EEAR · 2026 · CFS 2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Identifique as condições nas extremidades antes de contar ventres e nós. Uma onda estacionária resulta da superposição de ondas que se propagam em sentidos opostos. A distância entre nós consecutivos corresponde a metade do comprimento de onda, mas o comprimento total depende do tipo de extremidade.

A frequência é o inverso do período: $f=\dfrac1T=\dfrac12=0{,}5\,Hz$.

Pela equação fundamental da ondulatória, $v=\lambda f\Rightarrow\lambda=\dfrac{v}{f}=\dfrac{0{,}20}{0{,}5}=0{,}4\,m$.

Logo, $f=0{,}5\,Hz$ e $\lambda=0{,}4\,m$

Antes de calcular correntes, identifique os nós ligados por fios ideais. Elementos em série conduzem a mesma corrente; elementos em paralelo têm a mesma diferença de potencial. Com essa topologia estabelecida, aplique a lei de Ohm e, quando necessário, as leis dos nós e das malhas.

Pela figura, os três resistores estão em série (o voltímetro ideal, em paralelo com $R_2$, não altera a corrente do circuito). Resistência equivalente: $R_{eq}=R_1+R_2+R_3=4+6+12=22\,\Omega$.

Corrente no circuito: $i=\dfrac{V}{R_{eq}}=\dfrac{44}{22}=2\,A$.

Tensão em $R_2$: $V_{R_2}=i\times R_2=2\times6=12\,V$

Identifique primeiro o intervalo de tempo e o referencial adotado no enunciado. A posição informa onde o móvel está; a velocidade descreve como a posição varia; a aceleração descreve como a velocidade varia. Em um gráfico, a inclinação fornece uma taxa de variação, enquanto a área só representa deslocamento quando os eixos são velocidade e tempo.

A distância percorrida é a área sob o gráfico v×t. Retângulo C (0 a 6s, v=30m/s): $d_C=30\times6=180\,m$.

Retângulo D (6 a 18s, v=50m/s): $d_D=50\times(18-6)=50\times12=600\,m$.

Distância total: $d=180+600=780\,m$

Separe as etapas térmicas antes de fazer a conta: aquecimento ou resfriamento dentro de uma fase usa calor sensível, e mudança de fase usa calor latente. Em um sistema termicamente isolado, o calor cedido por uns corpos corresponde ao calor recebido por outros.

Convertendo para Celsius: $T_1=\dfrac{(50-32)\times5}{9}=10°C$ e $T_2=\dfrac{(113-32)\times5}{9}=45°C$. Logo $\Delta T=35°C$.

Calor recebido: $Q=mc\Delta T=100\times0{,}3\times35=1050\,Cal=1{,}05\,kcal$.

Capacidade térmica: $C=mc=100\times0{,}3=30\,Cal/°C$

Escolha os estados inicial e final antes de escrever a equação de energia. O trabalho das forças resultantes altera a energia cinética; forças conservativas podem ser representadas por energia potencial. Atrito e outras forças dissipativas entram pelo trabalho que realizam ao longo do deslocamento.

F: a unidade de potência no SI é o watt (W); o cavalo-vapor (CV) é uma unidade prática, fora do SI.

V: $P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{F\cos\theta\times d}{t}=\dfrac{10\times0{,}5\times3}{5}=\dfrac{15}{5}=3\,W$ — confere.

F: como $P=W/t$, quanto maior o tempo para o mesmo trabalho, menor é a potência (são inversamente proporcionais), não maior.

Sequência: F - V - F

Separe as etapas térmicas antes de fazer a conta: aquecimento ou resfriamento dentro de uma fase usa calor sensível, e mudança de fase usa calor latente. Em um sistema termicamente isolado, o calor cedido por uns corpos corresponde ao calor recebido por outros.

Situação I (300 g, -10°C → 10°C): aquecer o gelo até 0°C: $Q_1=300\times0{,}5\times10=1500\,Cal$. Fundir: $Q_2=300\times80=24000\,Cal$. Aquecer a água de 0 a 10°C: $Q_3=300\times1\times10=3000\,Cal$. Total: $Q_I=1500+24000+3000=28500\,Cal=28{,}5\,kcal$.

Situação II (150 g, já a 0°C → 20°C): fundir: $Q_1=150\times80=12000\,Cal$. Aquecer a água de 0 a 20°C: $Q_2=150\times1\times20=3000\,Cal$. Total: $Q_{II}=12000+3000=15000\,Cal=15\,kcal$.

$Q_I=28{,}5\,kcal$ e $Q_{II}=15\,kcal$

Identifique os pontos fixos das escalas e suponha uma relação linear apenas quando a calibração descrita permitir. A temperatura Celsius e a temperatura absoluta têm a mesma variação numérica para um mesmo aquecimento, mas origens diferentes. Relacione as leituras correspondentes antes de substituir a temperatura pedida.

Conversão $°C=\dfrac{(°F-32)\times5}{9}$: antes, $\dfrac{(98{,}6-32)\times5}{9}=\dfrac{66{,}6\times5}{9}=37°C$.

Depois: $\dfrac{(97{,}7-32)\times5}{9}=\dfrac{65{,}7\times5}{9}=36{,}5°C$.

Logo, 37°C e 36,5°C

Identifique primeiro o intervalo de tempo e o referencial adotado no enunciado. A posição informa onde o móvel está; a velocidade descreve como a posição varia; a aceleração descreve como a velocidade varia. Em um gráfico, a inclinação fornece uma taxa de variação, enquanto a área só representa deslocamento quando os eixos são velocidade e tempo.

Tempo de voo: das 14h00 às 16h36 = 2h36min = $2{,}6\,h$.

Distância: $d=v\times t=900\times2{,}6=2340\,km$

Faça um diagrama de forças para o corpo escolhido e defina os eixos mais convenientes para o movimento. A segunda lei de Newton relaciona a soma vetorial das forças à aceleração, por isso cada componente deve ser escrita com o sinal correspondente ao eixo adotado.

Pela Lei de Hooke, $K=F/x$. $K_Y=400/0{,}50=800\,N/m$. $K_Z=300/0{,}20=1500\,N/m$. $K_W=150/0{,}30=500\,N/m$.

Ordem decrescente: $K_Z(1500)>K_Y(800)>K_W(500)$

Separe as etapas térmicas antes de fazer a conta: aquecimento ou resfriamento dentro de uma fase usa calor sensível, e mudança de fase usa calor latente. Em um sistema termicamente isolado, o calor cedido por uns corpos corresponde ao calor recebido por outros.

Calor é, por definição, a energia térmica em trânsito entre corpos devido a uma diferença de temperatura.

O estado térmico de um corpo é caracterizado pela sua temperatura (grandeza que mede o grau de agitação das partículas).

Corpos em equilíbrio térmico possuem temperaturas iguais — é justamente a condição de equilíbrio.

Sequência: Calor - temperatura - iguais

Localize o ponto de observação e calcule a contribuição de cada corrente separadamente. O campo magnético é vetor; a soma precisa considerar direção e sentido, não apenas módulos. A geometria do fio ou da espira define qual expressão de módulo é aplicável.

O campo magnético criado por um fio retilíneo a uma distância r é $B=\dfrac{\mu_0 i}{2\pi r}=\dfrac{4\pi\times10^{-7}\times16}{2\pi\times0{,}40}=\dfrac{4\times10^{-7}\times16}{2\times0{,}40}=\dfrac{6{,}4\times10^{-6}}{0{,}8}=8\times10^{-6}\,T$

Nota: a carga q e a velocidade v da esfera são dados supérfluos para esta pergunta específica, que pede apenas o campo magnético criado pela corrente i — eles seriam necessários apenas para calcular a força magnética sobre a esfera, não pedida aqui.

Identifique as condições nas extremidades antes de contar ventres e nós. Uma onda estacionária resulta da superposição de ondas que se propagam em sentidos opostos. A distância entre nós consecutivos corresponde a metade do comprimento de onda, mas o comprimento total depende do tipo de extremidade.

Densidade linear da corda: $\mu=\dfrac{m}{L}=\dfrac{0{,}5}{8}=0{,}0625\,kg/m$.

Velocidade da onda: $v=\sqrt{\dfrac{T}{\mu}}=\sqrt{\dfrac{100}{0{,}0625}}=\sqrt{1600}=40\,m/s$

Localize objeto, vértice e foco antes de calcular a posição da imagem. A reflexão obedece à igualdade entre os ângulos medidos a partir da normal. Para espelhos esféricos, a relação entre distância focal, posição do objeto e posição da imagem deve ser usada com a convenção de sinais apropriada.

Para dois espelhos planos formando um ângulo θ entre si, o número de imagens é $n=\dfrac{360°}{\theta}-1$.

$n=\dfrac{360}{45}-1=8-1=7$ imagens

Defina a distância entre os centros dos corpos, pois é essa distância que entra nas relações gravitacionais. Em órbita circular, a força gravitacional fornece a aceleração centrípeta. Essa combinação permite relacionar raio orbital, velocidade e período sem supor que a gravidade seja uniforme em todas as altitudes.

$F=\dfrac{GMm}{r^2}$. Com $M'=3M$, $m'=4m$ e $r'=2r$: $F'=\dfrac{G(3M)(4m)}{(2r)^2}=\dfrac{12\,GMm}{4r^2}=3\times\dfrac{GMm}{r^2}=3F$

Defina a distância entre os centros dos corpos, pois é essa distância que entra nas relações gravitacionais. Em órbita circular, a força gravitacional fornece a aceleração centrípeta. Essa combinação permite relacionar raio orbital, velocidade e período sem supor que a gravidade seja uniforme em todas as altitudes.

Pela 2ª Lei de Kepler (lei das áreas), a velocidade orbital de um planeta é máxima no ponto de maior proximidade com o Sol (periélio) e mínima no ponto mais distante (afélio). Na figura, $P_2$ é o ponto da órbita mais próximo do Sol — logo, é onde a velocidade é máxima

Antes de calcular correntes, identifique os nós ligados por fios ideais. Elementos em série conduzem a mesma corrente; elementos em paralelo têm a mesma diferença de potencial. Com essa topologia estabelecida, aplique a lei de Ohm e, quando necessário, as leis dos nós e das malhas.

Fusíveis são dispositivos de proteção instalados em série nos circuitos elétricos, projetados para se fundir (interrompendo a corrente elétrica) quando esta ultrapassa um valor limite, protegendo os demais componentes do circuito

V: pela hipótese de Planck/Einstein, $E=hf$ — a energia do fóton é proporcional à frequência da radiação.

F: a energia de cada fotoelétron depende da frequência da luz (não da intensidade); a intensidade luminosa afeta o número de fotoelétrons ejetados (e portanto a corrente), sendo diretamente (não inversamente) proporcional a ela.

V: sensores de câmeras (CCD/CMOS) funcionam com base na liberação de elétrons por incidência de luz, um princípio ligado ao efeito fotoelétrico/fotocondutivo.

F: a unidade de energia no SI é o joule (J); o elétron-volt (eV) é uma unidade prática, mais conveniente em escala atômica, mas não pertence ao SI.

Sequência: V - F - V - F

Determine primeiro quais pontos do fluido estão à mesma profundidade e quais superfícies estão expostas à pressão externa. Em repouso, a diferença de pressão entre dois níveis depende da densidade, da gravidade e da diferença vertical de altura. Para corpos imersos, o empuxo depende do volume de fluido deslocado.

Força peso: $F=mg=54\times10=540\,N$. Área: $A=9{,}0\,cm^2=9{,}0\times10^{-4}\,m^2$.

Pressão: $p=\dfrac{F}{A}=\dfrac{540}{9{,}0\times10^{-4}}=6\times10^5\,Pa$

Velocidade após 10 s: $v=v_0+a_t\,t=5+0{,}5\times10=10\,m/s$.

Força centrípeta: $F_c=\dfrac{mv^2}{r}=\dfrac{70\times10^2}{50}=140\,N$ — esses dois valores batem exatamente com a alternativa B.

Nota de transparência: embora $v=10\,m/s$ e $F_c=140\,N$ reproduzam a alternativa B com exatidão, a expressão "força necessária para manter a trajetória circular, sem derrapar" sugere, rigorosamente, a força de atrito total exigida — que deve equilibrar tanto a componente centrípeta quanto a componente tangencial ($F_t=ma_t=70\times0{,}5=35\,N$), resultando em $F_{resultante}=\sqrt{F_c^2+F_t^2}=\sqrt{140^2+35^2}\approx144{,}3\,N$, valor que não coincide exatamente com nenhuma alternativa. Essa ambiguidade entre "força centrípeta" (140 N, bate com B) e "força total de atrito necessária para não derrapar" (≈144,3 N, não listada) é a provável causa da anulação.

Determine primeiro a direção do campo magnético e da velocidade ou corrente. A força magnética é perpendicular a essas direções e seu módulo depende da componente perpendicular ao campo. Use a regra da mão direita para carga positiva ou corrente convencional e inverta o sentido quando a carga for negativa.

Correntes paralelas de mesmo sentido se atraem (correntes de sentidos opostos se repelem).

Corrente em cada fio: $i=\dfrac{V}{R}=\dfrac{10}{2}=5\,A$.

Força magnética por unidade de comprimento entre os fios: $\dfrac{F}{L}=\dfrac{\mu_0\,i_1 i_2}{2\pi d}=\dfrac{4\pi\times10^{-7}\times5\times5}{2\pi\times0{,}1}=\dfrac{4\times10^{-7}\times25}{2\times0{,}1}=\dfrac{10^{-5}}{0{,}2}=5\times10^{-5}\,N/m$

Identifique a energia associada à radiação ou à partícula e escreva a relação quântica indicada pela situação. Para um fóton, a energia depende da frequência, $E=hf$, e a frequência deve estar em hertz.

O poder emissivo/absortivo depende da frequência da radiação e da temperatura do corpo.

O corpo negro é o modelo idealizado que absorve e emite radiação de forma máxima e ideal, em qualquer frequência.

A Lei do Deslocamento de Wien estabelece que, para cada temperatura absoluta, existe uma frequência (ou comprimento de onda) na qual a intensidade de radiação emitida é máxima.

Sequência: temperatura - corpo negro - Lei do Deslocamento de Wien

Liste as grandezas pedidas, suas unidades e as conversões necessárias antes de substituir números. Uma relação física correta precisa ter a mesma dimensão dos dois lados da igualdade.

A taxa de crescimento é dada por mês, então os 20 anos precisam ser convertidos em 240 meses antes da multiplicação. O resultado de 360 cm ainda não está na unidade solicitada; dividir por 100 dá 3,6 m. A hipótese da questão é de crescimento contínuo sem cortes nem perdas.

Em 20 anos há $20\times12=240$ meses. Comprimento total: $1{,}5\,cm\times240=360\,cm=3{,}6\,m$

I - Verdadeira. Pela figura, $F_1$ e $F_2$ apontam no mesmo sentido (para a direita) e $F_3$ no sentido oposto (para a esquerda), todas colineares. Resultante: $F_1+F_2-F_3=10+8-5=13\,N$ — confere.

II - Verdadeira. $R=\sqrt{a^2+b^2+2ab\cos120°}=\sqrt{16+4+2\times4\times2\times(-0{,}5)}=\sqrt{20-8}=\sqrt{12}$ — confere.

III - Falsa. A relação correta entre os módulos das componentes perpendiculares e o módulo do vetor original é dada pelo Teorema de Pitágoras, $a=\sqrt{a_x^2+a_y^2}$, e não pela soma escalar simples $a_x+a_y=a$.

IV - Falsa. Para compor (ou decompor) vetores perpendiculares, o método direto é o Teorema de Pitágoras/regra do paralelogramo; a regra do polígono é o método gráfico geral, mais associado à soma sucessiva de três ou mais vetores dispostos em qualquer direção.

Está correto o que se afirma em I e II

Como o plano é perfeitamente liso (sem atrito) e o deslocamento é puramente horizontal, apenas a componente horizontal da força tracionante realiza trabalho — e essa componente é, pela 2ª Lei de Newton, exatamente igual à força resultante horizontal: $F\cos\theta=ma=6\times1=6\,N$.

O trabalho realizado por essa componente ao longo do deslocamento é $W=(F\cos\theta)\times d=6\times12=72\,J$.

Nota de transparência: o valor de 72 J, obtido diretamente e sem ambiguidade a partir dos dados fornecidos (massa, aceleração e deslocamento — o ângulo de 37° sequer é necessário, pois $F\cos\theta$ já é o próprio produto $ma$), não corresponde a nenhuma das quatro alternativas oferecidas (43, 48, 55 ou 57). Essa incompatibilidade entre o resultado calculado e todas as alternativas é, muito provavelmente, o motivo da anulação.