CFS B 2/2010 · Prova de Física (Q76-100) — resolução comentada Método TEF.
Dados da prova
Nas questões de Física, quando necessário, utilize os dados fornecidos no próprio enunciado.
Grupos I e II de Especialidades · Gabarito Oficial
Física: questões 76 a 100
Q76
Dilatação térmica — densidade
A maioria das substâncias tende a diminuir de volume (contração) com a diminuição da temperatura e tendem a aumentar de volume (dilatação) com o aumento da temperatura. Assim, desconsiderando as exceções, quando diminuímos a temperatura de uma substância, sua densidade tende a
Obs.: Considere a pressão constante.
A)diminuir.
B)aumentar.
C)manter-se invariável.
D)aumentar ou a diminuir dependendo do intervalo de temperatura considerado.
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
B
Resolução comentada
A densidade é
$$\rho=\frac{m}{V}.$$
Na contração térmica, a massa permanece constante e o volume diminui. Logo, a densidade aumenta.
Alternativa correta: B
Q77
Óptica — lupa
Uma lupa é basicamente uma lente convergente, com pequena distância focal. Colocando-se um objeto real entre o foco objeto e a lente, a imagem obtida será:
A)real, direita e maior.
B)virtual, direita e maior.
C)real, invertida e menor.
D)virtual, invertida e menor.
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
B
Resolução comentada
Para uma lente convergente com o objeto entre a lente e o foco, os raios emergem divergentes e seus prolongamentos formam uma imagem virtual. Essa imagem é direita e ampliada, exatamente a configuração de uma lupa.
Alternativa correta: B
Q78
Óptica geométrica — propagação retilínea
Um estudante de Física coloca um anteparo com um orifício na frente de uma fonte de luz puntiforme. Quando a fonte de luz é acesa, um dos raios de luz passa pelo orifício do anteparo, que está a $10{,}0\,\text{cm}$ de altura da superfície plana, e produz um ponto luminoso na parede, a $50\,\text{cm}$ de altura da superfície, conforme a figura. Sabendo-se que a distância entre o anteparo e a parede é de $200\,\text{cm}$, determine a distância, em cm, entre a fonte luminosa e o anteparo.
A)5
B)25
C)50
D)75
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
C
Resolução comentada
Pela propagação retilínea da luz, formam-se triângulos semelhantes. Se $x$ é a distância da fonte ao anteparo:
$$\frac{10}{x}=\frac{50}{x+200}.$$
Então
$$10x+2000=50x\Rightarrow x=50\,\text{cm}.$$
Alternativa correta: C
Q79
Óptica — índice de refração
Um raio de luz monocromática propaga-se no ar com velocidade de $3\cdot10^8\,\text{m/s}$. Ao penetrar num bloco de vidro reduz sua velocidade de propagação para $2\cdot10^8\,\text{m/s}$. O índice de refração desse vidro para esse raio luminoso vale
A miopia e o estrabismo são defeitos da visão que podem ser corrigidos usando, respectivamente, lentes
A)convergente e prismática.
B)convergente e cilíndrica.
C)divergente e prismática.
D)divergente e cilíndrica.
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
C
Resolução comentada
A miopia é corrigida com lente divergente. Em correções ópticas do estrabismo podem ser empregadas lentes prismáticas, que desviam o feixe luminoso para compensar o desalinhamento ocular.
Alternativa correta: C
Q81
Ondulatória — radar
Um radar detecta um avião por meio da reflexão de ondas eletromagnéticas. Suponha que a antena do radar capture o pulso refletido um milissegundo depois de emití-lo.
Isso significa que o avião está a uma distância de ___ quilômetros da antena.
Obs.: Utilize a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas no ar igual a $300.000\,\text{km/s}$.
A)30
B)150
C)600
D)900
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
B
Resolução comentada
O tempo medido corresponde à ida e à volta do sinal:
Um pulso ao propagar-se em uma corda encontra um extremo fixo e sofre reflexão. Ao retornar, o pulso refletido terá
A)mesma fase e comprimento de onda menor.
B)mesma fase e mesmo comprimento de onda.
C)fase invertida e comprimento de onda maior.
D)fase invertida e mesmo comprimento de onda.
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
D
Resolução comentada
Na reflexão em extremidade fixa ocorre inversão de fase. Como o pulso continua propagando-se na mesma corda, a velocidade e o comprimento de onda não mudam.
Alternativa correta: D
Q83
Acústica — timbre
As figuras abaixo representam ondas sonoras emitidas por 3 dispositivos diferentes.
A qualidade do som que permite ao ouvinte identificar a diferença entre os sons gerados pelos dispositivos é
A)a altura.
B)o timbre.
C)a intensidade.
D)o comprimento de onda.
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
B
Resolução comentada
Os sinais possuem formas de onda diferentes. Essa diferença na composição harmônica é percebida como timbre, qualidade que permite identificar a fonte sonora.
Alternativa correta: B
Q84
Termodinâmica — trabalho
Uma certa amostra de gás ideal recebe $20\,\text{J}$ de energia na forma de calor realizando a transformação AB indicada no gráfico Pressão (P) X Volume (V) a seguir. O trabalho realizado pelo gás na transformação AB, em J, vale
A)20
B)10
C)5
D)0
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
D
Resolução comentada
No gráfico, a transformação AB ocorre a volume constante. O trabalho de um gás é
$$W=P\Delta V.$$
Como $\Delta V=0$, segue
$$W=0.$$
Alternativa correta: D
Q85
Termologia — processos de transferência de calor
As trocas de energia térmica envolvem processos de transferências de calor. Das alternativas a seguir, assinale a única que não se trata de um processo de transferência de calor.
A)ebulição.
B)radiação.
C)condução.
D)convecção.
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
A
Resolução comentada
Condução, convecção e radiação são os três mecanismos de transferência de calor. Ebulição é uma mudança de fase, não um mecanismo de propagação de calor.
Alternativa correta: A
Q86
Eletrodinâmica — consumo de energia
Um dos equipamentos domésticos de maior consumo é o chuveiro elétrico. Em uma determinada residência utiliza-se um chuveiro de $4\,\text{kW}$, de potência, duas vezes por dia com banhos de 30 minutos cada. E nessa mesma casa utiliza-se 6 lâmpadas elétricas de $100\,\text{W}$ ligadas durante 5 horas por dia, ou seja, com consumo diário de $3\,\text{kWh}$.
Se o tempo dos banhos for reduzido para 15 minutos cada, em um mês (30 dias), a economia alcançada por essa redução durante esse período, equivale a quantos dias do uso das lâmpadas?
A)10
B)15
C)20
D)25
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
C
Resolução comentada
A redução diária total do uso do chuveiro é de $30\,\text{min}=0{,}5\,\text{h}$.
Economia diária:
$$E_d=4\cdot0{,}5=2\,\text{kWh}.$$
Em 30 dias:
$$E=60\,\text{kWh}.$$
As lâmpadas consomem $3\,\text{kWh/dia}$. Portanto:
$$N=\frac{60}{3}=20\text{ dias}.$$
Alternativa correta: C
Q87
Eletrostática — condutor em equilíbrio
Considere uma esfera metálica oca com $0{,}1\,\text{m}$ de raio, carregada com $0{,}01\,\text{C}$ de carga elétrica, em equilíbrio eletrostático e com vácuo no seu interior. O valor do campo elétrico em um ponto situado no centro dessa esfera tem intensidade de ____ N/C.
A)0,0
B)1,0
C)10,0
D)100,0
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
A
Resolução comentada
Em equilíbrio eletrostático, o campo elétrico no interior do material condutor e na cavidade vazia de uma casca esférica sem cargas internas é nulo.
Assim, no centro:
$$E=0.$$
Alternativa correta: A
Q88
Eletrostática — potencial elétrico
Uma carga puntiforme com $4\cdot10^{-9}\,\text{C}$, situada no vácuo, gera campo elétrico ao seu redor. Entre dois pontos, A e B, distantes respectivamente $0{,}6\,\text{m}$ e $0{,}8\,\text{m}$ da carga, obtem-se a diferença de potencial $V_{ab}$ de ____ volts.
A definição oficial de ampère, unidade de intensidade de corrente elétrica no Sistema Internacional é:
“O ampère é a intensidade de uma corrente elétrica que, mantida em dois condutores paralelos, retilíneos, de comprimento infinito, de secção circular desprezível e situados à distância de um metro entre si, no vácuo, produz entre esses condutores uma força igual a $2\cdot10^{-7}$ newtons por metro de comprimento.”
Para que a força magnética que atua nos condutores seja de atração,
A)os condutores devem ser percorridos por correntes contínuas de mesmo sentido.
B)os condutores devem ser percorridos por correntes contínuas de sentidos opostos.
C)um dos condutores deve ser ligado em corrente contínua e o outro deve ser aterrado nas duas extremidades.
D)os dois condutores devem ser aterrados nas duas extremidades.
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
A
Resolução comentada
Correntes paralelas no mesmo sentido se atraem; correntes em sentidos opostos se repelem.
Alternativa correta: A
Q90
Magnetismo — campo de fio retilíneo
Assinale a alternativa que completa corretamente a frase abaixo:
Um condutor longo e retilíneo percorrido por corrente elétrica produz ao seu redor um campo magnético no formato de
A)retas paralelas ao fio.
B)círculos concêntricos ao fio.
C)retas radiais com o centro no fio.
D)uma linha em espiral com o centro no fio.
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
B
Resolução comentada
Pela regra da mão direita, as linhas de campo magnético de um fio retilíneo longo são circunferências concêntricas ao fio.
Alternativa correta: B
Q91
Cinemática — interpretação de gráficos
No gráfico mostram-se as posições de um móvel em função do tempo.
Das alternativas abaixo, assinale a que apresenta o gráfico da velocidade em função do tempo, para o movimento do móvel descrito no gráfico anterior.
A)
B)
C)
D)
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
C
Resolução comentada
No primeiro trecho,
$$v=\frac{40-20}{5-0}=4\,\text{m/s}.$$
No segundo trecho a posição é constante, portanto $v=0$.
O gráfico correto mostra $4\,\text{m/s}$ de 0 a 5 s e zero de 5 a 10 s: alternativa C.
Alternativa correta: C
Q92
Cinemática — lançamento vertical
Um corpo é abandonado em queda livre do alto de uma torre de $245\,\text{m}$ de altura em relação ao solo, gastando um determinado tempo $t$ para atingir o solo. Qual deve ser a velocidade inicial de um lançamento vertical, em m/s, para que este mesmo corpo, a partir do solo, atinja a altura de $245\,\text{m}$, gastando o mesmo tempo $t$ da queda livre?
Obs.: Use a aceleração da gravidade no local igual a $10\,\text{m/s}^2$
Para explicar como os aviões voam, costuma-se representar o ar por pequenos cubos que deslizam sobre a superfície da asa. Considerando que um desses cubos tenha a direção do seu movimento alterada sob as mesmas condições de um movimento circular uniforme (MCU), pode-se afirmar corretamente que a aceleração _____ do “cubo” é _____ quanto maior for o módulo da velocidade tangencial do “cubo”.
A)tangencial; maior.
B)tangencial; menor.
C)centrípeta; menor.
D)centrípeta; maior.
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
D
Resolução comentada
No MCU, a aceleração responsável pela mudança da direção da velocidade é centrípeta:
$$a_c=\frac{v^2}{R}.$$
Para raio fixo, quanto maior a velocidade tangencial, maior a aceleração centrípeta.
Alternativa correta: D
Q94
Dinâmica — forças sobre um bloco
Considere que o sistema, composto pelo bloco homogêneo de massa $M$ preso pelos fios 1 e 2, representado na figura a seguir está em equilíbrio. O número de forças que atuam no centro de gravidade do bloco é
Obs.: Considere que o sistema está na Terra.
A)1
B)2
C)3
D)5
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
C
Resolução comentada
Sobre o bloco atuam três forças externas: o peso e as duas trações exercidas pelos fios 1 e 2. Portanto, são três forças.
Alternativa correta: C
Q95
Vetores — deslocamento
Um jovem desejando chegar a um determinado endereço recebe a seguinte orientação: “Para chegar ao destino desejado basta, a partir daqui, caminhar, em linha reta, uma distância de 300 metros. Em seguida, vire à direita, num ângulo de $90^\circ$ e percorra uma distância, em linha reta, de 400 metros.” Seguindo o trajeto proposto o jovem chegou ao seu destino, onde percebeu que a distância, em uma única linha reta, do ponto de partida até o seu destino final, era de _____ metros.
A)700
B)500
C)400
D)300
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
B
Resolução comentada
Os dois deslocamentos são perpendiculares. Pelo teorema de Pitágoras:
$$d=\sqrt{300^2+400^2}=500\,\text{m}.$$
Alternativa correta: B
Q96
Vetores — decomposição de força
Um garoto puxa uma corda amarrada a um caixote aplicando uma força de intensidade igual a $10\,\text{N}$, como está indicado no esquema a seguir. A intensidade, em N, da componente da força que contribui apenas para a tentativa do garoto em arrastar o caixote horizontalmente, vale
A)5
B)$5\sqrt{2}$
C)$5\sqrt{3}$
D)10
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
A
Resolução comentada
A componente horizontal é
$$F_x=F\cos60^\circ=10\cdot\frac12=5\,\text{N}.$$
Alternativa correta: A
Q97
Hidrostática — manômetro em U
Um tubo em “U” contendo um líquido, de densidade igual a $20\times10^3\,\text{kg/m}^3$, tem uma extremidade conectada a um recipiente que contém um gás e a outra em contato com o ar atmosférico a pressão de $10^5\,\text{Pa}$. Após uma transformação termodinâmica nesse gás, o nível do líquido em contato com o mesmo fica $5\,\text{cm}$ abaixo do nível da extremidade em contato com o ar atmosférico, conforme figura. A pressão final no gás, em $10^5\,\text{Pa}$, é de
Considere: aceleração da gravidade no local igual a $10\,\text{m/s}^2$.
A)0,4.
B)0,6.
C)1,1.
D)1,5.
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
C
Resolução comentada
Como o nível do líquido está mais baixo do lado do gás, a pressão do gás é maior que a atmosférica:
$$P_g=P_{atm}+\rho gh.$$
$$P_g=10^5+(20\times10^3)(10)(0{,}05).$$
$$P_g=10^5+10^4=1{,}1\times10^5\,\text{Pa}.$$
Alternativa correta: C
Q98
Energia cinética
Na Idade Média, os exércitos utilizavam catapultas chamadas “trabucos”. Esses dispositivos eram capazes de lançar projéteis de 2 toneladas e com uma energia cinética inicial igual a $4000\,\text{J}$. A intensidade da velocidade inicial de lançamento, em m/s, vale
A)1.
B)2.
C)$\sqrt{2}$.
D)$2\sqrt{2}$.
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
B
Resolução comentada
A massa é $m=2000\,\text{kg}$. Pela energia cinética:
$$4000=\frac12(2000)v^2.$$
$$4000=1000v^2\Rightarrow v^2=4.$$
Logo, $v=2\,\text{m/s}$.
Alternativa correta: B
Q99
Dinâmica — gráfico velocidade × tempo
A partir da análise dos dados de um objeto em movimento retilíneo, obteve-se o gráfico a seguir, que relaciona o módulo da velocidade com o tempo. Baseado nesse gráfico, assinale a alternativa que apresenta a afirmação correta.
A)Somente nas regiões “a” e “c” o corpo sofre a ação de uma força resultante diferente de zero.
B)Somente na região “b” o corpo sofre ação de uma força resultante diferente de zero.
C)Em todas as regiões com certeza o corpo sofre a ação de uma força resultante diferente de zero.
D)Não é possível concluir se há ou não força resultante diferente de zero atuando sobre o corpo, sem conhecer o valor da massa do mesmo.
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
A
Resolução comentada
Em “a” e “c” há variação do módulo da velocidade, portanto existe aceleração e, pela segunda lei de Newton, força resultante não nula.
Em “b”, a velocidade é constante, logo a aceleração é zero e a resultante também é zero.
Alternativa correta: A
Q100
Quantidade de movimento — explosão
Um soldado lança verticalmente para cima uma granada que é detonada ao atingir a altura máxima. Considerando que a granada, após a explosão seja um sistema isolado, pode-se afirmar que
A)os fragmentos da granada movem-se todos na vertical.
B)os fragmentos da granada movem-se todos na horizontal.
C)a soma vetorial da quantidade de movimento de todos os fragmentos da granada é diferente de zero.
D)a soma vetorial da quantidade de movimento de todos os fragmentos da granada é igual a zero.
Gabarito oficial — EEAR CFS B 2/2010
D
Resolução comentada
No instante em que atinge a altura máxima, a velocidade da granada é nula. Portanto, imediatamente antes da explosão:
$$\vec p_{inicial}=\vec 0.$$
Como a explosão é tratada como interação interna de um sistema isolado, conserva-se a quantidade de movimento: