2
(A) maior que o - inelástica
(B) menor que o - elástica
(C) maior que o – elástica
(D) menor que o - inelástica
(E) igual ao - inelástica
6. Pinças são utilizadas para manipulação de pequenos
objetos. Seu princípio de funcionamento consiste na aplicação de forças opostas normais a cada um dos braços da
pinça. Na figura abaixo, está representada a aplicação de
uma força no ponto A, que se encontra a uma distância
OA de um ponto de apoio localizado em O. No ponto B, é
colocado um objeto entre os braços da pinça, e a distância
deste ponto ao ponto de apoio é OB = 4x OA .
Sabendo-se que a força aplicada em A é de 4 N em cada
braço, qual é a força transferida ao objeto, por braço?
(
(A) 1 N.
(B) 4 N.
(C) 8 N.
(D) 16 N.
(E) 32 N.
7. Uma mola helicoidal de massa igual a 1,0 g e com constante elástica de 4000 N/m encontra-se sobre uma superfície horizontal e lisa, com seu eixo paralelo a essa superfície. Uma das extremidades da mola é, então, encostada
em um anteparo fixo; depois, a mola é comprimida até sofrer uma deformação de 1,0 mm e é repentinamente liberada. Desprezando-se as possíveis oscilações da mola e
os atritos existentes, a velocidade escalar máxima que ela
irá atingir, ao ser liberada, será
(A) 2 m/s.
(B) 2 2 m/s.
(C) 4 m/s.
(E) 4 5 m/s.
(D) 4 2 m/s.
8. Um objeto de massa igual a 0,5 kg é arremessado
verticalmente para cima. O valor de sua energia cinética, a
uma altura y = 4,0 m, é Ec = 10,0 J. Qual é a altura
máxima que o objeto atinge? (Despreze atritos existentes
e considere g = 10 m/s2.)
(A) 1,0 m. (B) 4,0 m.
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(C) 6,0 m.
)
2
4000. 1x10 −3
1x10 − 3.v 2
=
⇒ 4 = v 2 ⇒ v = 4 = 2 m/s
2/
2/
Resposta letra “A”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 08
Nesta questão usaremos novamente a Lei de Conservação de Energia. Com isso igualamos as formas de energia
que o objeto possui a uma altura “y” (EMy) com as formas
de energia no ponto mais alto (EMX).
Tome cuidado que no ponto “y” o objeto possui duas formas de energia, a cinética e potencial gravitacional, e no
ponto mais alto apenas potencial gravitacional.
EMy = EMX ⇒ EPg + EC = EPg ⇒ m.g.hy + 10 = m.g.hX ⇒
0,5.10.4 + 10 = 0,5.10.hX ⇒ 20 + 10 = 5.hX ⇒ hX = 6 m
Resposta letra “C”.
(D) 7,5 m. (E) 15,0 m.
2
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9. A figura que segue representa uma esfera que desliza
sem rolar sobre uma superfície perfeitamente lisa em direção a uma mola em repouso. A esfera irá comprimir a mola e será arremessada de volta. A energia mecânica do
sistema é suficiente para que a esfera suba a rampa e
continue em movimento.
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 09
Lendo com atenção o enunciado, percebemos que o
instante t0 a mola possui sua máxima compressão e com
isso a velocidade da esfera é zero, implicando que sua
energia cinética seja nula também.
Dos gráficos da questão podemos excluir a letra A, pois
em t0 a energia cinética da esfera é diferente de zero.
O gráfico da letra B também em t0 a energia cinética é
negativa, e portanto, diferente de zero.
Na letra D e E temos situações análogas onde em t0 a
energia cinética da esfera é diferente de zero e com isso
analisando a letra C, vemos que em t0 a energia cinética é
zero e apenas com essa informação respondemos a questão. Então letra “C”.
Considerando t0 o instante em que ocorre a máxima compressão da mola, assinale, entre os gráficos abaixo, aquele que melhor representa a possível evolução da energia
cinética da esfera.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 10
Usando o Princípio de Pascal podemos resolver a questão
com alguns cálculos, mas cuidado com as conversões de
unidades!
O Princípio de Pascal diz que a pressão transmitida em
um líquido é transmitida igualmente para todos os pontos
deste. Com isso temos:
F
F
p1 = p2 ⇒ 1 = 2
A1 A 2
Cuidado que o que foi dado na questão são as forças e o
“diâmetro” do êmbolo 1. Com isso como a área é circular,
você deve lembrar como se determina a área de uma
circunferência.
10/ 0/
1000/ 0/
1
100
1
100
=
⇒
=
⇒
=
2
2
2
2
2
d
0
.
05
π.R1
π.R 2
(0,025) d22 2
π/. 2
π/. 22
( )
2
( )
( )
2
d
⎛ d2 ⎞
⎛d ⎞
⎜ ⎟ = 100.0,000625 ⇒ ⎜ 2 ⎟ = 0,0625 ⇒ 2 = 0,0625
2
2
2
⎝ ⎠
⎝ ⎠
d2
= 0,25 ⇒ d2 = 0,5m
2
Ufaaaa!!! A primeira lacuna foi!
Para determinar a pressão transmitida, podemos usar os
valores tanto do êmbolo quanto os do êmbolo 2.
Vamos neste caso usar os valores do êmbolo 1 para
determinar a pressão transmitida.
F
100
100
100
100
p1 = 1 =
=
=
=
2
2
2
A 1 π.R1 3,14. 0,05
3,14.0,000625
3,14.(0,025 )
10. Assinale a alternativa que preenche corretamente as
lacunas do texto que segue, na ordem em que aparecem.
A figura abaixo representa uma prensa hidráulica composta por dois pistões, de diâmetros d1 e d2. O motor aplica
uma força axial de intensidade F1 = 100 N no pistão de
diâmetro d1 = 0,05 m. Para que se possa obter uma força
de intensidade F2 = 10000 N no pistão de diâmetro d2, esse diâmetro deve ser igual a ..............., e a pressão transmitida será de .............. .
( )
2
p1 =
10
2
3,14.6,25 x10 − 4
10 2 x10 4
10 6
=
=
= 0,0509 x10 6
19,625
19,625
p1 = 50,9 x10 3 Pa = 50,9kPa
Ufaaa de novo!!! Então a resposta é a letra “C”.
(A) 0,25 m - 50,9 kPa
(B) 0,50 m - 12,7 kPa
(C) 0,50 m - 50,9 kPa
(D) 0,12 m - 50,9 Pa
(E) 0,12 m - 12,7 Pa
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11. A figura abaixo representa um campo elétrico uniforme
r
E existente entre duas placas extensas, planas e paralelas, no vácuo. Uma partícula é lançada horizontalmente,
com velocidade de módulo constante, a partir do ponto P
situado a meia distância entre as placas. As curvas 1, 2 e
3 indicam possíveis trajetórias da partícula. Suponha que
ela não sofra ação da força gravitacional.
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 11
Na figura vemos o vetor campo elétrico dirigido verticalmente e para baixo, isso indica que as placas estão carregadas com uma carga positiva na placa de cima, pois
sabemos que o campo elétrico sai da placa positiva e está
direcionado para a placa negativa, que está na parte de
baixo.
Portanto podemos analisar as alternativas:
Na letra A, temos uma trajetória voltada para baixo em
direção à placa negativa, portando a carga não pode ser
negativa, pois esta seria repelida.
Na letra B, temos novamente uma trajetória para baixo em
direção à placa negativa, porém agora a carga que se
desloca é positiva e com isso esta alternativa está correta,
pois a carga positiva é atraída pela placa negativa.
Na letra C, a trajetória para cima teria que ser uma carga
negativa e não positiva, pois esta seria repelida pela placa.
Na letra D, a trajetória 1 como a partícula se curva, ela
obrigatoriamente deve estar carregada.
Na letra E, a trajetória 2 não indica mudança na trajetória,
portanto não há força elétrica atuando, com isso a
partícula deveria ser neutra e não positivamente.
Então correta a letra “B”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 12
Para determinar o potencial sobre a superfície da Lua,
basta usar a relação:
Q
U=k
d
Calculando o potencial temos:
− 10 6
9 − 1015
Q
U = k0
= 9 x10 9.
=
x
≅ −2,4 x10 7 V
8
d
3,8
3,8 x10
10 8
Portanto resposta letra “A”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 13
Note que quando temos uma corrente passando no fio
exposta ao campo magnético, age sobre o fio uma força.
A orientação dessa força depende do sentido da corrente
e do campo magnético.
F = B.i. l
Com base nesses dados, assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do seguinte enunciado.
A trajetória ................ indica que a partícula ......... .
(A) 3 - está carregada negativamente
(B) 3 - está carregada positivamente
(C) 1 - está carregada positivamente
(D) 1 - não está carregada
(E) 2 - está carregada positivamente
12. Uma carga de -106 C está uniformemente distribuída
sobre a superfície terrestre. Considerando-se que o potencial elétrico criado por essa carga é nulo a uma distância
infinita, qual será aproximadamente o valor desse potencial elétrico sobre a superfície da Lua?
(Dados: DTerra-Lua = 3,8x108 m; k0 = 9x109 Nm2/C2.)
(A) -2,4x107 V.
(D) -0,6x107 V.
(B) -0,6x10-1 V.
(E) -9,0x106 V.
(C) -2,4x10-5 V.
13. Na figura abaixo, um fio condutor flexível encontra-se
na presença de um campo magnético constante e uniforme perpendicular ao plano da página. Na ausência de
corrente elétrica, o fio permanece na posição B. Quando o
fio é percorrido por certa corrente elétrica estacionária, ele
assume a posição A.
Portanto para o fio assumir a posição “C”, devemos mudar
o sentido da corrente ou o do campo magnético.
Resposta letra “B”.
Nas alternativas “C”, “D” e “E” quando desligamos
lentamente, faremos o fio simplesmente retornar a posição
de origem “B”.
Na alternativa “A” mudando o sentido da corrente o fio iria
pra posição “B”, porém como também é alterado o campo
magnético ele retorna à posição “A”.
Para que o fio assuma a posição C, é necessário
(A) inverter o sentido da corrente e do campo aplicado.
(B) inverter o sentido da corrente ou inverter o sentido do
campo.
(C) desligar lentamente o campo.
(D) desligar lentamente a corrente.
(E) desligar lentamente o campo e a corrente.
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14. Um secador de cabelo é constituído, basicamente, por
um resistor e um soprador (motor elétrico). O resistor tem
resistência elétrica de 10 Ω. O aparelho opera na voltagem de 110 V e o soprador tem consumo de energia desprezível. Supondo-se que o secador seja ligado por 15
min diariamente, e que o valor da tarifa de energia elétrica
seja de R$ 0,40 por kWh, o valor total do consumo mensal, em reais, será de aproximadamente
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 14
Para saber o custo mensal do secador de cabelo, primeiro
temos que determinar a quantidade de energia consumida
diariamente, e para isto, basta usar a relação:
110 2 1
U2
ED = P.t ⇒ E =
. = 302,5 Wh = 0,3025kWh
.t =
10 4
R
Note que o tempo de uso do secador foi passado para
horas, e com o resultado acima podemos encontrar o
consumo mensal, multiplicando o resultado por 30 dias.
EM = 30.ED = 30.0,3025 = 9,075kWh
Agora com uma regra de três determinamos o custo
mensal.
1kWh ↔ R$ 0,40
X = 9,075 .0,40 = 3,63 ≅ 3,60 Reais
9,075 ↔ X
Portanto letra “C”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 15
Note que no circuito da questão, se retiramos o resistor R4,
ficamos com um circuito:
(A) 0,36. (B) 3,30. (C) 3,60. (D) 33,00. (E) 360,00.
15. Observe o circuito esquematizado na figura abaixo.
Se o ramo que contém a resistência R4 fosse retirado, a
resistência equivalente seria
⎛ 1
1 ⎞
⎟⎟
+
(B) ⎜⎜
⎝ R1 R 2 ⎠
(A) R1 + R2 + R3.
⎛ 1
1
1
(C) ⎜⎜
+
+
⎝ R1 R 2 R 3
−1
⎞
⎟⎟ .
⎠
−1
+ R3 .
⎛
1
1
(D) ⎜⎜
+
⎝ R1 + R 2 R 3
−1
⎞
⎟⎟ .
⎠
O circuito acima é misto e os resistores R1 e R2 estão em
paralelo, contudo o resistor R3 está em série com eles.
Então para determinar a resistência equivalente deste novo circuito fazemos:
O paralelo de R1 e R2:
−1
⎞
⎛ 1
1
⎟⎟ .
(E) ⎜⎜
+
⎝ R1 R 2 + R 3 ⎠
Instrução: As questões 16 e 17 referem-se ao enunciado
abaixo.
Dois cubos metálicos com dimensões idênticas, um de ouro (A), outro de chumbo (B), estão sobre uma placa aquecedora, inicialmente em temperatura ambiente.
A tabela abaixo apresenta algumas das propriedades térmicas desses dois materiais.
Propriedades térmicas
A
B
ouro
chumbo
Condutividade térmica
317
35
(W/(m.K))
15
29
Coeficiente de dilatação linear
(10-6/K)
Calor específico
130
130
(J/(kg.K))
19600
11400
Densidade/Massa específica
(kg/m3)
16. Assinale a alternativa que preenche corretamente as
lacunas do texto abaixo, na ordem em que aparecem.
No topo de cada cubo é colocada uma cabeça de fósforo
que fica em contato direto com o cubo. Os dois cubos são
aquecidos a uma temperatura final levemente superior à
de ignição do fósforo.
Com base nos dados da tabela, conclui-se que o fósforo
acenderá primeiro no cubo ......... e que a aresta do cubo A
será ............ do cubo B no estado de equilíbrio térmico.
(A) A - menor que a
(C) B - maior que a
(E) A - igual à
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`−1
⎛ 1
1
1 ⎞
⎟⎟
= ⎜⎜
+
1
1
+R
RParalelo
⎝ R1 R 2 ⎠
R1
2
Como R3 está em série basta somar seu valor ao resultado
acima e obtemos a resposta.
1
=
1
1
+
⇒ R eq =
R1 R 2
`−1
⎛ 1
1 ⎞
⎟⎟ + R 3
R eq = ⎜⎜
+
⎝ R1 R 2 ⎠
Portanto resposta letra “B”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 16
Para responder a primeira lacuna da questão devemos
observar a propriedade da “Condutividade Térmica”, pois é
ela que vai fazer qual material transmitir o calor mais rápido entre suas faces. Quanto ela for mais rápida a transmissão do calor entre as faces.
Olhando pra tabela vemos que o cubo A feito de Ouro,
tem uma maior condutividade e com isso acenderá primeiro o fósforo.
E para responder a segunda devemos observar a propriedade do “Coeficiente de dilatação linear”, pois aqui veremos qual cubo sofrerá maior aumento em sua aresta.
Quanto maior ela for, maior a dilatação sofrida da aresta
do cubo.
Olhando pra tabela vemos que o cubo A terá menor aresta dilatada do que o B.
Portanto letra “A”.
(B) A - maior que a
(D) B - menor que a
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17. Assinale a alternativa que preenche corretamente as
lacunas do texto abaixo, na ordem em que aparecem.
Em outro experimento, a cada um dos cubos é fornecida,
independentemente, a mesma quantidade de calor. A
temperatura final do cubo A será ............. que a do B, e a
variação de energia interna dos cubos será ............... .
(A) maior – positiva
(B) maior – negativa
(C) maior - zero
(D) menor - zero
(E) menor - positiva
18. O gráfico abaixo representa o ciclo de uma máquina
térmica ideal.
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 17
Para responder a primeira lacuna temos que fazer uma
analise mais minuciosa, caso contrário erramos a questão.
Observe que ambos os cubos receberam a mesma quantidade de calor, isso automaticamente fará o aluno analisar
a propriedade do “Calor Específico”. Pois lembrando a relação: Q = m.c.ΔT ⇒ isolando a variação de temperatura
Q
ΔT =
m.c
Ao verificar a relação acima vemos que tanto a quantidade
de calor “Q” e os calores específicos “c” dos cubos são
iguais, porém existe um detalhe que é a massa dos cubos.
Na tabela vemos que as “Densidades” dos cubos são diferentes, sendo a do Ouro maior que a do chumbo, e isso
implica que para o mesmo volume existe uma quantidade
de massa de Ouro maior do que a de Chumbo.
Como a variação da temperatura é inversamente proporcional à massa (relação acima), o cubo que tiver a maior
massa (Ouro) terá a menor temperatura final.
Na segunda lacuna, sabemos que a energia interna é proporcional à temperatura e como os dois cubos recebem
calor e suas temperaturas aumentam, as variações de
suas energias internas são positivas.
Então letra “E”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 18
Para determinar o trabalho do ciclo, basta calcular a área
do próprio ciclo. Vamos dividir o ciclo em duas áreas:
O trabalho total realizado em um ciclo é
(A) 0 J.
(B) 3,0 J.
(C) 4,5 J.
(D) 6,0 J.
(E) 9,0 J.
19. Assinale a alternativa que preenche corretamente as
lacunas do texto abaixo, na ordem em que aparecem.
Três meios transparentes, A, B e C, com índices de refração nA, nB e nC, respectivamente, são dispostos como indicado na figura abaixo.
Uma frente de onda plana monocromática incide sobre os
meios A e B. A fase da onda que passa por B apresenta
um atraso em relação à que passa por A. Portanto, o índice nA é ............ que o índice nB. Após essas ondas atravessarem o meio C, o atraso Δt correspondente é ..............
anterior.
(A) menor - menor que o
(B) maior - menor que o
(C) menor - maior que o
(D) menor - igual ao
(E) maior - igual ao
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Já a parte inclinada do ciclo, temos que fazer a diferença
das áreas do trapézio e um triângulo para achar a área
entre as retas inclinadas.
(3 + 1).3 − 3.2 = 6 − 3 = 3 J
W2 =
2
2
Portanto o trabalho do ciclo será a soma das áreas ou dos
trabalhos de cada área.
W = W1 + W2 = 3 + 3 = 6J
Resposta letra “D”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 19
Na figura do problema, a frente de onda que passou por B
e sofreu um atraso, isto indica que os índices de refração
dos meios A e B são diferentes e quanto maior o índice de
refração menor a velocidade da onda no meio.
c
n=
v
“v” indica a velocidade no meio em questão e “n” o índice
de refração do meio. Como está na relação acima, o índice de refração é inversamente proporcional à velocidade
da onda no meio. Com isso sabemos que a velocidade da
onda ao passar por A é maior, e então, um índice de refração menor do que o do meio B.
E quando as ondas atravessarem o meio C, este afetará
as duas ondas da mesma forma, portanto o atraso será
igual ao anterior.
Resposta letra “D”.
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20. A figura abaixo representa a vista frontal de Homer
comendo em frente a dois espelhos planos, posicionados
perpendicularmente entre si.
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 20
Nessa questão temos o Homer em frente a dois espelhos
planos, formando entre si um ângulo de 90o.
E para saber como são as imagens que os espelhos produzem observe o exemplo abaixo.
Assinale a alternativa que representa a imagem que
Homer observa nos espelhos.
No esquema acima à esquerda, vemos que as imagens i1
e i2, são simétricas ao objeto, isso quer dizer que ele se
enxerga sem modificação, porém a imagem i3 está invertida, mas como o espelho da questão possui uma divisão
de separação entre ambos, a imagem observada por Homer estará cortada ao meio como mostra o esquema à
direita.
Com isso a única alternativa que possui uma resposta é a
letra “A”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 21
Para encontrar o comprimento de onda basta verificar, por
exemplo, a distância entre as cristas ou vales da onda
dentro do tubo, como a figura abaixo.
21. O oboé é um instrumento de sopro que se baseia na
física dos tubos sonoros abertos. Um oboé, tocado por um
músico, emite uma nota dó, que forma uma onda
estacionária, representada na figura abaixo.
Com isso vemos dois ciclos dentro do tubo. Como o tubo
tem 66,4 cm, o comprimento de onda vale a metade.
L 66,4
λ= =
= 33,2 cm = 0,332 m
2
2
Agora para determinar a freqüência, basta usar a relação:
v
340
v = λ.f ⇒ f = =
≅ 1024 Hz
λ 0,332
Portanto resposta letra “E”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 22
De acordo com a Lei de Wien:
cons tan te
λ=
T
E em nossas experiências diárias, vemos que quando
aquecemos um prego, por exemplo, este emite radiação
devido ao seu aquecimento.
Portanto a radiação depende basicamente da temperatura do corpo.
Com isso, resposta letra “E”.
Sabendo-se que o comprimento do oboé é L = 66,4 cm,
quais são, aproximadamente, o comprimento de onda e a
freqüência associados a essa nota? (Dado: a velocidade
do som é igual a 340 m/s.)
(A) 66,4 cm e 1024 Hz.
(B) 33,2 cm e 512 Hz.
(C) 16,6 cm e 256 Hz.
(D) 66,4 cm e 113 Hz.
(E) 33,2 cm e 1024 Hz.
22. O espectro de radiação emitido por um corpo negro
ideal depende basicamente de
(A) seu volume.
(B) sua condutividade térmica.
(C) sua massa.
(D) seu calor específico.
(E) sua temperatura.
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23. Assinale a alternativa que preenche corretamente as
lacunas do texto abaixo, na ordem em que aparecem.
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 23
De acordo com a relatividade restrita, os corpo que andam
a grandes velocidades (próximas a da luz) o tempo e o
espaço para os viajantes é diferente para os que estão em
repouso observando. Portanto é possível atravessarmos
a Via Láctea em um intervalo de tempo menor que 100
anos, pois andando a grandes velocidades o tempo passa
mais devagar para o viajante (dilatação do tempo), e as
distâncias serão menores que 100 anos-luz (contração do
espaço).
Portanto, resposta letra “C”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 24
Observe que o elétron estava inicialmente em seu estado
fundamental ou estado de mais baixa energia, após isso
ele absorve um fóton passado para um nível mais alto de
energia, porém o elétron agora emite um fóton e com isso
decai de nível, mas note que ele não retorna ao estado
fundamental e com isso vamos verificar as afirmações.
A primeira afirmação está correta, pois ao decair ele ainda
está em um estado superior ao fundamental de mais baixa
energia.
A segunda afirmação também está correta, pois a energia
do fóton emitido é proporcional à diferença de energia entre os níveis.
A terceira afirmação está errada, pois ao emitir um fóton,
o átomo deve recuar obedecendo as Leis de Conservação
de Quantidade de Movimento. Exemplificando, é como
uma arma, que ao disparar o projétil sofre um recuo, e o
átomo tem comportamento semelhante.
Resposta letra “B”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 25
Lembrando dos processos de transmutação, podemos
verificar as afirmações.
A afirmativa I está correta, pois a partícula α possui uma
massa atômica igual a A = 4 e número atômico igual Z = 2,
como a massa do Urânio sofreu uma redução de 4
unidades e 2 unidades no seu número atômico.
A afirmativa II está correta, pois na alternativa I já mostra
essa situação onde o Urânio ao emitir uma partícula alfa
passa a reduzir seu número atômico e se transformando
em um outro elemento.
A afirmativa III está correta, pois a partícula α tem carga
positiva e a β tem carga negativa.
Resposta letra “E”.
De acordo com a relatividade restrita, é ...................... atravessarmos o diâmetro da Via Láctea, uma distância de
aproximadamente 100 anos-luz (equivalente a 1018 m), em
um intervalo de tempo bem menor que 100 anos. Isso pode ser explicado pelo fenômeno de ..................... do comprimento, como visto pelo viajante, ou ainda pelo fenômeno de ................. temporal, como observado por quem
está em repouso em relação à galáxia.
(A) impossível - contração – dilatação
(B) possível - dilatação – contração
(C) possível - contração – dilatação
(D) impossível - dilatação – contração
(E) impossível - contração - contração
24. Um átomo em seu estado fundamental absorve a
energia de um fóton e passa para um estado excitado.
Sabe-se que, ao decair para outro estado intermediário
(exceto o fundamental), o átomo emite um fóton.
Considere as seguintes afirmações a esse respeito.
I - O estado intermediário tem energia maior que o estado
fundamental.
II - O fóton emitido tem freqüência menor que o fóton absorvido.
III - Ao emitir o fóton, o átomo não recua.
Quais estão corretas?
(A) Apenas I.
(B) Apenas I e II.
(C) Apenas I e III.
(D) Apenas II e III.
(E) I, II e III.
25. Considere as afirmações abaixo, acerca de processos
radioativos.
I - O isótopo radioativo do urânio (A = 235, Z = 92) pode
decair para um isótopo do tório (A = 231, Z = 90) através
da emissão de uma partícula α.
II - Radioatividade é o fenômeno no qual um núcleo pode
transformar-se espontaneamente em outro sem que nenhuma energia externa seja fornecida a ele.
III - As partículas α e β emitidas em certos processos radioativos são carregadas eletricamente.
Quais estão corretas?
(A) Apenas I.
(B) Apenas I e II.
(C) Apenas I e III.
(D) Apenas II e III.
(E) I, II e III.
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