EAM 2013 — Questões de Física comentadas — Método TEF

O espelho plano forma imagem virtual, pois ela está no encontro dos prolongamentos dos raios refletidos, atrás do espelho.

A imagem é direita e possui o mesmo tamanho do objeto. Ela fica à mesma distância atrás do espelho que Maria está à frente.

A reversão lateral não significa uma imagem de cabeça para baixo; por isso, a classificação correta é virtual, direita e do mesmo tamanho.

As três lâmpadas estão em série, em um único caminho. Com a chave aberta, o caminho é interrompido e não circula corrente: I é verdadeira.

Com a chave fechada, a mesma corrente atravessa as três lâmpadas, que acendem. Como suas resistências são iguais, suas potências $P=Ri^2$ também são iguais.

II e III são falsas; IV é verdadeira. Portanto, apenas I e IV estão corretas.

Na óptica geométrica, a luz se propaga em linha reta em um meio homogêneo. A Lua bloqueia parte dos raios solares e projeta sombra e penumbra sobre a Terra.

Na região de sombra, o eclipse pode ser total; na penumbra, apenas parte do Sol fica encoberta.

O fenômeno é explicado pela propagação retilínea da luz, e não por interferência.

A luz solar contém diversas componentes de cor. Como o índice de refração do material depende da frequência, cada componente sofre um desvio diferente.

Essa separação é chamada dispersão ou decomposição da luz. Um prisma evidencia o espectro de cores.

No arco-íris, também participam refração e reflexão interna nas gotas, mas a separação das cores pedida na questão corresponde à decomposição luminosa.

Em série e com polaridades concordantes, as tensões somam: $U_{\mathrm{total}}=4\times1{,}5=6\,\mathrm{V}$.

Em paralelo, pilhas idênticas mantêm a tensão de 1,5 V. Três pilhas em série forneceriam apenas 4,5 V.

Portanto, são necessárias as quatro pilhas em série.

No olho míope, a imagem de um objeto distante tende a formar-se antes da retina.

Uma lente divergente reduz a convergência dos raios incidentes, permitindo que o sistema óptico do olho forme a imagem sobre a retina.

Lentes convergentes são usadas na correção escolar típica da hipermetropia, situação diferente da descrita.

Fechar a chave completa o caminho da corrente. A pilha aplica 6 V à resistência de 3 Ω, no modelo ideal informado.

Pela lei de Ohm, $I=V/R=6/3=2\,\mathrm{A}$.

A questão fornece a resistência da lâmpada para essa condição de funcionamento; basta dividir tensão por resistência.

Use a relação fornecida: $C=5(F-32)/9$.

Para 77 °F, $C=5(77-32)/9=5\times45/9=25\,^\circ\mathrm{C}$.

A conversão inclui o deslocamento de 32 graus entre as origens das escalas.

Pela relação fundamental das ondas, $f=v/\lambda$.

Os dados usam centímetros em ambas as grandezas: $f=(6\,\mathrm{cm/s})/(30\,\mathrm{cm})=0{,}2\,\mathrm{s^{-1}}=0{,}2\,\mathrm{Hz}$.

Não é necessário converter para metros, desde que velocidade e comprimento usem a mesma unidade de distância.

No carrinho de mão (I), a carga fica entre o apoio na roda e a força aplicada nas mãos: alavanca inter-resistente.

Na pinça (II), a força aplicada fica entre o apoio e a resistência: interpotente.

Na barra que ergue a pedra (III), o apoio está entre a força aplicada e a carga: interfixa. A sequência correta corresponde a E.

Altura está ligada à frequência: som agudo tem frequência maior; grave tem frequência menor. I é correta.

Timbre depende da composição e da forma da onda, permitindo distinguir fontes mesmo com frequência e intensidade iguais. III é correta.

O gabarito considera II incorreta pelo uso de “alto” e “baixo”, termos associados à altura. Para intensidade, a terminologia técnica esperada é som forte ou fraco; no uso cotidiano, a frase é ambígua.

A energia potencial adquirida em relação ao solo é $\Delta E_p=mg\Delta h$.

Substituindo, $\Delta E_p=80\times10\times20=16000\,\mathrm{J}$.

O peso é 800 N, mas a energia exige multiplicar essa força pela altura de 20 m.

O deslocamento é a diferença entre as posições: $d=20-10=10\,\mathrm{m}$.

A força tem a mesma direção e o mesmo sentido do deslocamento. Logo, $W=Fd=100\times10=1000\,\mathrm{J}$.

O trabalho é positivo. A posição final de 20 m não é a distância percorrida neste trecho.

As forças horizontais mostradas têm o mesmo sentido. Por isso, a resultante vale $F_R=100+200=300\,\mathrm{N}$.

Pela segunda lei de Newton, $a=F_R/m=300/100=3\,\mathrm{m/s^2}$.

Peso e normal se equilibram na vertical; a aceleração é horizontal, para a direita.

A travessia tem comprimento de 50 m e dura 25 s.

A velocidade escalar média é $v_m=\Delta s/\Delta t=50/25=2\,\mathrm{m/s}$.

A média não afirma que o marinheiro tenha mantido a mesma velocidade em todos os instantes.

Nas salinas, a água passa lentamente do estado líquido ao gasoso por evaporação, uma forma de vaporização.

O sal dissolvido permanece e pode cristalizar à medida que a água é removida.

O fenômeno usado para retirar a água é a vaporização. Condensação seria o processo inverso, do vapor para o líquido.

O gabarito relaciona o sifão ao princípio dos vasos comunicantes. Ele conecta regiões de líquido por um tubo contínuo e permite escoamento para uma saída situada abaixo da superfície do reservatório.

A diferença de altura fornece a diferença de energia potencial que sustenta o escoamento; o tubo precisa estar preenchido com líquido.

O princípio dos vasos comunicantes descreve o equilíbrio de níveis de um mesmo líquido em recipientes conectados. O sifão envolve também movimento, e sua descrição completa exige considerar as pressões e a energia do escoamento.

As forças intermoleculares na superfície produzem tensão superficial. A superfície comporta-se como uma interface que resiste ao aumento de área.

Isso permite uma pequena elevação da água acima da borda e pode sustentar uma agulha colocada cuidadosamente, sem romper a interface.

A agulha não precisa ser menos densa que a água: nesse exemplo, a contribuição da tensão superficial é essencial ao equilíbrio.