UFPR 2014 -2015
Resolução: Professores: Paulo Roberto F. Carvalho, Tadanori , Paulo
Henrique de Lima e Eduardo Sigwalt
Resolução:
O deslocamento do veículo pode ser obtido através da área compreendida
entre o gráfico e o eixo do tempo. A área total pode ser dividida da forma
indicada a seguir:
Para determinar as áreas A4 e A5 deve-se obter o valor em que o gráfico
intercepta o eixo do tempo, instante indicado na figura por t, para isso deve-se
aplicar semelhança de triângulos, conforme indicado abaixo:
36
10
𝑡−35

= 40−𝑡
t = 38,913s
s = área = A1 + A2 + A3 + A4 + A5
𝐵+𝑏 .ℎ
𝐵+𝑏 .ℎ
𝐵.ℎ
𝐵+𝑏
s =
+ B.h + 2
+ 2 +
2
2
s =
15+5 .28
2
+ 25.8 +
36+8 .10
2
+
Sfinal = s0 + s = 0 + 715 = 715 m
.ℎ
3,913. 36
2
+
6,087+5 . (−10)
2
 715 m
Resolução:
Cálculo da altura máxima (h) que a partícula atinge em relação ao solo em
função do comprimento do fio (L):
𝑐𝑎𝑡 𝑜𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜
sen 30°= ℎ𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎

ℎ
0,5 = 2.
𝐿

h=L
Trata-se de um sistema não conservativo, logo:
F ñ cv =
- Fat.
EM final - EM inicial
s = (Epg final + Ec final) – (Ec
inicial)
.L)
-  . N . .L = m.g.h + Ec final – Ec inicial
-  . N . .L = m.g.h + Ec
-  . N . .L = m.g.h + Ec
-  . m.g.cos30°. .L = m.g.h + Ec
1
-
𝜋. 3
. m.
Ec = ∆𝐸𝑐 =
3
g.
. . L = m.g.L + Ec
2
3. 𝑚. 𝑔. 𝐿
2
3. 𝑚. 𝑔. 𝐿
2
obs : meia volta(s =
2𝜋𝑅
2
= .R =
obs : Ec final – Ec inicial = Ec
obs : N = PN = P.cos = m.g.cos
Resolução:
Partículas em movimento retilíneo e uniforme possuem força resultante nula,
logo, analisando as forças indicadas a seguir é possível montar as seguintes
relações matemáticas:
T = FatAB (equação 1)
F = T + FatAB + FatAS (equação 2)
Substituindo 1 em 2:
F = FatAB + FatAB + FatAS
F = 2.FatAB + FatAS
F = 2. c . NB + c . NA+B
F = 2. c . NB + c . NA+B
F = 2. c . PB + c . (PA + PB)
F = 2. c . mB . g + c . (mA . g + mB. g)
F = 2. 0,35 . 0,4 . 10 + 0,35 . (0,4 . 10 + 0,8. 10)
F=7N
13 - O estudo da calorimetria e das leis da termodinâmica nos dá
explicações para vários fenômenos encontrados na natureza. Considere o
seguinte texto que apresenta a explicação, do ponto de vista dessas
áreas da Física, para a formação das nuvens:
Quando uma porção de ar aquecido sobe, contendo água que acabou de
__________ da superfície, passa a estar submetida a uma pressão cada
vez __________. A rápida variação na pressão provoca uma rápida
expansão do ar junto com uma redução de seu/sua __________. Essa
rápida expansão é considerada __________, isto é, sem troca de calor
com sua vizinhança, porque ocorre muito rapidamente. O gás em
expansão __________ energia interna ao se expandir, e isso acarreta seu
resfriamento até atingir uma temperatura na qual a quantidade de vapor
de água é suficiente para saturar o ar naquele ponto e assim formar as
nuvens.
Assinale a alternativa que preenche as lacunas corretamente.
►a) evaporar, menor, temperatura, adiabática, perde.
b) condensar, menor, volume, adiabática, ganha.
c) evaporar, maior, temperatura, isotérmica, ganha.
d) condensar, maior, volume, isobárica, perde.
e) sublimar, menor, temperatura, isotérmica, ganha.
Resolução:
Neste processo o ar aquecido é menos denso é sobe, a água que sobe esta na
forma de vapor.Ao aumentar a altura em relação ao solo diminui a
pressão.Sendo o processo considerado rápido não ocorre tempo para trocas
de calor(adiabático, Q=0).Numa expansão adiabática ocorre uma diminuição
na temperatura pela primeira lei da termodinâmica.(Q=W+ΔU). O gás expande
(W ˃ 0) e sua energia interna diminui (ΔU ˂ 0)o gás perde energia interna.
14 - Para participar de um importante torneio, uma equipe de estudantes
universitários desenvolveu um veículo aéreo não tripulado. O aparelho foi
projetado de tal maneira que ele era capaz de se desviar de objetos
através da emissão e recepção de ondas sonoras. A frequência das ondas
sonoras emitidas por ele era constante e igual a 20 kHz. Em uma das
situações da prova final, quando o aparelho movimentava-se em linha
reta e com velocidade constante na direção de um objeto fixo, o receptor
do veículo registrou o recebimento de ondas sonoras de frequência de
22,5 kHz que foram refletidas pelo objeto. Considerando que nesse
instante o veículo se encontrava a 50 m do objeto, assinale a alternativa
correta para o intervalo de tempo de que ele dispunha para se desviar e
não colidir com o objeto. Considere a velocidade do som no ar igual a
340 m/s.
a) 1,0 s.
b) 1,5 s.
c) 2,0 s.
►d) 2,5 s.
e) 3,0 s.
Resolução:
Aplicando a eq. do efeito Doppler vamos obter o valor da frequência que a
parede reflete a onda do aparelho (f´).Observação a velocidade do aparelho
(fonte neste caso apresenta velocidade negativa)
Resolução:
A variação no fluxo de indução numa espira - podem ser obtidas variando-se:
(a) a área abraçada pela espira,
(b) a intensidade do campo magnético (que pode ser obtida aproximando-se ou
afastando-se o ímã em relação à espira)
(c) a inclinação da espira em relação às linhas de campo magnético que a
atravessam.
De acordo com o exposto conclui-se que:
(F) Não há variação de fluxo
(F) No caso descrito o polo norte se aproxima da espira e a corrente induzida,
de acordo com a lei de Lenz, será no sentido anti-horário.
(V) No caso descrito o polo norte se afasta da espira e a corrente induzida, de
acordo com a lei de Lenz, será no sentido horário.
(V) Ocorre variação de fluxo devido a inclinação da espira em relação as linhas
de campo.
Resolução:
A equação do gerador é determinada pela função U=f(i) onde:
U = diferença de potencial (tensão)
i= corrente elétrica
r= resistência interna
E= força eletromotriz
U = E - ri
De acordo com o gráfico, temos os pares ordenados:
(0,10) U= 10V para i=0
(8,0) U=0 para i=8A
0 = 10- r(8) r= 1,25Ω para i=2,0mA teremos:
Pot = r.i² = 1,25(2)² = 5mW
17 - Considere as seguintes afirmativas relacionadas aos fenômenos que
ocorrem com um feixe luminoso ao incidir em superfícies espelhadas ou
ao passar de um meio transparente para outro:
1. Quando um feixe luminoso passa do ar para a água, a sua frequência é
alterada.
2. Um feixe luminoso pode sofrer uma reflexão interna total quando
atingir um meio com índice de refração menor do que o índice de refração
do meio em que ele está se propagando.
3. O fenômeno da dispersão ocorre em razão da independência entre a
velocidade da onda e sua frequência.
4. O princípio de Huygens permite explicar os fenômenos da reflexão e da
refração das ondas luminosas.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
►b) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
d) Somente as afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras.
e) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras.
RESOLUÇÃO
1. (F) Quando um feixe luminoso passa do ar para a água, a sua
frequência é alterada.
A frequência não se altera ao mudar de meio, pois depende da fonte emissora.
2. (V) Um feixe luminoso pode sofrer uma reflexão interna total quando
atingir um meio com índice de refração menor do que o índice de refração
do meio em que ele está se propagando.
A reflexão total ocorre quando a luz vai do meio de maior índice de refração
(maio mais refringente) para o meio de menor índice de refração (meio menos
refringente), se está incidir na superfície com ângulo superior ao ângulo limite.
3. (F) O fenômeno da dispersão ocorre em razão da independência entre a
velocidade da onda e sua frequência.
Esse fenômeno ocorre em razão da dependência da velocidade da onda
luminosa e de sua frequência. Quando a luz branca muda de um meio para
outro com diferentes índices de refração, as ondas de diferentes frequências
tomam diferentes ângulos de refração.
4. (V) O princípio de Huygens permite explicar os fenômenos da reflexão e
da refração das ondas luminosas.
As construções geométricas de reflexão ou refração da luz, baseiam-se no
Princípio de Huygens, que diz: "Qualquer ponto ou partícula excitado pelo
impacto da energia de uma onda de luz, torna-se uma nova fonte puntiforme de
energia". Então, cada ponto sobre uma superfície refletora pode ser
considerado como uma fonte secundária de radiação tendo a sua própria
superfície de onda. Quando um raio de luz atinge uma superfície que separa
dois meios, parte da luz é refletida e a outra penetra no meio sendo desviada
ou refratada. A partir do Princípio de Huygens onde os pontos de impacto da
luz no contato entre os dois meios agem como fontes secundárias de luz, podese determinar a direção de propagação dos raios refratados.
Resolução:
1. (F) Em 1905, diante de resultados experimentais que não eram explicados
pela Física Clássica, Einstein postulou que a energia luminosa não era
absorvida de forma contínua pelos elétrons do metal e sim apenas em
pequenos pacotes, os,fótons, cuja energia é igual a hf, Ou seja, os elétrons
absorvem apenas um número inteiro de fótons, assim , um múltiplo inteiro de
hf. Este previsão foi confirmada pelo físico Robert Millikan pouco tempo depois.
2. (V) Em 1905, Einstein demonstrou que o resultado experimental poderia ser
explicado se a energia luminosa não fosse distribuída continuamente no
espaço, mas fosse quantizada, como pequenos pacotes, cada qual
denominado de fóton. A energia de cada fóton é hν, onde ν é a frequência e h a
constante de Planck.
3. (F) Proporcional a frequência e não a velocidade .