Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
FÍSICA- Cinemática
Texto I
Falhou a implosão da arquibancada do
Estádio Mané Garrincha, em Brasília, programada
para a tarde deste domingo. Técnicos acionaram,
por duas vezes, os 250 kg de explosivos à base de
nitrato de amônio, mas, de acordo com o consórcio
responsável pela obra, houve um corte na linha de
detonação, o que impediu a derrubada da estrutura.
O estádio será palco da Copa do Mundo de 2014 e
da Copa das Confederações de 2013.
corresponderá ao dobro do tempo em que o
piso do primeiro andar atingirá o solo.
2. (UnB-1º2012) Considere que, utilizando-se
o modelo apresentado no texto II, tenha
transcorrido, entre o início da queda do piso
do terceiro andar e o início da queda do teto
desse andar, um tempo
em que
g é a aceleração da gravidade. Nesse caso,
o gráfico a seguir representa corretamente a
distância entre o piso e o teto do terceiro
andar durante a sua queda.
Internet: <www.uol.com.br> (com adaptações). Texto II
A figura a seguir ilustra um modelo
simplificado de um edifício, que será utilizado na
análise de alguns aspectos de uma implosão. Nesse
modelo, o prédio é constituído por quatro lajes de
massa M, separadas por quatro colunas de massa
m, e sustentado por quatro colunas fixadas no solo
(as colunas ao fundo não são mostradas na figura).
Em cada andar, a força de sustentação é
igualmente repartida entre as quatro colunas que
sustentam a laje. A altura entre o piso e o teto de
um andar é h e a altura do primeiro andar é igual a
2h. Para implodir o prédio, destroem-se
simultaneamente, por meio de uma explosão, todas
as colunas que sustentam as lajes.
1. (UnB-1º2012) Considerando-se o modelo
apresentado no texto II e supondo-se que
as estruturas, após a implosão, iniciam sua
queda a partir do repouso, é correto inferir
que o tempo que o teto do último andar do
edifício levará para atingir o solo
www.tenhoprovaamanha.com.br Considere que uma equipe de engenharia
tenha utilizado o modelo de implosão apresentado
no texto II e tenha filmado a queda do prédio.
Considere, ainda, que, após análise das imagens,
tenha sido esboçado o gráfico acima, o qual mostra
a velocidade de queda da laje superior (teto do
edifício), de massa igual a M, em função do tempo.
Com base nessas informações, julgue os itens.
3. (UnB-1º2012) Após 3 segundos, registrouse uma força de resistência de 3,7 × M
newtons.
1
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
4. (UnB-1º2012) A altura do edifício é superior
a 75 metros.
5. (UnB-1º2012) Durante os 4 segundos
iniciais, a laje caiu em queda livre.
Julgue os itens a seguir:
6. (UnB-1º2012) Considere que um projétil
seja lançado obliquamente com relação a
uma superfície horizontal e, no ponto mais
alto da trajetória, ele tenha explodido,
separando-se em duas partes de massas
iguais. Considere, ainda, que, após o
lançamento, só a força peso atua no projétil
e uma das partes fica parada
imediatamente após a explosão. Nessa
situação, desprezando-se a resistência do
ar, é correto concluir que a outra parte do
projétil irá cair a uma distância do ponto de
lançamento 50% maior que a distância a
que cairia o projétil inicial se não tivesse
explodido.
O vento solar é uma emissão contínua, em
todas as direções, de partículas carregadas que têm
origem na coroa solar. As partículas emitidas podem
ser elétrons, prótons ou neutrinos. A velocidade
dessas partículas varia entre 400 km/s e 800 km/s.
Essa emissão contínua gera uma distribuição
de íons, prótons e elétrons em todo o espaço do
sistema solar. Esse plasma de partículas
carregadas é comumente denominado mar de
prótons, ou mar de elétrons. Ao se aproximarem da
Terra, esses íons sofrem alterações em suas
trajetórias devido à presença do campo magnético
terrestre. Na região do espaço que circunda a Terra,
a densidade desse plasma é de aproximadamente
10 partículas por centímetro cúbico. O
bombardeamento da atmosfera terrestre pelo vento
solar tem efeitos profundos, uma vez que as
partículas e a radiação solar interagem com os
gases presentes na atmosfera, tais como H2, N2,
O2, CO2, CO, NO2, N2O, SO2.
www.tenhoprovaamanha.com.br 7. (UnB-1º2012) Considere que a Terra tenha
uma órbita circular de raio igual à sua
distância média do Sol. Considere, ainda,
que, em determinado instante, o Sol emite
um próton, com velocidade igual a 400
km/s, na direção formada por um ângulo θ
com a reta que une a Terra ao Sol,
conforme indicado na figura a seguir. Nessa
situação, para que o próton atinja a Terra, o
ângulo θ deverá ser tal que 4° < θ < 5°.
Julgue os itens abaixo:
8. (UnB-2º2011) Um ioiô que for solto por um
indivíduo de uma altura qualquer, girando a
partir do repouso, com a ponta de sua corda
presa ao dedo do indivíduo, levará menos
tempo para atingir o solo do que se cair em
queda livre dessa mesma altura, com a
ponta de sua corda solta e sem girar, visto
que o movimento de rotação aumenta sua
velocidade de queda.
GABARITO
1. E
2. E
3. E
4. C
5. E
2
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
6. C
7. C
8. E
FÍSICA- MCU
A história da roda pode ser muito curta ou
abranger milhares de anos — a depender da região
ou parte do globo em que é referida.
A roda transmite para o eixo de rotação, de
maneira amplificada, qualquer força aplicada
tangencialmente em sua borda, modificando a
transmissão tanto da velocidade quanto da distância
que foram aplicadas. Similarmente, a roda transmite
para a borda, de maneira reduzida, qualquer força
aplicada no seu eixo de rotação, amplificando a
transmissão tanto da velocidade quanto da distância
que foram aplicadas.
O fator importante para se determinar a
transmissão de força, velocidade e distância é a
relação entre o diâmetro da borda da roda e o
diâmetro do eixo.
A roda representa, também, o princípio básico
de todos os dispositivos mecânicos.
Internet: <www.carroantigo.com> e <www.wikipedia.org> (com adaptações). Considere que as rodas dentadas que formam a
engrenagem ilustrada na figura acima estejam
colocadas em eixos, que a roda A tenha 44 dentes
tanto na parte externa quanto na parte interna, que
as rodas B e C tenham 22 dentes cada uma e que o
número de dentes de cada uma das rodas D, E e F
seja igual a 11. A partir dessas informações, julgue
os itens:
www.tenhoprovaamanha.com.br 1. (UnB-2º2011) Na engrenagem, as rodas B e
C girarão no mesmo sentido.
2. (UnB-2º2011) É possível inferir que as
rodas B e C têm o mesmo diâmetro.
3. (UnB-2º2011) Se a roda A gira à velocidade
de 15 rotações por minuto, então a roda D
faz um giro completo a cada segundo.
4. (UnB-2º2011) Em uma situação como a
ilustrada na figura abaixo, em que se supõe
que as roldanas A e B tenham a mesma
massa e o movimento ocorra sem
deslizamento, o módulo da velocidade
angular dessas duas roldanas é o mesmo,
assim como são iguais suas energias
cinéticas.
5. (UnB-2º2011)
Considere
que,
na
engrenagem ilustrada, a roda B tenha sido
substituída por uma roda G com 24 dentes
com tamanhos compatíveis aos da roda A.
Considere, ainda, que, em determinado
instante t0, a engrenagem tenha sido
colocada
em
movimento.
Nessas
condições, a quantidade de voltas
completas que a roda A deverá girar até
que todas as rodas estejam com os dentes
na posição em que estavam no instante t0 é
a) inferior a 30.
b) superior a 30 e inferior a 60.
c) superior a 60 e inferior a 90.
d) superior a 90.
GABARITO
1. C 2. E 3. C 4. E 3
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
5. A FÍSICA- Dinâmica
A figura acima ilustra um brinquedo de base
arredondada denominado joão-bobo. Por mais que
o inclinem, ele tende a retornar a sua posição de
equilíbrio, permanecendo de pé. Considere que um
joão-bobo, ao ser inclinado, execute movimentos
oscilatórios de pequenas amplitudes. Considere,
ainda, que, para descrever o deslocamento
horizontal, em centímetros, da cabeça do joão-bobo
durante os movimentos oscilatórios, foram
propostos dois modelos distintos, conforme
expressões a seguir, em que f e g expressam o
deslocamento horizontal do ponto A posicionado no
topo da cabeça do brinquedo e o tempo t $ 0 e
medido em segundos. Considere, por fim, que, no
que se refere a esses modelos, o ponto A realize
movimento apenas no plano e que o brinquedo esta
na posição de equilíbrio quando a posição escalar
horizontal do ponto A é nula.
Primeiro modelo: f(t) = 20cos[π(t + 1)] cm
Segundo modelo: g(t) = 20^(2-t)cos[π(t + 1)] cm
1. (UnB-1º2013) No primeiro modelo, os atritos
dissipativos foram desconsiderados e, no
segundo, verifica-se a tendência de
imobilidade do joão-bobo.
Texto I
Falhou a implosão da arquibancada do
Estádio Mané Garrincha, em Brasília, programada
para a tarde deste domingo. Técnicos acionaram,
por duas vezes, os 250 kg de explosivos à base de
nitrato de amônio, mas, de acordo com o consórcio
responsável pela obra, houve um corte na linha de
detonação, o que impediu a derrubada da estrutura.
O estádio será palco da Copa do Mundo de 2014 e
da Copa das Confederações de 2013.
Internet: <www.uol.com.br> (com adaptações). Texto II
www.tenhoprovaamanha.com.br A figura a seguir ilustra um modelo
simplificado de um edifício, que será utilizado na
análise de alguns aspectos de uma implosão. Nesse
modelo, o prédio é constituído por quatro lajes de
massa M, separadas por quatro colunas de massa
m, e sustentado por quatro colunas fixadas no solo
(as colunas ao fundo não são mostradas na figura).
Em cada andar, a força de sustentação é
igualmente repartida entre as quatro colunas que
sustentam a laje. A altura entre o piso e o teto de
um andar é h e a altura do primeiro andar é igual a
2h. Para implodir o prédio, destroem-se
simultaneamente, por meio de uma explosão, todas
as colunas que sustentam as lajes.
2. (UnB-1º2012) Se, no modelo de prédio
mencionado no texto II, m = M/4, então a
força de sustentação de cada coluna fixada
ao solo é sete vezes maior que a força de
uma das colunas que sustentam o teto do
último andar.
3. (UnB-1º2012) A figura acima ilustra dois
blocos, em repouso, posicionados sobre
uma superfície plana, com um explosivo
entre eles. Após a explosão, os blocos se
separam e deslizam sobre a superfície
4
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
plana. Considere que apenas 50% da
energia de 48 kJ liberada pela explosão
seja transformada em energia cinética dos
blocos e que o coeficiente de atrito cinético
entre os blocos e a superfície seja 0,4.
Nessa situação, a distância entre os blocos
parados, após terem deslizado, será igual a
a) 2m
b) 3m
c) 4m
d) 5m
O corpo humano utiliza a energia extraída dos
alimentos, para manter o funcionamento dos seus
órgãos, realizar seus processos bioquímicos, manter
a temperatura do corpo e, ainda, realizar trabalhos
externos, tais como andar, correr e pular.
A equação da conservação da energia no
corpo humano é escrita como ∆E = ∆Q - ∆W, em
que ∆E é a variação de energia interna ou, nesse
contexto, da energia armazenada no corpo; ∆Q é a
quantidade de calor trocada com o ambiente e ∆W
é o trabalho realizado pelo corpo.
Quando em repouso, sem realizar trabalho
externo, uma pessoa consome, em média, uma taxa
de energia entre 100 W e 120 W. A taxa mínima de
consumo, denominada taxa de metabolismo basal,
indica a quantidade de energia necessária para a
realização de tarefas imprescindíveis, tais como
respiração e bombeamento de sangue através do
sistema circulatório. A energia utilizada pelo corpo é
obtida a partir de reações de oxidação, como a da
glicose, apresentada a seguir.
C6H12O6 (s) + 6O2 (g) → 6H2O(l) + 6CO2 oxidação
(g) + 686 kcal
Nessa reação química, são liberadas 686 kcal
por mol de glicose. A quantidade exata de energia
liberada por litro de oxigênio consumido depende da
dieta adotada. Em uma dieta típica, a energia
liberada por litro de O2 consumido é de 4,9 kcal.
A eficiência 0 com que um corpo realiza o
trabalho externo ∆Wext é definida por
, em
que ∆E é a energia consumida durante a realização
desse trabalho. ∆Wext pode ser diretamente
medido, ao passo que ∆E é medido com base na
quantidade de oxigênio consumido pelo corpo
durante a realização do trabalho.
A esse respeito, considere
www.tenhoprovaamanha.com.br • aceleração da gravidade: g = 10 m/s2;
• constante universal dos gases: R = 8,31 J/mol K;
• temperatura Kelvin: K = C + 273, em que C é a
temperatura em graus Celsius;
• valor da caloria: 1 cal = 4,19 J.
Tendo como referência o texto acima; considerando
que uma pessoa em repouso produz exatamente o
que consome de energia; assumindo as condições
normais de pressão e temperatura (CNPT);
desprezando as perdas de energia por reações de
oxidação inacabadas e considerando, ainda, que
todos os gases envolvidos são ideais, julgue os
itens:
4. (UnB-1º2012) Considere que uma pessoa
que tenha optado pela dieta típica
(conforme o texto) consome 2 L de oxigênio
por minuto para empurrar, com velocidade
constante de 0,5 m/s, um objeto de 40 kg
sobre uma superfície horizontal com atrito.
Nessa situação, se o coeficiente de atrito
cinético entre o objeto e a superfície é de
0,4, então a eficiência dessa pessoa ao
empurrar o objeto é inferior a 10%.
GABARITO
1. C
2. C
3. D
4. E
FÍSICA- Trabalho,
Energia e Quantidade
de movimento
5
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
então, após mais duas colisões com o
solo, a altura máxima foi superior a 60
cm.
Na situação ilustrada acima, uma criança faz
quicar uma bola iluminada por uma fonte de luz
pontual, que, posicionada no ponto P, projeta a
sombra da bola no chão. Considere que a bola e
uma esfera, o chão e um plano horizontal e,
portanto, a sombra da bola é uma região delimitada
por uma elipse. A respeito das propriedades físicas
e geométricas envolvidas nesse fenômeno, julgue o
item:
1. (UnB-1º2013) Se a bola for abandonada
de uma altura igual a 1,50 m e, após
colidir com o solo, alcançar uma altura
máxima igual a 0,50 m, colidir com o solo,
alcançar uma altura máxima igual a 0,50
m, 10 m/s² a aceleração da gravidade,
será inferior a 3,5 m/s a velocidade da
bola imediatamente após o choque com o
solo.
Uma bola de borracha, ao ser abandonada de
uma altura ho, quica no chão e retorna a altura h1,
um pouco menor que h. Logo depois, quica mais
uma vez e atinge uma altura h2, menor que h1.
Esse processo se repete, de tal forma que,
desconsiderando-se atritos e outras interferências
externas, as alturas máximas atingidas pela bola
formam uma sequência {hi}, com hi-­‐1 = qhi, i = 1,
2, 3, ..., em que q é uma constante positiva. 2. (UnB-1º2013) A constante q representa o
coeficiente de restituição entre a bola de
borracha e o solo.
3. (UnB-1º2013) A sequência formada é
uma progressão aritmética.
4. (UnB-1º2013) Se a bola foi abandonada,
inicialmente, a 1,5 m do solo e, após ter
quicado duas vezes, chegou a 0,96 m,
www.tenhoprovaamanha.com.br A figura acima ilustra um brinquedo de base
arredondada denominado joão-bobo. Por mais que
o inclinem, ele tende a retornar a sua posição de
equilíbrio, permanecendo de pé. Considere que um
joão-bobo, ao ser inclinado, execute movimentos
oscilatórios de pequenas amplitudes. Considere,
ainda, que, para descrever o deslocamento
horizontal, em centímetros, da cabeça do joão-bobo
durante os movimentos oscilatórios, foram
propostos dois modelos distintos, conforme
expressões a seguir, em que f e g expressam o
deslocamento horizontal do ponto A posicionado no
topo da cabeça do brinquedo e o tempo t $ 0 e
medido em segundos. Considere, por fim, que, no
que se refere a esses modelos, o ponto A realize
movimento apenas no plano e que o brinquedo esta
na posição de equilíbrio quando a posição escalar
horizontal do ponto A é nula.
Primeiro modelo: f(t) = 20cos[π(t + 1)] cm
Segundo modelo: g(t) = 202-t cos[π(t + 1)] cm
5. (UnB-1º2013) Assinale a opção que
apresenta a curva que melhor descreve a
variação da energia potencial do centro
de massa do joão-bobo em função do
ângulo que mede sua inclinação com
relação à reta vertical.
6
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
Enviado pela Nasa, o robô Opportunity
aterrissou em Marte no dia 25/01/2004, para uma
missão de exploração da superfície desse planeta.
Marte, o quarto planeta mais próximo do Sol,
é conhecido como o Planeta Vermelho, pois lá, as
rochas, o solo e o céu têm uma tonalidade vermelha
ou rosa. A superfície desse planeta é formada
principalmente por óxido de ferro, mas já foi
detectada a presença de outros elementos, como
sódio, potássio e cloro, que podem servir como
nutrientes para formas de vida. A atmosfera de
Marte é composta, em mais de 95%, por CO2, e a
temperatura e a pressão atmosférica médias do
planeta são iguais a -60 ºC e 6,0 × 10-3 atm,
respectivamente. Nas calotas polares, entretanto, a
temperatura chega a -140 ºC, o que é suficiente
para provocar a condensação do CO2 e acarretar a
formação de uma espécie de neve. A tabela a
seguir apresenta alguns dados relativos ao Planeta
Vermelho.
6. (UnB-2º2012) O momento angular de
Marte, em seu movimento de rotação ao
redor do Sol, tem o mesmo valor, em
módulo, tanto no afélio quanto no periélio.
Texto I
Falhou a implosão da arquibancada do
Estádio Mané Garrincha, em Brasília, programada
para a tarde deste domingo. Técnicos acionaram,
por duas vezes, os 250 kg de explosivos à base de
nitrato de amônio, mas, de acordo com o consórcio
responsável pela obra, houve um corte na linha de
detonação, o que impediu a derrubada da estrutura.
O estádio será palco da Copa do Mundo de 2014 e
da Copa das Confederações de 2013.
Internet: <www.uol.com.br> (com adaptações). Texto II
A figura a seguir ilustra um modelo
simplificado de um edifício, que será utilizado na
análise de alguns aspectos de uma implosão. Nesse
modelo, o prédio é constituído por quatro lajes de
www.tenhoprovaamanha.com.br 7
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
massa M, separadas por quatro colunas de massa
m, e sustentado por quatro colunas fixadas no solo
(as colunas ao fundo não são mostradas na figura).
Em cada andar, a força de sustentação é
igualmente repartida entre as quatro colunas que
sustentam a laje. A altura entre o piso e o teto de
um andar é h e a altura do primeiro andar é igual a
2h. Para implodir o prédio, destroem-se
simultaneamente, por meio de uma explosão, todas
as colunas que sustentam as lajes.
7. (UnB-1º2012) Considere que, utilizandose o modelo de prédio apresentado no
texto II, o processo de implosão tenha
falhado e apenas as colunas do último
andar tenham sido completamente
destruídas. Considere, ainda, que a laje
superior, ao cair, chocou-se, de modo
totalmente inelástico, com a laje abaixo
dela e a arrastou consigo na queda, e
que tal fato se repetiu com as lajes mais
abaixo, de modo que as lajes se foram
empilhando até caírem todas juntas no
solo. Nesse caso, assumindo-se g como
a aceleração da gravidade, a perda de
energia mecânica das quatro lajes foi de
a) 2,0 M × g × h.
b) 2,5 M × g × h.
c) 3,0 M × g × h.
d) 3,5 M × g × h.
Julgue o item a seguir:
www.tenhoprovaamanha.com.br 8. (UnB-1º2012) Considere que, após uma
explosão, um bloco de 100 kg se
desprenda de uma parede, em um
intervalo de 0,5 s. Se 30 kJ de energia
forem transformados em energia cinética
do bloco, então, devido à explosão, o
valor da força média sobre o bloco será
superior a 5.000 newtons.
O corpo humano utiliza a energia extraída dos
alimentos, para manter o funcionamento dos seus
órgãos, realizar seus processos bioquímicos, manter
a temperatura do corpo e, ainda, realizar trabalhos
externos, tais como andar, correr e pular.
A equação da conservação da energia no
corpo humano é escrita como ∆E = ∆Q - ∆W, em
que ∆E é a variação de energia interna ou, nesse
contexto, da energia armazenada no corpo; ∆Q é a
quantidade de calor trocada com o ambiente e ∆W
é o trabalho realizado pelo corpo.
Quando em repouso, sem realizar trabalho
externo, uma pessoa consome, em média, uma taxa
de energia entre 100 W e 120 W. A taxa mínima de
consumo, denominada taxa de metabolismo basal,
indica a quantidade de energia necessária para a
realização de tarefas imprescindíveis, tais como
respiração e bombeamento de sangue através do
sistema circulatório. A energia utilizada pelo corpo é
obtida a partir de reações de oxidação, como a da
glicose, apresentada a seguir.
C6H12O6 (s) + 6O2(g) → 6H2O(l) + 6CO2 oxidação
(g) + 686 kcal
Nessa reação química, são liberadas 686 kcal
por mol de glicose. A quantidade exata de energia
liberada por litro de oxigênio consumido depende da
dieta adotada. Em uma dieta típica, a energia
liberada por litro de O2 consumido é de 4,9 kcal.
A eficiência 0 com que um corpo realiza o
trabalho externo ∆Wext é definida por
, em
que ∆E é a energia consumida durante a realização
desse trabalho. ∆Wext pode ser diretamente medido,
ao passo que ∆E é medido com base na quantidade
de oxigênio consumido pelo corpo durante a
realização do trabalho.
A esse respeito, considere
• aceleração da gravidade: g = 10 m/s2;
8
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
• constante universal dos gases: R = 8,31 J/mol K;
• temperatura Kelvin: K = C + 273, em que C é a
temperatura em graus Celsius;
• valor da caloria: 1 cal = 4,19 J.
Tendo como referência o texto acima; considerando
que uma pessoa em repouso produz exatamente o
que consome de energia; assumindo as condições
normais de pressão e temperatura (CNPT);
desprezando as perdas de energia por reações de
oxidação inacabadas e considerando, ainda, que
todos os gases envolvidos são ideais, julgue os
itens:
9. (UnB-1º2012) Considere que uma pessoa
que pese 60 kg tenha subido, com
velocidade constante, uma ladeira de 30°
de inclinação, mantendo uma respiração
que consome 0,78 L de O2 por minuto.
Nesse caso, se toda a produção de
energia interna vier da oxidação de
glicose, então essa pessoa terá
caminhado, em uma hora, menos de 3,5
km.
Os plásticos com bolhas de ar são muito
utilizados para embalar vidros, componentes
eletrônicos etc. Eles são eficazes para amortecer
choques dos objetos embalados.
10. (UnB-2º2011) Redija um parágrafo
respondendo, de forma justificada, à
seguinte pergunta: Os plásticos de bolha
são mais eficientes na proteção dos
objetos em dias mais quentes ou em dias
mais frios?
As células combustíveis despontam como a
alternativa mais viável para a obtenção de energia
elétrica. A figura I, abaixo, mostra a variação da
eficiência na conversão de energia com a potência
máxima de saída de várias fontes de energias
renováveis.
M. Krumpelt, T. R. Krause, J. D. Carter, J. P. Kopasz, S. Ahmed. Fuel processing for fuel cell systems in transportations and portable power aplications. In: Catalysis Today, v. 77, 2002, p. 3-­‐16
www.tenhoprovaamanha.com.br 11. (UnB-2º2011) Os geradores a gasolina,
dísel e célula combustível com potência
de saída de 100 kWh realizam o mesmo
trabalho em um mesmo intervalo de
tempo.
GABARITO:
1. X
2. E
3. E
4. C
5. A
6. C
7. B
8. E
9
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
9. C
10. TIPO D
11. C
FÍSICA- Gravitação.
Enviado pela Nasa, o robô Opportunity
aterrissou em Marte no dia 25/01/2004, para uma
missão de exploração da superfície desse planeta.
Marte, o quarto planeta mais próximo do Sol,
é conhecido como o Planeta Vermelho, pois lá, as
rochas, o solo e o céu têm uma tonalidade vermelha
ou rosa. A superfície desse planeta é formada
principalmente por óxido de ferro, mas já foi
detectada a presença de outros elementos, como
sódio, potássio e cloro, que podem servir como
nutrientes para formas de vida. A atmosfera de
Marte é composta, em mais de 95%, por CO2, e a
temperatura e a pressão atmosférica médias do
planeta são iguais a -60 ºC e 6,0 × 10-3 atm,
respectivamente. Nas calotas polares, entretanto, a
temperatura chega a -140 ºC, o que é suficiente
para provocar a condensação do CO2 e acarretar a
formação de uma espécie de neve. A tabela a
seguir apresenta alguns dados relativos ao Planeta
Vermelho.
1. (UnB-2º2012) A velocidade angular de um
ponto localizado no equador de Marte é
53% menor que a velocidade angular de um
ponto localizado no equador da Terra.
2. (UnB-2º2012) A baixa aceleração da
gravidade na superfície de Marte com
relação à da Terra, em um ponto sobre a
linha do equador, pode ser corretamente
atribuída à baixa densidade que o planeta
apresenta nessa posição.
3. (UnB-2º2012) O valor da atração
gravitacional de um planeta em um ponto
qualquer do espaço depende da massa
desse planeta, mas não de sua densidade.
4. (UnB-2º2012) O campo gravitacional do Sol
na Terra é (1,52)² vezes maior que em
Marte.
Considerando que os raios da Terra e da Lua
correspondam, respectivamente, a 6.370 km e
1.750 km e que a menor distância entre as
superfícies da Terra e da Lua seja igual a 384.000
km, julgue os itens a seguir.
5. (UnB-2º2011) Considere que um objeto
esteja em uma órbita circular em torno da
Lua e que, durante toda a sua trajetória, ele
possa ser observado de algum ponto na
superfície da Terra, mesmo quando o objeto
e os centros da Terra e da Lua estejam
alinhados, com a Lua entre a Terra e o
objeto. Nessa situação, é correto concluir
que esse objeto está orbitando a mais de
150.000 km da superfície da Lua.
GABARITO
1. E
www.tenhoprovaamanha.com.br 10
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
2.
3.
4.
5.
C
E
C
E
FÍSICA- Torque
A figura acima ilustra um brinquedo de base
arredondada denominado joão-bobo. Por mais que
o inclinem, ele tende a retornar a sua posição de
equilíbrio, permanecendo de pé. Considere que um
joão-bobo, ao ser inclinado, execute movimentos
oscilatórios de pequenas amplitudes. Considere,
ainda, que, para descrever o deslocamento
horizontal, em centímetros, da cabeça do joão-bobo
durante os movimentos oscilatórios, foram
propostos dois modelos distintos, conforme
expressões a seguir, em que f e g expressam o
deslocamento horizontal do ponto A posicionado no
topo da cabeça do brinquedo e o tempo t ≥ 0 e
medido em segundos. Considere, por fim, que, no
que se refere a esses modelos, o ponto A realize
movimento apenas no plano e que o brinquedo esta
na posição de equilíbrio quando a posição escalar
horizontal do ponto A é nula.
Primeiro modelo: f(t) = 20cos[π(t + 1)] cm
Segundo modelo: g(t) = 202-t cos[π(t + 1)] cm
1. (UnB-1º2013) Para o brinquedo funcionar
como um joão-bobo, e necessário que seu
centro de massa esteja localizado em um
ponto efetivamente ocupado por partes do
brinquedo, uma vez que o centro de massa
de um corpo não pode estar localizado em
regiões do espaço não ocupadas pelo
corpo.
2. (UnB-1º2013) O movimento oscilatório do
joão-bobo chega ao fim após o brinquedo
www.tenhoprovaamanha.com.br ser retirado do estado de equilíbrio, dado
que o centro de sua massa produz um
torque, que se torna tão menor quanto
menor for o angulo de inclinação.
3. (UnB-1º2013) Se o centro de massa de um
joão-bobo encontra-se a uma altura h do
chão e uma forca F e aplicada a uma altura
H do centro de massa, então o joão-bobo
ira inclinar-se sem deslizar, caso o
coeficiente de atrito entre ele e o chão seja
maior ou igual a
, em que m e a massa
do joão-bobo e g é a aceleração da
gravidade.
4. (UnB-1º2013) Se uma força aplicada a uma
altura H do joão-bobo faz que ele gire sem
deslizar e sem se deformar em torno de seu
centro de massa, então a velocidade
angular do ponto mais alto e igual a
velocidade angular do ponto mais baixo do
joão-bobo, qualquer que seja a posição do
centro de massa.
5. (UnB-1º2013) A figura a seguir ilustra um
joão-bobo que foi construído usando-se um
cilindro homogêneo de comprimento L = 50
cm e raio r = 10 cm, preso a um hemisfério
não homogêneo de raio R. O cilindro tem
massa M = 300 g e o hemisfério tem massa
m = 1.200 g. O centro de massa do
hemisfério esta a distancia 0,9R do ponto P.
Considerando essas informações, calcule o
menor valor de h, em centímetros, para que
o joão-bobo sempre volte à posição de
equilíbrio.
Multiplique
o
resultado
encontrado por 10. Para a marcação no
11
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
Caderno de Respostas, despreze, caso
exista, a parte fracionaria do resultado final
obtido, após ter efetuado todos os cálculos
necessários.
altura de cada peça, verifica-se que, quanto
maior for essa separação, maior deverá ser
o torque imposto na primeira peça, para que
todas as outras sejam derrubadas.
7. (UnB-1º2013) Considere que as peças de
dominó tenham altura L e estejam à
distância a, uma da outra. Nesse caso,
conclui-se que, para todo
,
desprezando-se a espessura das peças,
uma peça, ao cair (sem deslizar) sobre a
seguinte e gerando uma força F, produz
sobre essa outra peça um torque cujo
A figura acima ilustra a situação denominada
“efeito dominó”, na qual são enfileiradas várias
pecas de domino apoiadas no chão sobre sua
menor base. Ao se derrubar a primeira peça, todas
as demais caem sequencialmente, uma após a
outra. Suponha que, em um arranjo hipotético, uma
infinidade de pecas de dominó tenha sido
corretamente emparelhada em uma única fileira e
que a cada uma delas tenha sido atribuído um
número inteiro positivo, de acordo com a ordem em
que elas caiam. Assim, por exemplo, a peça de
número 13 e a décima terceira a cair. Nesse arranjo,
a primeira peca e amarela, as peças
correspondentes a números primos são vermelhas e
as demais são pretas.
É relevante saber que o jogo de dominó
duplo-6 e constituído de peças na forma de
retângulo. Uma linha divide ao meio cada retângulo,
e cada metade do retângulo é marcada com um a
seis pontos (indicando valores numéricos) ou
nenhum ponto (zero). Considere que a notação i-j —
0 ≤ i, j ≥ 6 — significa que uma metade do retângulo
e marcada com i pontos, e a outra, com j pontos.
Nessa notação, as pecas do dominó são: 0-0; 0-1;
0-2; ...; 0-6; 1-1; 1-2; ...; 1-6; 2-2; 2-3; etc. Abaixo
estão ilustradas algumas peças desse jogo.
6. (UnB-1º2013) Mantendo-se a separação
entre as peças de dominó menor que a
www.tenhoprovaamanha.com.br módulo é
Julgue os itens abaixo:
8. (UnB-2º2011) Em um ioiô como o ilustrado
na figura a seguir, em que a massa do
corpo A é igual a M, a massa do corpo B é
igual a m e a massa e a espessura da corda
são desprezíveis, o torque produzido pela
força peso pode ser determinado pela
expressão τ= (2M + m)gR, em que g é a
aceleração da gravidade.
GABARITO
1. E 2. E 3. C 4. C 5. 297 6. C 7. E 8. E FÍSICA- Hidrostática
12
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
Pouco se fala sobre o sétimo continente, uma
gigantesca placa de lixo plástico que flutua no
Oceano Pacifico, entre o litoral da Califórnia e do
Havaí. Essa ilha de lixo, que mais parece uma
enorme sopa de detritos plásticos flutuantes, e seis
vezes maior que a Franca e tem cerca de 30 metros
de espessura. Dados indicam que esse sétimo
continente mede em torno de 3,4 milhões de
quilômetros quadrados e pesa aproximadamente
3,5 milhões de toneladas, das quais cerca de 90%
estão até dez centímetros abaixo da superfície.
Essa ilha decorre de um redemoinho gigante que
resulta da forca da corrente do Pacifico Norte e que
gira no sentido horário, juntamente com os ventos
fortes que estejam na área. Essa forca centrípeta
leva, gradualmente, todo o lixo para o centro. Cerca
de 80% dos resíduos dessa ilha provem de terra
firme e, transportados pelos rios e pelo vento,
chegam aos mares. Acredita-se que, na área do
continente lixo, existam até seis quilogramas de lixo
plástico para cada quilograma de plâncton. Alguns
animais, como tartarugas, baleias, focas e pássaros,
morrem ao ingerir partículas de plástico, por
confundi-las com alimentos. Outros animais
acumulam toxinas, o que prejudica toda a cadeia
alimentar. Calcula-se que um navio com capacidade
para retirar os resíduos do sétimo continente levaria
27 anos para limpar toda a superfície da água.
Enviado pela Nasa, o robô Opportunity
aterrissou em Marte no dia 25/01/2004, para uma
missão de exploração da superfície desse planeta.
Marte, o quarto planeta mais próximo do Sol,
é conhecido como o Planeta Vermelho, pois lá, as
rochas, o solo e o céu têm uma tonalidade vermelha
ou rosa. A superfície desse planeta é formada
principalmente por óxido de ferro, mas já foi
detectada a presença de outros elementos, como
sódio, potássio e cloro, que podem servir como
nutrientes para formas de vida. A atmosfera de
Marte é composta, em mais de 95%, por CO2, e a
temperatura e a pressão atmosférica médias do
planeta são iguais a -60 ºC e 6,0 × 10-3 atm,
respectivamente. Nas calotas polares, entretanto, a
temperatura chega a -140 ºC, o que é suficiente
para provocar a condensação do CO2 e acarretar a
formação de uma espécie de neve. A tabela a
seguir apresenta alguns dados relativos ao Planeta
Vermelho.
Internet: <veja.abril.com.br> (com adaptações). 1. (UnB-1º2013) Caso estivesse flutuando não
sobre a água do mar, mas sobre água pura,
a placa de lixo mencionada no texto estaria
a) mais imersa no liquido, já que a
densidade da água do mar é maior que
a da água pura.
b) menos imersa no liquido, já que a
densidade da água do mar e maior que
a da água pura.
c) mais imersa no liquido, já que a
densidade da água do mar é menor que
a da água pura.
d) menos imersa no liquido, já que a
densidade da água do mar e menor que
a da água pura.
2. (UnB-2º2012) Um corpo totalmente imerso
em líquido, na superfície da Terra, estaria
www.tenhoprovaamanha.com.br 13
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
em equilíbrio estático, o que não ocorreria
se esse mesmo corpo estivesse totalmente
imerso no mesmo líquido na superfície de
Marte.
A doutrina dos quatro elementos foi proposta
pela primeira vez na Grécia Antiga pelo filósofo présocrático Empédocles. A doutrina embasava-se na
afirmação de que tudo o que existe é constituído de
certas quantidades das raízes fundamentais (água,
ar, terra e fogo). Essa doutrina, que prevaleceu
sobre a doutrina atomista, cunhada na mesma
época, ainda estava em voga no início do século
XIX, o qual, entretanto, pode ser considerado o
século da retomada definitiva do atomismo, crucial
em áreas como a termodinâmica, por exemplo.
3. (UnB-2º2011) Se um conjunto de 1025
partículas, tendo cada uma delas massa
igual a 21 × 10-27 kg e mesma velocidade
igual a 200 m/s, chocar-se durante 1 s, em
média, com uma parede plana infinitamente
massiva e com área igual a 1 m², a pressão,
em média, que ele realizará sobre a parede
será igual a 42 Pa.
Considerando que os raios da Terra e da Lua
correspondam, respectivamente, a 6.370 km e
1.750 km e que a menor distância entre as
superfícies da Terra e da Lua seja igual a 384.000
km, julgue os itens a seguir.
4. (UnB-2º2011) Sabendo-se que 29% da
superfície da Terra correspondem à parte
não sólida, então essa parte da superfície
da Terra equivale a mais de 3,8 vezes a
superfície da Lua.
GABARITO
1. A 2. E 3. E 4. C FÍSICA- Calorimetria e
Propagação de calor
www.tenhoprovaamanha.com.br Na situação ilustrada acima, uma criança faz
quicar uma bola iluminada por uma fonte de luz
pontual, que, posicionada no ponto P, projeta a
sombra da bola no chão. Considere que a bola e
uma esfera, o chão e um plano horizontal e,
portanto, a sombra da bola é uma região delimitada
por uma elipse. A respeito das propriedades físicas
e geométricas envolvidas nesse fenômeno, julgue o
item:
1. (UnB-1º2013) Considere que uma bola de
300 g, após ser chutada pela criança, tenha
velocidade inicial de 1 m/s a altura de 0,5 m
e que, depois de quicar no chão, retorne ate
0,4 m de altura. Considere, ainda, que o
calor especifico do ar contido na bola seja
0,240 cal/(gºC), que sua cobertura tenha
calor especifico desprezível e que toda a
energia perdida no choque inelástico seja
transformada em calor. Nesse caso,
assumindo-se que a aceleração da
gravidade seja igual a 10 m/s2, e 1 cal =
4,186 J, conclui-se que a temperatura
interna da bola aumentou em menos de um
milésimo de grau Celsius.
A condução é uma forma de transferência de
energia térmica (calor). Considerando-se uma barra
sólida de material condutor, a taxa de condução da
energia térmica é descrita pela Lei de Fourier
em que ∆T, em Kelvin, é a diferença de temperatura
entre dois pontos da barra; ∆x, em metros, é a
distância entre os dois pontos da barra; e ∆A, em
m², é a área da seção reta da barra. O quociente
14
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
esquema que melhor representa a
resistência térmica equivalente entre as
faces esquerda e direita da associação
ilustrada.
e o fator de proporcionalidade λ são
denominados gradiente de temperatura e
condutividade térmica, respectivamente. Essa
condutividade é uma propriedade do material por
meio do qual a condução ocorre e seu valor pode
ser determinado experimentalmente. A resistência
térmica (RT) de um material é definida por
em que A é a área da seção
reta. O fluxo de calor é análogo ao fluxo de carga
em eletricidade. De fato, a resistência elétrica de um
é dada pela relação
em que ρ é a resistividade do
material, A é a área da seção reta do condutor e ∆x
é o seu comprimento.
2. (UnB-2º2012) O sinal negativo presente na
equação da Lei de Fourier indica que a
energia térmica flui do ponto de menor
temperatura para o de maior temperatura.
3. (UnB-2º2012) A unidade da condutividade
térmica, no SI, é W.m-1.K-1.
4. (UnB-2º2012) A analogia entre o fluxo de
calor e o fluxo de carga em eletricidade,
aludida no texto, remete à identificação do
fluxo ϕ com a corrente elétrica, e de ∆T
com a diferença de potencial elétrico.
5. (UnB-2º2012) Enquanto a radiação ocorre e
é favorecida pela ausência de matéria
(vácuo), a condução de energia entre dois
sistemas somente ocorre se há contato
material entre eles.
6. (UnB-2º2012)
Considerando a figura acima, que ilustra
uma associação de três materiais com
condutividades diferentes — Ra, Rb e Rc —
, assinale a opção que apresenta o
www.tenhoprovaamanha.com.br Considerando que a energia do Sol é gerada
pela reação de fusão de átomos de hidrogênio,
julgue o item:
7. (UnB-2º2012) Considerando que a energia
solar tem sido apontada como uma
promissora fonte alternativa de energia,
assinale a opção correta.
a) Embora a energia solar seja uma fonte
de energia limpa e renovável, o elevado
custo de instalação de painéis solares
tem inibido o seu emprego em larga
escala.
b) Tanto nos aquecedores solares quanto
nas células solares fotovoltaicas, a
radiação solar, na forma de calor, é
convertida em energia elétrica.
c) A estrutura dos aquecedores solares
contém um painel de cor preta cuja
função principal é refletir o calor
proveniente do Sol.
d) Sendo a disponibilidade da energia
solar uniforme em todo o planeta e não
estando ela sujeita a efeitos de
sazonalidade, estima-se que, em breve,
esse tipo de energia representará mais
de metade da matriz energética
mundial.
15
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
trajetórias devido à presença do campo magnético
terrestre. Na região do espaço que circunda a Terra,
a densidade desse plasma é de aproximadamente
10 partículas por centímetro cúbico. O
bombardeamento da atmosfera terrestre pelo vento
solar tem efeitos profundos, uma vez que as
partículas e a radiação solar interagem com os
gases presentes na atmosfera, tais como H2, N2, O2,
CO2, CO, NO2, N2O, SO2.
A figura acima ilustra o destino da radiação
solar incidente sobre a atmosfera e a superfície
terrestre. Uma alternativa para se melhorar o
aproveitamento dessa energia é a utilização dos
painéis de energia solar, os quais podem ser de
dois tipos: térmicos ou voltaicos. Os térmicos
transformam a radiação do Sol diretamente em
energia térmica para o aquecimento de águas ou
outros fins, e os voltaicos convertem a energia solar
diretamente em corrente elétrica.
8. (UnB-1º2012) Considere que um painel com
eficiência de 50% na conversão da radiação
solar em calor esteja instalado em uma
região onde a quantidade de energia
irradiada pelo Sol é de 334,4 kJ por minuto.
Nessa situação, assumindo-se que a água
tem calor específico de 4,18 J/g °C e
densidade de 1g/cm³, o tempo necessário
para se elevar a temperatura de 500 L de
água de 25 ºC para 45 ºC é igual a
a) 1 h e 20 min.
b) 2 h e 15 min.
c) 3 h e 40 min.
d) 4 h e 10 min.
O vento solar é uma emissão contínua, em
todas as direções, de partículas carregadas que têm
origem na coroa solar. As partículas emitidas podem
ser elétrons, prótons ou neutrinos. A velocidade
dessas partículas varia entre 400 km/s e 800 km/s.
Essa emissão contínua gera uma distribuição
de íons, prótons e elétrons em todo o espaço do
sistema solar. Esse plasma de partículas
carregadas é comumente denominado mar de
prótons, ou mar de elétrons. Ao se aproximarem da
Terra, esses íons sofrem alterações em suas
www.tenhoprovaamanha.com.br 9. (UnB-1º2012) Se o vento solar for
constituído por uma emissão isotrópica de
prótons a uma taxa constante, então a
radiação recebida pela Terra em julho será
igual à que ela recebe em janeiro.
GABARITO
1. E
2. E
3. C
4. C
5. C
6. D
7. A
8. D
9. E
FÍSICA- Termodinâmica
O corpo humano utiliza a energia extraída dos
alimentos, para manter o funcionamento dos seus
órgãos, realizar seus processos bioquímicos, manter
a temperatura do corpo e, ainda, realizar trabalhos
externos, tais como andar, correr e pular.
A equação da conservação da energia no
corpo humano é escrita como ∆E = ∆Q - ∆W, em
que ∆E é a variação de energia interna ou, nesse
16
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
contexto, da energia armazenada no corpo; ∆Q é a
quantidade de calor trocada com o ambiente e ∆W
é o trabalho realizado pelo corpo.
Quando em repouso, sem realizar trabalho
externo, uma pessoa consome, em média, uma taxa
de energia entre 100 W e 120 W. A taxa mínima de
consumo, denominada taxa de metabolismo basal,
indica a quantidade de energia necessária para a
realização de tarefas imprescindíveis, tais como
respiração e bombeamento de sangue através do
sistema circulatório. A energia utilizada pelo corpo é
obtida a partir de reações de oxidação, como a da
glicose, apresentada a seguir.
C6H12O6 (s) + 6 O2 (g) → 6 H2O (l) + 6CO2 oxidação
(g) + 686 kcal
Nessa reação química, são liberadas 686 kcal
por mol de glicose. A quantidade exata de energia
liberada por litro de oxigênio consumido depende da
dieta adotada. Em uma dieta típica, a energia
liberada por litro de O2 consumido é de 4,9 kcal.
A eficiência 0 com que um corpo realiza o
trabalho externo ∆Wext é definida por
, em
que ∆E é a energia consumida durante a realização
desse trabalho. ∆Wext pode ser diretamente
medido, ao passo que ∆E é medido com base na
quantidade de oxigênio consumido pelo corpo
durante a realização do trabalho.
A esse respeito, considere
• aceleração da gravidade: g = 10 m/s2;
• constante universal dos gases: R = 8,31 J/mol K;
• temperatura Kelvin: K = C + 273, em que C é a
temperatura em graus Celsius;
• valor da caloria: 1 cal = 4,19 J.
Tendo como referência o texto acima; considerando
que uma pessoa em repouso produz exatamente o
que consome de energia; assumindo as condições
normais de pressão e temperatura (CNPT);
desprezando as perdas de energia por reações de
oxidação inacabadas e considerando, ainda, que
todos os gases envolvidos são ideais, julgue os
itens:
1. (UnB-1º2012) Do ponto de vista da primeira
lei da termodinâmica aplicada na análise
dos fluxos de energia, a variação da energia
interna devido ao gasto de energia no
bombeamento de sangue pelo coração
www.tenhoprovaamanha.com.br 2.
3.
4.
5.
deve ser considerada calor, porque se trata
de processo interno do corpo humano.
(UnB-1º2012) O princípio que se depreende
das informações do texto é importante para
os sistemas biológicos devido à
necessidade
de
manutenção
da
homeostase.
(UnB-1º2012) Ao se comparar uma ave com
um réptil de mesma massa corporal,
verifica-se que a ∆E é maior na ave.
(UnB-1º2012) A definição de eficiência do
trabalho externo apresentada no texto
corresponde ao conceito de eficiência
termodinâmica para o corpo humano
considerado como uma máquina térmica.
(UnB-1º2012) Considere que uma pessoa,
em repouso, com taxa de metabolismo
basal de 110 W e temperatura do corpo
igual a 36 °C gaste 10% da energia para
repor o calor perdido por convecção quando
a temperatura do ar é de 30 °C. Nesse
caso, assumindo-se que a taxa de perda de
calor por convecção é proporcional à
diferença de temperatura entre o corpo da
pessoa e o ar que a circunda, é correto
afirmar que, se a temperatura do ar baixar
para 20 °C, a taxa de energia, por segundo,
necessária para repor o calor perdido será
de
a) 25,4 W
b) 29,3 W
c) 32,3 W
d) 40,0 W
6. (UnB-1º2012) Considere que 20% de um
metabolismo basal de 120 W sejam
necessários para repor a perda de calor
para o ambiente. Nesse caso, se o corpo
estiver à temperatura de 36 °C e o
ambiente, a 25 °C, então, depois de 1
minuto, a variação total de entropia do
sistema corpo + ambiente será de
a) 0,17 J/K.
b) 0,31 J/K.
c) 0,80 J/K.
d) 1,10 J/K.
A doutrina dos quatro elementos foi proposta
pela primeira vez na Grécia Antiga pelo filósofo pré17
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
socrático Empédocles. A doutrina embasava-se na
afirmação de que tudo o que existe é constituído de
certas quantidades das raízes fundamentais (água,
ar, terra e fogo). Essa doutrina, que prevaleceu
sobre a doutrina atomista, cunhada na mesma
época, ainda estava em voga no início do século
XIX, o qual, entretanto, pode ser considerado o
século da retomada definitiva do atomismo, crucial
em áreas como a termodinâmica, por exemplo.
7. (UnB-2º2011) Modernamente, concebe-se
que a quantidade de calor de um sistema
tem origem na energia cinética dos átomos
que compõem esse sistema.
8. (UnB-2º2011) Considere a situação
hipotética em que a energia cinética das
partículas em um sistema termodinâmico
tenha-se tornado igual a 50% da energia
cinética original. Nessas condições, não
ocorrendo perda de partículas, a
temperatura do sistema se reduz a um valor
inferior a 70% da temperatura original.
GABARITO
1. E 2. C 3. E 4. E 5. B 6. A 7. C 8. E FÍSICA- Óptica
www.tenhoprovaamanha.com.br Na situação ilustrada acima, uma criança faz
quicar uma bola iluminada por uma fonte de luz
pontual, que, posicionada no ponto P, projeta a
sombra da bola no chão. Considere que a bola e
uma esfera, o chão e um plano horizontal e,
portanto, a sombra da bola é uma região delimitada
por uma elipse. A respeito das propriedades físicas
e geométricas envolvidas nesse fenômeno, julgue
os itens:
1. (UnB-1º2013) Independentemente da
posição da fonte de luz e da posição da
bola, desde que acima do chão, a superfície
da bola iluminada pela fonte será igual a
2πR², em que R e o raio da bola.
2. (UnB-1º2013) Se a bola tivesse uma
pequena calota refletora formando um
espelho, então, sem que a bola tocasse o
chão, seria possível encontrar, para a fonte
de luz, alinhada com o ponto central dessa
calota (o vértice do espelho), uma posição
em que a imagem da fonte de luz estaria
posicionada sobre o chão.
3. (UnB-1º2013) Dado o caráter elíptico da
sombra da bola quando a fonte de luz esta
posicionada como na figura mostrada,
conclui-se que os raios de luz que
tangenciam a superfície da bola formam um
cone.
4. (UnB-1º2013) Conforme a posição da bola
em relação a fonte de luz, a sombra
formada no chão pode ser perfeitamente
circular.
18
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
A imagem representada acima foi gerada por
um caleidoscópio, artefato formado por pedaços de
vidro de diversas cores e colocados entre dois ou
três espelhos planos. Esses pedaços de vidro
colorido formam desenhos extremamente belos, que
se modificam, simetricamente, a mais leve oscilação
do caleidoscópio. Esse artefato, cuja simetria e
chamada oitavada, ao ser rotacionado de π/4
radianos, fornece a mesma imagem anteriormente
apresentada. Na figura, estão traçados eixos
cartesianos ortogonais xOy; cada ponto (x, y) do
plano esta identificado com um numero complexo z
= x + iy, em que i e a unidade imaginaria (i2 = -1), e
os pontos z1, z2, ..., z8 correspondem as raízes da
função polinomial p(z) = z8 - 1.
5. (UnB-1º2013) Se o angulo entre dois
espelhos planos adjacentes for igual a x
graus, um divisor de 360º, então o numero
de imagens formadas será 6. (UnB-1º2013) A figura a seguir mostra, de
forma esquemática, a associação de n
espelhos planos que formam uma estrutura
fechada. O numero de imagens formadas
por essa associação de espelhos e igual a
2n-1.
www.tenhoprovaamanha.com.br 7. (UnB-1º2013) Considerando a figura acima,
que ilustra a configuração de um objeto em
frente a um par de espelhos que formam um
ângulo de 45º entre si, assinale a opção que
melhor representa a formação de imagens.
Enviado pela Nasa, o robô Opportunity
aterrissou em Marte no dia 25/01/2004, para uma
missão de exploração da superfície desse planeta.
Marte, o quarto planeta mais próximo do Sol,
é conhecido como o Planeta Vermelho, pois lá, as
rochas, o solo e o céu têm uma tonalidade vermelha
ou rosa. A superfície desse planeta é formada
principalmente por óxido de ferro, mas já foi
detectada a presença de outros elementos, como
sódio, potássio e cloro, que podem servir como
nutrientes para formas de vida. A atmosfera de
Marte é composta, em mais de 95%, por CO2, e a
temperatura e a pressão atmosférica médias do
planeta são iguais a -60 ºC e 6,0 × 10-3 atm,
respectivamente. Nas calotas polares, entretanto, a
temperatura chega a -140 ºC, o que é suficiente
para provocar a condensação do CO2 e acarretar a
19
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
formação de uma espécie de neve. A tabela a
seguir apresenta alguns dados relativos ao Planeta
Vermelho.
8. (UnB-2º2012) Se a superfície de Marte
fosse refletora como a de um espelho, a
imagem refletida de um de seus satélites
naturais seria real e invertida.
9. (UnB-2º2012) Sabendo-se que a coloração
avermelhada de Marte decorre da presença
de grande quantidade de óxido de ferro na
superfície do planeta, então o espectro de
absorção de luz desse composto pode ser
corretamente representado de acordo com
a figura abaixo.
www.tenhoprovaamanha.com.br Os planetas não são perfeitamente esféricos.
Devido ao movimento de rotação e a outras
particularidades, suas formas se assemelham a uma
esfera achatada ou a uma elipse, que gira em torno
do seu eixo maior. Para a avaliação desse efeito,
pode-se utilizar o equipamento esquematizado nas
figuras I e II, acima, no qual duas esferas idênticas,
de raio r = 0,05 m e de massa M = 1,0 kg, são
colocadas livres para deslizar ao longo de duas
hastes X, que têm massas desprezíveis. Todo o
sistema pode girar em torno do eixo L, a uma
velocidade angular ᵚ. Presa no eixo L e em contato
com as esferas, existe uma fina borracha, que,
quando não deformada (Figura I), forma uma
circunferência de raio a = b = 0,25 m. Quando o eixo
L gira (Figura II), a borracha é empurrada pelas
esferas — formando uma elipse (a’ > b) — e resiste
à deformação, segundo a lei de Hooke, em que a
constante elástica da borracha — k — é igual a 10
N/m.
10. (UnB-2º2012) No interior de uma elipse
perfeitamente refletora, um raio luminoso
que saia de um dos focos passará,
necessariamente, pelo outro foco.
20
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
Em 25/8/1609, Galileu Galilei apresentava ao
mundo o telescópio, sua mais nova invenção, que
representou um dos mais importantes avanços
tecnológicos da história. Foi ele a primeira pessoa a
observar a Lua através de um telescópio. A
invenção resultou do aperfeiçoamento de uma
luneta, patenteada, em outubro de 1608, pelo
holandês Hanz Lipperhey. Decidido a aprimorar o
objeto, Galileu, em menos de um ano, conseguiu
criar um telescópio de trinta aumentos, que permitiu
inúmeras descobertas a respeito do espaço.
Por volta de 1611, Kepler melhorou o projeto
para acomodar duas lentes convexas, que invertem
a imagem. O projeto de Kepler ainda é utilizado em
telescópios atualmente, embora tenham sido feitas
algumas melhorias nas lentes e no vidro utilizados.
Os telescópios refratores são compostos de
um tubo longo feito de metal, plástico ou madeira;
uma lente de vidro na extremidade dianteira
(objetiva); e uma segunda lente de vidro mais
próxima do olho (ocular). O tubo mantém as lentes
no lugar a uma distância adequada uma da outra. O
tubo também ajuda a evitar a presença de poeira,
umidade e luz, que poderiam interferir na formação
de uma boa imagem. A objetiva capta a luz e a
desvia ou refrata para um foco próximo à parte
traseira do tubo. A ocular traz a imagem até o olho
do usuário e a amplia. As distâncias focais das
oculares são muito menores que as das objetivas.
É correto afirmar que, sob tais condições, um
telescópio de Kepler montado em um tubo de PVC,
com separação de 1 m entre as lentes e construído
para proporcionar aumento de 30 vezes, deve ter
um foco de ocular inferior a 3 cm.
13. (UnB-2º2011) Assinale a opção que
apresenta traçado incorreto dos raios
luminosos refratados pela lente, para
incidência normal.
11. (UnB-2º2011) Se a distância focal efetiva —
f — de um conjunto formado por duas lentes
finas, de focos f1 e f2, separadas por uma
distância d, for dada pela relação então um telescópio com
distância focal efetiva f e que utilize duas
lentes finas de mesma distância focal deve
ser tal que .
12. (UnB-2º2011) Considere que a figura a
seguir ilustra o chamado telescópio de
Kepler, que usa duas lentes positivas, cuja
potência de ampliação — M — é dada por
em que fobj é o foco da lente
objetiva e foc é o foco da lente ocular.
www.tenhoprovaamanha.com.br O funcionamento de alguns instrumentos
ópticos, como, por exemplo, o de um microscópio, é
análogo ao do telescópio de Kepler. A invenção da
microscopia de luz modificou a forma de ver o
mundo. Embora a existência de criaturas invisíveis a
21
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
olho nu tenha sido especulada há muitos anos, sua
descoberta está associada à invenção do
microscópio, por Robert Hook, em 1664. Hoje, é
possível, em boa parte das escolas de ensino
médio, o contato com o mundo microscópico por
meio, por exemplo, de um microscópio óptico
convencional, como o ilustrado na figura abaixo.
Internet: <http://blogspot.com>.
14. (UnB-2º2011) No microscópio referido no
texto, o local onde deve ser colocado o
material a ser visualizado e a parte
responsável pelo aumento da imagem estão
indicados, respectivamente, pelos números
a) 1 e 3.
b) 3 e 2.
c) 4 e 5.
d) 6 e 4.
GABARITO
1. E 2. E 3. C 4. C 5. C 6. E 7. C 8. C 9. C 10. C 11. E 12. E 13. D 14. B FÍSICA- Elétrica
www.tenhoprovaamanha.com.br O vento solar é uma emissão contínua, em
todas as direções, de partículas carregadas que têm
origem na coroa solar. As partículas emitidas podem
ser elétrons, prótons ou neutrinos. A velocidade
dessas partículas varia entre 400 km/s e 800 km/s.
Essa emissão contínua gera uma distribuição
de íons, prótons e elétrons em todo o espaço do
sistema solar. Esse plasma de partículas
carregadas é comumente denominado mar de
prótons, ou mar de elétrons. Ao se aproximarem da
Terra, esses íons sofrem alterações em suas
trajetórias devido à presença do campo magnético
terrestre. Na região do espaço que circunda a Terra,
a densidade desse plasma é de aproximadamente
10 partículas por centímetro cúbico. O
bombardeamento da atmosfera terrestre pelo vento
solar tem efeitos profundos, uma vez que as
partículas e a radiação solar interagem com os
gases presentes na atmosfera, tais como H2, N2, O2,
CO2, CO, NO2, N2O, SO2.
1. (UnB-1º2012) Considere que o vento solar,
emitindo isotropicamente prótons a uma
taxa constante, gera uma distribuição
espacial estacionária de prótons. Nesse
caso, assumindo a Terra, Marte e o Sol
como objetos pontuais e que a Terra e
Marte estejam a distâncias fixas do Sol,
dadas na tabela, calcule, em percentagem,
quanto que o campo elétrico devido ao mar
de prótons na Terra será maior que o
campo elétrico em Marte. Para marcação no
Caderno de Respostas, despreze, caso
exista, a parte fracionária do resultado
obtido, após ter efetuado todos os cálculos
solicitados.
22
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
Algumas espécies de peixes têm estruturas
especializadas, localizadas ao longo de quase todo
o corpo e capazes de gerar descargas elétricas
superiores a 600 volts. Essas estruturas, formadas
de células chamadas eletrócitos, podem derivar de
tecidos musculares modificados que, em vez de se
contraírem ao receber um estímulo nervoso,
transformam a excitação em eletricidade e a liberam
para o meio. Esses peixes elétricos, quando
adultos, podem apresentar cerca de dez mil
conjuntos
de
eletrócitos,
denominados
mioeletroplacas, e a descarga elétrica por eles
produzida está relacionada com os hábitos do grupo
e as interações inter e intraespecíficas. Nos casos
das espécies capazes de gerar alta voltagem, esta
se relaciona com a defesa e a predação das
espécies. Das famílias contidas na ordem
Gymnotiformes, a Gymnotidae é a mais conhecida
pelo seu exemplar popularmente chamado de
poraquê, um peixe elétrico endêmico, capaz de
extrair oxigênio diretamente do ar atmosférico.
2. (UnB-1º2012) Se, na figura II, a seta indica
uma junção de adesão entre eletrócitos
adjacentes, então as mioeletroplacas se
descarregam em tempos diferentes, o que
explica a geração de descargas de baixa
potência.
www.tenhoprovaamanha.com.br O circuito elétrico ilustrado acima permite
modelar a descarga elétrica produzida por um peixe
elétrico. Esse circuito é formado por uma fem ε, um
capacitor de capacitância C e uma resistência
interna r. A parte externa é representada pelo
capacitor ligado a um resistor de resistência R, o
qual representa um objeto que eventualmente sofre
uma descarga do peixe elétrico. Quando a chave A
é fechada, o capacitor carrega-se, se estiver
descarregado. Nesse caso, a carga q armazenada
no capacitor em função do tempo é dada por
O capacitor, quando está completamente
carregado, com a chave A aberta e a chave B
fechada, descarrega-se. Nesse caso, a carga q
armazenada no capacitor, em função do tempo, é
expressa por
3. (UnB-1º2012) Na situação em que a chave
A está fechada e a chave B está aberta, a
diferença de potencial no capacitor será
constante durante todo o processo de
carregamento.
4. (UnB-1º2012) Na situação em que a chave
A está fechada e a chave B está aberta, não
haverá corrente através da resistência r, se
o capacitor estiver completamente
carregado.
5. (UnB-1º2012) Na situação em que a chave
A está fechada e a chave B é fechada após
o completo carregamento do capacitor, se ε
= 200 V e R = 50Ω, então, imediatamente
23
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
6.
7.
8.
9.
após o fechamento de B, a resistência R irá
dissipar uma potência igual a 1.000 W.
(UnB-1º2012) Se, após o capacitor estar
completamente carregado, a chave B for
fechada, será gerado um campo elétrico,
devido à variação da corrente elétrica no
circuito que contém a resistência R.
(UnB-1º2012) Considerando-se que a
capacitância do peixe elétrico seja obtida
por meio da ligação em paralelo de 10.000
microcapacitores idênticos, é correto inferir
que, se o peixe armazenar uma carga de 12
C, então cada microcapacitor irá armazenar
uma carga de 0,0012 C.
(UnB-1º2012) Considere que, em um
capacitor de placas condutoras paralelas,
uma dessas placas esteja em um potencial
de 100 V e a outra, em um potencial de 50
V. Se um elétron escapar da placa de
potencial mais baixo, então a sua variação
de energia cinética, quando ele atingir a
outra placa, será 50e J, em que e é a carga
elementar do elétron.
(UnB-1º2012) Considere que, inicialmente,
a chave A seja fechada até o completo
carregamento do capacitor e, em seguida, a
chave A seja aberta, e a chave B, fechada.
A partir dessas informações, faça o que se
pede a seguir.
a) Esboce um gráfico do logaritmo da
carga no capacitor em função do tempo
e marque, no gráfico, os pontos
correspondentes a t = 0 s e t = 1 s.
b) Redija um texto, na modalidade padrão
da língua portuguesa, descrevendo um
procedimento para se obter o valor de
RC a partir do gráfico obtido em (a).
As células combustíveis despontam como a
alternativa mais viável para a obtenção de energia
elétrica. A figura I, abaixo, mostra a variação da
eficiência na conversão de energia com a potência
máxima de saída de várias fontes de energias
renováveis.
M. Krumpelt, T. R. Krause, J. D. Carter, J. P. Kopasz, S. Ahmed. Fuel processing for fuel cell systems in transportations and portable power aplications. In: Catalysis Today, v. 77, 2002, p. 3-­‐16
www.tenhoprovaamanha.com.br 10. (UnB-2º2011) As perdas energéticas
causadas pelo efeito Joule nos geradores a
gasolina constituem uma das razões da
baixa eficiência desses dispositivos, se
comparada à eficiência das células
combustíveis.
11. (UnB-2º2011) Suponha que, em um
processo de conversão energética que
envolve uma das máquinas representadas
na figura I, foi fornecido ao sistema, durante
uma hora, 1,8 × 109 J de energia, sendo
produzidos 100 kWh de potência de saída.
Nesse caso, conversor utilizado foi o(a)
a) célula combustível.
b) gerador a dísel.
c) gerador a gasolina.
d) turbina a vapor.
24
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
Nos materiais condutores, a corrente elétrica
consiste de elétrons que transitam nos orbitais
moleculares espalhados pelo material. As
características dos orbitais moleculares, que formam
bandas de condução, são utilizadas para definir os
diferentes tipos de condutores. Nos condutores
metálicos, a condutividade elétrica diminui com a
temperatura. Em semicondutores, a condutividade
aumenta com o aumento da temperatura. Os
supercondutores constituem uma classe especial de
materiais cuja resistência elétrica é nula abaixo de
uma temperatura crítica. A figura abaixo mostra a
variação da condutividade elétrica em função da
temperatura em três condutores, identificados por A,
B e C.
GABARITO
1. 052
2. E
3. E
4. C
5. E
6. E
7. C
8. C
9. TIPO D
10. C
11. C
12. C
13. C
FÍSICA- Magnetismo
12. (UnB-2º2011) Na figura, as curvas A, B e C
correspondem,
respectivamente,
ao
comportamento elétrico em função da
temperatura de
a) semicondutores, supercondutores e
metais.
b) supercondutores, semicondutores e
metais.
c) metais,
supercondutores
e
semicondutores.
d) supercondutores,
metais
e
semicondutores.
13. (UnB-2º2011) A resistência elétrica dos
metais aumenta com a temperatura porque,
ao serem aquecidos, os átomos vibram
mais vigorosamente, o que aumenta o
número de colisões dos elétrons,
dificultando, assim, o fluxo eletrônico.
www.tenhoprovaamanha.com.br A figura acima ilustra um conjunto de bobinas
denominado coilgun, ou seja, arma de bobinas, que,
originalmente, era experimental e projetada para
acelerar projeteis por meio de campos magnéticos.
A mesma ideia, mas aplicada de maneira reversa, e
utilizada na coilgun atômica, que desacelera
quaisquer átomos ou moléculas que tenham polos
norte e sul magnéticos, o que inclui a maioria dos
elementos da tabela periódica.
Na coilgun atômica, átomos que saem de um
forno, com velocidades supersônicas, passam por
múltiplos estágios de bobinas elétricas (solenoides).
Em cada estagio, a bobina, bem longa e de
pequeno raio r, e mantida com uma corrente I
constante; quando o átomo atinge o ponto médio da
bobina, a corrente e desligada.
25
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
A cada estagio do aparelho, a velocidade do
átomo diminui para um valor que varia de acordo
com os parâmetros do equipamento, entre eles, a
corrente I.
Considere que a magnitude do campo
magnético — B — no interior de uma bobina seja
obtida por B = µ0 NI/L, em que I e a corrente que
passa pelo fio, µ0 e a permeabilidade magnética do
espaço livre, L e o comprimento da bobina e N e o
numero de voltas (espiras) que constituem o
enrolamento da bobina.
1. (UnB-1º2013) Se as correntes das bobinas
não fossem desligadas, os átomos
incidentes sairiam da ultima bobina com
velocidade maior que aquela com que
entraram na primeira bobina.
2. (UnB-1º2013) Infere-se que, na situação da
coilgun ilustrada na figura, as bobinas estão
atraindo-se mutuamente.
3. (UnB-1º2013) Nas coilguns, os átomos são
desacelerados pela forca de Lorentz, cujo
modulo e F = qvB, em que q e a carga do
átomo, v e a velocidade do átomo, e B e o
campo magnético gerado por cada bobina.
4. (UnB-1º2013) O principio que rege, na
coilgun atômica, o fenômeno de
desaceleração dos átomos e a Lei de
Faraday.
5. (UnB-1º2013) Tendo como referencia o
sentido das linhas de campo magnético
indicado esquematicamente na figura,
infere-se que os átomos, para serem
desacelerados ao entrar na bobina, devem
apresentar o vetor que vai de seu polo norte
a seu polo sul apontando no sentido de P
para Q.
O momento magnético de uma corrente
circular e dado, em modulo, pela expressão m = IA,
em que I e a corrente e A e a área do circulo
definido pela corrente. O sentido do momento
magnético é definido pela regra da mão direita. Se
uma corrente circular com momento magnético
entre os vetores
e . O fluxo magnético que
atravessa a área definida pela corrente e definido
pelo produto escalar entre o campo magnético
o
vetor normal a área da corrente, supondo-se que
ambos sejam constantes.
6. (UnB-1º2013) O fluxo magnético de uma
bobina isolada e proporcional ao número de
espiras da bobina.
7. (UnB-1º2013) Considere que, na coilgun,
cada uma das bobinas diminua a energia
cinética dos átomos incidentes, os quais
passam a ter metade do valor da energia
que apresentavam antes de entrar na
bobina. Nesse caso, se os átomos saírem
de um forno, com velocidade igual a 500
m/s, serão necessárias 9 dessas bobinas
para reduzir a velocidade dos átomos para
menos que 10 m/s.
8. (UnB-1º2013) Considere que, no modelo
atômico de Bohr para o átomo de
hidrogênio, os raios das orbitas do elétron
sejam dados por r = n²a0/Z, e as
velocidades nas diversas orbitas, por v =
e/(4.π.ε0.m.r)^1/2, em que a0, Z, e, m e ε0
são constantes. Nesse caso, conclui-se que
o momento magnético dos átomos de
hidrogênio depende de n².
9. (UnB-1º2012) O momento magnético de
cada bobina na coilgun e igual, em modulo,
a Nπ r²I.
10. (UnB-1º2013) Se, na coilgun, uma das
bobinas for girada em um ângulo θ< π/2,
aparecera um torque sobre ela, o qual
tendera a posiciona-la em um angulo igual a
π/2 em relação às outras bobinas.
11. (UnB-1º2013) Uma partícula eletrizada, se
lançada com velocidade v obliquamente as
linhas de campo magnético B existente no
interior de uma das bobinas da coilgun,
executara, ao se deslocar no interior da
bobina, movimento retilíneo uniforme.
é inserida em um campo magnético externo
a
energia potencial magnética da configuração e, em
modulo, igual a –mBcosθ, em que θ e o angulo
www.tenhoprovaamanha.com.br 26
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
quando as esferas são consideradas
puntiformes.
13. (UnB-2º2012) Se as esferas estiverem
carregadas com carga elétrica positiva,
então, ao se girar o eixo L com velocidade
angular ω, o campo magnético gerado
sobre L terá a mesma direção dos vetores
velocidade das esferas.
Os planetas não são perfeitamente esféricos.
Devido ao movimento de rotação e a outras
particularidades, suas formas se assemelham a uma
esfera achatada ou a uma elipse, que gira em torno
do seu eixo maior. Para a avaliação desse efeito,
pode-se utilizar o equipamento esquematizado nas
figuras I e II, acima, no qual duas esferas idênticas,
de raio r = 0,05 m e de massa M = 1,0 kg, são
colocadas livres para deslizar ao longo de duas
hastes X, que têm massas desprezíveis. Todo o
sistema pode girar em torno do eixo L, a uma
velocidade angular ᵚ. Presa no eixo L e em contato
com as esferas, existe uma fina borracha, que,
quando não deformada (Figura I), forma uma
circunferência de raio a = b = 0,25 m. Quando o eixo
L gira (Figura II), a borracha é empurrada pelas
esferas — formando uma elipse (a’ > b) — e resiste
à deformação, segundo a lei de Hooke, em que a
constante elástica da borracha — k — é igual a 10
N/m.
12. (UnB-2º2012) Dada a situação ilustrada na
figura II, em que as esferas giram em torno
do eixo L, segundo uma circunferência de
raio a’, considere que essas esferas
estejam carregadas, cada uma com carga
Q, e produzam um campo magnético de
intensidade B, no centro do círculo formado
pela circunferência. Com base nessa
hipótese e sabendo-se que a intensidade do
campo magnético no centro de uma espira
circular de raio R percorrida por uma
corrente de intensidade I é igual a
, em
que : é a permeabilidade magnética do
meio, é correto concluir que
www.tenhoprovaamanha.com.br ,
Nos períodos em que ocorrem interferências
eletromagnéticas causadas por tempestades
solares, a comunicação entre os robôs em Marte e
os centros de comunicação espacial na Terra fica
mais difícil. Assim, um sinal de rádio que seja
lançado, em um desses períodos, de um laboratório
na Terra até um de dois satélites — Y e Z —
disponíveis, e seja redirecionado para o Planeta
Vermelho, apresenta 85% de chance de ser
corretamente recebido pelo satélite Y, e 75% de ser
corretamente recebido em Marte, a partir desse
satélite. Caso o sinal fosse enviado para o satélite
Z, a chance de ele não ser completamente decifrado
seria de 10%, e de 20% a de não ser perfeitamente
recebido em Marte, após a transmissão feita a partir
desse satélite.
14. (UnB-2º2012)
Uma
interferência
eletromagnética com origem solar demora
anos para atingir a Terra.
O vento solar é uma emissão contínua, em
todas as direções, de partículas carregadas que têm
origem na coroa solar. As partículas emitidas podem
ser elétrons, prótons ou neutrinos. A velocidade
dessas partículas varia entre 400 km/s e 800 km/s.
Essa emissão contínua gera uma distribuição
de íons, prótons e elétrons em todo o espaço do
sistema solar. Esse plasma de partículas
carregadas é comumente denominado mar de
prótons, ou mar de elétrons. Ao se aproximarem da
Terra, esses íons sofrem alterações em suas
trajetórias devido à presença do campo magnético
terrestre. Na região do espaço que circunda a Terra,
a densidade desse plasma é de aproximadamente
10 partículas por centímetro cúbico. O
bombardeamento da atmosfera terrestre pelo vento
27
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
solar tem efeitos profundos, uma vez que as
partículas e a radiação solar interagem com os
gases presentes na atmosfera, tais como H2, N2, O2,
CO2, CO, NO2, N2O, SO2.
15. (UnB-1º2012) Considere que um elétron
com velocidade v, ao penetrar em um
campo magnético uniforme perpendicular à
direção do seu movimento, percorra a
trajetória I indicada na figura a seguir.
Nessa situação, se um neutrino e um
próton, com a mesma velocidade v do
elétron, penetrarem na região do campo
magnético,
eles
percorrerão,
respectivamente, as trajetórias II e III
indicadas na figura.
tem velocidade
em que e é a carga
elementar do próton, m é a massa do próton
e B é a intensidade do campo magnético,
então o próton será completamente
refletido, isto é, voltará, depois de
determinado tempo, para a região I.
17. (UnB-1º2012) Os prótons e elétrons, que
constituem o vento solar, perdem energia
cinética ao longo de suas trajetórias, devido
à ação dos campos magnéticos produzidos
pelo próprio Sol e pelos planetas.
18. (UnB-1º2012) Considere que, na figura a
seguir, esteja representada a situação em
que um próton penetra, com velocidade de
400 km/s, em um ponto P, uma região com
campo magnético uniforme, tal que a
direção do seu movimento faz um ângulo de
60° com as linhas de campo. Nesse caso, a
distância H, medida paralelamente às linhas
de campo, percorrida pelo próton depois de
2 segundos será de 400 km.
16. (UnB-1º2012) Considere que, na figura a
seguir, esteja representada uma situação
em que um próton penetra em um campo
magnético uniforme, perpendicular ao plano
da página e se estende por uma região com
comprimento L. Nesse caso, se o próton
www.tenhoprovaamanha.com.br 28
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
A figura acima ilustra, de maneira
esquemática, as linhas do campo magnético da
Terra no espaço que a circunda. A barra mostrada
no meio do planeta representa um ímã que geraria
um campo equivalente ao da Terra.
19. (UnB-1º2012) Segundo a figura, o polo
norte geográfico corresponde ao polo norte
magnético do imã, uma vez que, no polo
norte, as linhas do campo magnético estão
entrando na Terra.
20. (UnB-1º2012) Considerando que o campo
magnético da Terra seja equivalente ao
campo gerado por uma espira circular
percorrida por uma corrente constante, com
o eixo central coincidindo com a reta que
une os polos sul e norte, é correto inferir
que, ao aplicar a regra da mão direita para o
sentido de rotação da corrente na espira, o
dedo polegar apontará para o polo sul.
21. (UnB-1º2012) Uma partícula carregada,
lançada paralelamente às linhas de campo
mostradas na figura, sofrerá um desvio de
90° devido à ação de uma força magnética.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
C
E
E
C
E
E
C
E
E
E
C
E
C
E
E
E
FÍSICA- Física moderna
absortividade de alguns gases da atmosfera e da atmosfera como um
todo
<www.fisica.ufpr.br/grimm/aposmeteo>. Internet: <www2.chemistry.msu.edu/faculty>. GABARITO
1. E
2. C
3. E
4. C
5. E
www.tenhoprovaamanha.com.br Internet: A figura I, acima, apresenta gráficos
representativos da absortividade de alguns gases
da atmosfera e da atmosfera como um todo,
enquanto a figura II representa o espectro na faixa
de luz visível. Tendo como base essas figuras e
considerando o número de Avogadro igual a 6 ×
1023 e a velocidade da luz igual a 3 × 108 m/s, julgue
os próximos itens.
29
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
1.
(UnB-2º2012) Sabendo-se que, entre 50
km e 110 km acima da superfície da Terra,
ocorre o processo de fotodissociação, no
qual o oxigênio é dissociado na forma O2(g)
+ hv → 2O(g), infere-se que esse processo
é o principal responsável pela proteção da
superfície da Terra contra os raios
ultravioletas.
2. (UnB-2º2012) Da figura I infere-se o fato de
a atmosfera ser quase transparente para a
luz visível.
Na física de Galileu e Newton, a mudança de
um sistema de coordenadas O para um sistema de
coordenadas O’, que se move retilinearmente com
velocidade v constante, no sentido positivo do eixo x
com relação a O, é feita segundo as equações
x’ = x + vt,
t’ = t,
conhecidas como transformações de Galileu. A
Teoria da Relatividade Especial alterou essas
equações para
conhecidas como transformações de Lorentz, em
que
3. (UnB-2º2012)
Uma
partícula
com
velocidade constante V em relação ao
sistema de coordenadas O terá velocidade
constante V’ em relação ao sistema O’, que
satisfaz a relação
4. (UnB-2º2012) Suponha que a vida média de
um isótopo radioativo parado no sistema de
coordenadas O seja igual a 10 dias. Dada
essa hipótese, se a vida média desse
isótopo for calculada em um sistema de
coordenadas O’ que se move, em relação a
O, com velocidade igual a 99,9% da
velocidade da luz, então, o resultado será
maior que 200 dias.
5. (UnB-2º2011) A matriz M para as
transformações de Lorentz é
em
que β = 𝑣𝑐,.
6. (UnB-2º2012) Para um observador que,
situado no sistema de coordenadas O, vê o
afastamento de O’, as regras de
transformação de Lorentz passam a ser
7. (UnB-2º2012) Na figura a seguir, o gráfico
representa o processo de decaimento
radioativo de determinado composto.
Esboce, nessa figura, o gráfico do
decaimento radioativo do mesmo composto
visto por um observador que se move na
direção da fonte e em sentido contrário ao
das emissões.
e c é a velocidade da luz.
Tanto as transformações de Galileu quanto as
transformações
de
Lorentz
podem
ser
representadas na forma matricial
em que M é uma matriz 2 × 2 cujos termos
dependem da velocidade v.
A respeito das consequências dessas alterações na
forma como são escritas as equações de mudança
de sistemas de coordenadas, julgue os itens.
www.tenhoprovaamanha.com.br 30
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
A doutrina dos quatro elementos foi proposta
pela primeira vez na Grécia Antiga pelo filósofo présocrático Empédocles. A doutrina embasava-se na
afirmação de que tudo o que existe é constituído de
certas quantidades das raízes fundamentais (água,
ar, terra e fogo). Essa doutrina, que prevaleceu
sobre a doutrina atomista, cunhada na mesma
época, ainda estava em voga no início do século
XIX, o qual, entretanto, pode ser considerado o
século da retomada definitiva do atomismo, crucial
em áreas como a termodinâmica, por exemplo.
8. (UnB-2º2011) No modelo de Bohr para o
átomo, os elétrons não são mais
considerados
somente
partículas
claramente discerníveis, mas também
ondas, o que está adequadamente
representado na expressão matemática λ =
ℎ𝑚𝑣, em que h é a constante de Planck; m
é a massa do elétron; 8 é o comprimento de
onda do elétron e v é a velocidade.
As concepções de como o mundo é — se há
um vazio (vácuo) ou se todos os fenômenos se dão
em um plenum, se as coisas estão constituídas de
átomos ou não — não são as únicas a
mudar ao longo da história. As concepções sobre o
que são tempo e espaço também mudaram
bastante. Mais recentemente, no início do século
XX, a teoria da relatividade restrita veio modificar,
de maneira ainda mais profunda, o que se deve
considerar como espaço, tempo e suas relações.
Segundo Galileu, Newton e alguns outros
cientistas, um observador A que está em movimento
com velocidade vA com relação a um observador B,
parado com relação ao solo, teria sua posição XA e
seu tempo tA, com relação à posição xB e ao tempo
tB de B, dados por
I)
XA= xB + vA. tA; tA = tB
A partir das informações acima, julgue os itens
seguintes.
9. (UnB-2º2011) As expressões I e II indicam
que o tempo, na física de Galileu e Newton,
é uma grandeza absoluta, ao passo que, na
teoria da relatividade especial, é uma
grandeza relativa ao estado de movimento
do observador.
10. (UnB-2º2011) Considere que, em um duelo,
um observador fixo sobre a superfície da
Terra (referencial B), onde estão os dois
duelistas (B1 e B2), nota que ambos,
separados um do outro pela distância xB1 –
xB2 = D, atiram ao mesmo tempo. Nessa
situação, segundo a teoria da relatividade
especial, para um observador movendo-se
com velocidade vA com relação à superfície
da Terra, os dois duelistas teriam atirado
com uma diferença de tempo cujo módulo é
dado por
o que indica que a
noção de simultaneidade depende do
estado de movimento do observador.
11. (UnB-2º2011) De acordo com as
expressões listadas em II, vale a seguinte
igualdade: xA2 – c2.tA2 = xB2 – c2.tB2.
Entretanto, segundo a teoria da relatividade
especial, essa relação deveria ser dada por
www.tenhoprovaamanha.com.br 31
Provas UnB 2011 - 2013
Física
www.tenhoprovaamanha.com.br
O experimento de Michelson-Morley foi
realizado para se verificar a hipótese de haver um
meio (o éter) em que as ondas de luz se propagam.
O esquema desse experimento, anterior ao
surgimento da teoria especial da relatividade, está
mostrado na figura acima. Nele, um raio de luz parte
de uma fonte S e, ao chegar a um espelho
semitransparente, divide-se em um raio α, que
trafega na direção AB (ida e volta), e em um raio β,
que trafega na direção AC (ida e volta). A direção
AC é posicionada de modo a ser paralela à direção
do movimento da Terra ao redor do Sol, que se dá
com velocidade vT (suposta retilínea para o
experimento em questão). Os dois raios encontramse novamente no espelho semitransparente e
dirigem-se para um sensor de luz D, que capta
eventuais interferências entre eles. As distâncias AB
e AC são iguais a L.
A partir do experimento de Michelson-Morley
descrito e dos princípios da teoria especial da
relatividade, julgue os itens.
da luz deve ser composta com a velocidade
da Terra conforme somas ou diferenças
usuais de velocidade, os tempos que a luz
levava para percorrer as distâncias AB e AC
(ida e volta) seriam, respectivamente,
e
.
GABARITO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
E
C
E
C
E
E
TIPO D
C
C
C
C
E
C
C
E
C
12. (UnB-2º2011) A teoria especial da
relatividade subscreve a ideia de que tudo é
relativo.
13. (UnB-2º2011) Segundo a hipótese da teoria
da relatividade especial de que a luz tem
sempre
a
mesma
velocidade,
independentemente da velocidade da fonte,
o resultado do experimento de MichelsonMorley, ou seja, a figura de interferência
obtida no sensor de luz em D, não deveria
modificar quando a orientação do aparelho,
com relação ao movimento da Terra, fosse
alterada em 90º.
14. (UnB-2º2011) diferença de fase no
experimento de Michelson-Morley pode ser
calculada pela expressão ω(th – tv), em que
ω é a frequência da luz, th é o tempo que a
luz leva para mover-se de A a C (ida e
volta) e tv é o tempo que a luz leva para
mover-se de A a B (ida e volta), como
mostrado na figura.
15. (UnB-2º2011) As teorias do éter remontam
a ideias já defendidas por Aristóteles,
quando este negava a inexistência do
vácuo.
16. (UnB-2º2011) Do ponto de vista da teoria
newtoniana, segundo a qual a velocidade
www.tenhoprovaamanha.com.br 32