Provas Anteriores | UNEAL 2010 | Prof. Ricardo Bastos

Q17

Óptica — Refração — Refração atmosférica

Assinale a alternativa INCORRETA.

A)Em um meio homogêneo a luz se propaga retilineamente, isto é, o mais rapidamente possível. A luz também faz o caminho mais rápido quando refletida por um espelho plano.

B)Dá-se o nome de refração à variação da densidade que a luz provoca em um meio ao percorrê-lo.

C)A refração torna curva a trajetória da luz, permitindo-nos ver o “nascer” do Sol antes que ele realmente se erga acima do horizonte.

D)Se a luz se propagasse instantaneamente, não haveria refração.

E)Se a luz se propagasse instantaneamente, veríamos o Sol “nascer” um pouco mais tarde.

Gabarito Método TEF (gabarito oficial não localizado)

Resolução comentada — Método TEF

Refração é a mudança da velocidade de propagação da luz ao passar entre meios de índices de refração diferentes; em incidência oblíqua, em geral também há mudança de direção. Ela não é definida por uma mudança de densidade provocada pela luz no meio. Portanto, B é a alternativa incorreta.

A refração atmosférica curva a trajetória e pode tornar o Sol visível quando ele ainda está geometricamente abaixo do horizonte.

Contexto: D e E apresentam uma hipótese contrafactual e devem ser lidas no modelo óptico escolar da questão. O princípio de Fermat é, em geral, de tempo estacionário. O gabarito oficial não foi localizado.

Alternativa correta: B.

Q18

Física Geral — Fundamentos — História da física e Newton

Em 1727, faleceu uma pessoa considerada como um dos grandes físicos. Após a sua morte ele foi divinizado em poemas como este:

“___________” o sem paralelo, cujo Nome
o Tempo não removerá do Livro da Fama,
a Ciência Celeste promoveu mais
que todos os Sábios que brilharam anteriormente.
A Natureza compelida à sua Mente penetrante obedece,
e alegremente lhe mostra todos os seus secretos Caminhos:
contra a Matemática ela não tem defesa,
e submete-se à Consequência experimental;
o seu Gênio dominador, da Causa certa
cada Aparição à priori deduz
e revela do Arquitecto Todo Poderoso as leis inalteradas.

Assinale a alternativa que apresenta o nome do físico, ao qual se refere o poema.

A)Galileo.

B)Leibinitz.

C)Watt.

D)Carnot.

E)Newton.

Gabarito Método TEF (gabarito oficial não localizado)

Resolução comentada — Método TEF

Isaac Newton morreu em 1727. Suas leis do movimento e a lei da gravitação universal unificaram a descrição dos movimentos terrestres e celestes, correspondendo às referências do poema à matemática e à ciência celeste.

Alternativa correta: E.

Q19

Termologia — Termodinâmica — Conservação e degradação da energia

Analise as assertivas e, em seguida, assinale a alternativa que apresenta a(s) correta(s).

James Prescott Joule defendeu a ideia de que calor era uma forma de energia.
As descobertas em eletricidade e magnetismo contribuíram para a descoberta da lei da conservação de energia.
A primeira lei da termodinâmica pode ser considerada como um enunciado geral da conservação da energia.
Dizer que a energia tende a converter-se em formas menos úteis está de acordo com a segunda lei da termodinâmica.

A)I, II, III e IV.

B)Apenas II.

C)Apenas I e IV.

D)Apenas III e IV.

E)Apenas II, III e IV.

Gabarito Método TEF (gabarito oficial não localizado)

Resolução comentada — Método TEF

I: os experimentos de Joule estabeleceram a equivalência entre trabalho e calor, entendido hoje como transferência de energia devido à diferença de temperatura.

II: fenômenos como a indução eletromagnética evidenciam a conversão entre energia mecânica e elétrica.

III: a primeira lei contabiliza a conservação da energia nas trocas de calor e trabalho.

IV: a segunda lei limita a conversão de calor em trabalho; a energia conserva-se, mas sua capacidade de realizar trabalho pode diminuir. As quatro assertivas são aceitas no contexto.

Alternativa correta: A.

Q20

Mecânica — Trabalho e energia — Atrito e trabalho em órbita circular

Assinale a alternativa correta.

A)A invenção da máquina a vapor dependeu intensamente de desenvolvimentos teóricos na Física, na parte do calor.

B)Um trenó se desloca muito mais facilmente sobre gelo liso do que sobre gelo áspero.

C)Considere um satélite, seja $m$ a sua massa, $T$ o seu período, $v$ a sua velocidade e $R$ o raio da circunferência de sua órbita. O trabalho realizado por este satélite durante cada revolução é nulo.

D)No século XX verificou-se que a mecânica Newtoniana era aplicável não só ao estudo do movimento das moléculas, mas também do movimento dos átomos no seio das moléculas.

E)Se um guitarrista fornecer a mesma quantidade de energia elástica a uma corda grave e a uma corda aguda, a de maior massa adquire maior velocidade devido à sua vibração ser mais intensa.

Gabarito Método TEF (gabarito oficial não localizado)

B e C — ressalva de interpretação

Resolução comentada — Método TEF

B: no modelo escolar usual de atrito, o gelo liso oferece menor resistência ao deslizamento do que o gelo áspero. A afirmação é aceitável.

C: se “trabalho realizado por este satélite” for entendido como trabalho da força resultante sobre o satélite em órbita circular uniforme, ele também é nulo: a força centrípeta é perpendicular ao deslocamento e $W_R=\Delta E_c=0$.

A máquina a vapor antecedeu a formulação da termodinâmica moderna (A). A descrição microscópica completa exige física quântica (D). Para a mesma energia cinética, $v=\sqrt{2E/m}$ diminui com a massa (E).

Ressalva: B e C admitem justificativa no modelo usual. A redação de C ainda confunde trabalho realizado pelo satélite com trabalho realizado sobre ele. Sem o gabarito oficial desta prova, não atribuímos uma única letra nem afirmamos anulação oficial.

Q21

Mecânica — Hidrostática — Empuxo e composição de liga metálica

Um corpo, construído com uma liga de ouro ($d_1=19{,}3$) e prata ($d_2=10{,}5$), pesa 8,77 N. Dentro da água seu peso aparente é 8,27 N. O peso do ouro contido neste corpo é de

A)6,57 N.

B)7,72 N.

C)8,52 N.

D)9,00 N.

E)14,9 N.

Gabarito Método TEF (gabarito oficial não localizado)

Resolução comentada — Método TEF

O empuxo é $E=8{,}77-8{,}27=0{,}50$ N. Se $P_o$ e $P_p$ são os pesos do ouro e da prata, $P_o+P_p=8{,}77$.

As densidades fornecidas são relativas à água. Admitindo volumes aditivos e corpo totalmente submerso, $E=P_o/19{,}3+P_p/10{,}5$.

Substituindo $P_p=8{,}77-P_o$, $0{,}50=P_o/19{,}3+(8{,}77-P_o)/10{,}5$. Logo, $P_o=7{,}72$ N.

Alternativa correta: B.

Q22

Termologia — Calorimetria — Mistura de água

Deseja-se tomar banho em água à temperatura de 40 °C. Para o preparo desse banho coloca-se dois baldes de água a 100 °C numa banheira. Quantos baldes (de mesma capacidade) a zero graus deve-se colocar na banheira?

A)15.

B)12.

C)6.

D)3.

E)1,5.

Gabarito Método TEF (gabarito oficial não localizado)

Resolução comentada — Método TEF

Desprezando perdas e a capacidade térmica da banheira, o calor cedido pela água quente é igual ao recebido pela água fria.

Se $m$ é a massa de água de cada balde e $n$ o número de baldes frios, $2mc(100-40)=nmc(40-0)$. Assim, $120=40n$ e $n=3$ baldes.

A água a 0 °C está líquida; não há calor latente de fusão a incluir.

Alternativa correta: D.

Q23

Termologia — Mudanças de fase — Calefação e efeito Leidenfrost

Quando se estuda mudanças de estado da matéria, em Física, é comum não se dar muita importância à calefação. Sobre este assunto, assinale a alternativa INCORRETA.

A)Durante a calefação o líquido não entra em contato com a superfície aquecida.

B)A temperatura do líquido calefeito é inferior à sua temperatura de ebulição.

C)A ausência de contato entre o líquido e a superfície aquecida bem acima da temperatura do líquido ocorre porque o líquido se divide em esferóides que formam no seu interior um menisco voltado para o lado contrário da superfície aquecida, o que provoca um movimento rápido e desordenado à proporção que os esferoides diminuem de volume e emitem um ruído característico.

D)Em circos, houve uma época em que era comum uma apresentação onde uma pessoa lambia um pedaço de ferro aquecido, o que só pode ser realizado por causa da calefação.

E)O fenômeno da calefação pode explicar a explosão de caldeiras depois de apagadas.

Gabarito Método TEF (gabarito oficial não localizado)

C — análise Método TEF

Resolução comentada — Método TEF

A causa física da separação entre a gota e a superfície muito quente é a formação de uma camada de vapor, que sustenta a gota e reduz a transferência de calor. A alternativa C atribui essa separação a um menisco no interior dos esferoides, explicação inadequada.

A superfície deve estar suficientemente acima da temperatura de ebulição para sustentar a película de vapor. A temperatura do interior da gota não precisa ser a da superfície quente, e pode ficar abaixo da temperatura de ebulição.

Ressalva: as demais alternativas usam generalizações históricas: não há uma temperatura única do líquido em toda situação de calefação, e explosões de caldeiras dependem também de condições de operação. C é indicada pela análise da causa do fenômeno; falta confrontar com o gabarito oficial da AOCP.

Q24

Eletricidade — Eletrostática — Carga, campo e potencial elétrico

Analise as assertivas e, em seguida, assinale a alternativa correta.

Um corpo é dito eletrizado quando todas as suas moléculas possuem a propriedade de se deslocar.
A intensidade da força de interação entre duas cargas elétricas é inversamente proporcional à distância entre elas.
A intensidade do vetor campo elétrico num determinado ponto depende da distância deste ponto à carga que o origina.
Considerando-se um campo elétrico conservativo, o potencial elétrico num determinado ponto depende da posição de referência adotada para a sua determinação.

Em relação às assertivas, é correto afirmar que

A)25% (vinte e cinco por cento) delas são verdadeiras.

B)25% (vinte e cinco por cento) delas são falsas.

C)75% (setenta e cinco por cento) delas são verdadeiras.

D)75% (setenta e cinco por cento) delas são falsas.

E)50% (cinquenta por cento) delas são verdadeiras.

Gabarito Método TEF (gabarito oficial não localizado)

Resolução comentada — Método TEF

I — Falsa. Eletrização corresponde a desequilíbrio entre cargas positivas e negativas, não à mobilidade de todas as moléculas.

II — Falsa. A lei de Coulomb dá $F=k|q_1q_2|/r^2$: o inverso é do quadrado da distância.

III — Verdadeira. Para carga puntiforme, $E=k|Q|/r^2$.

IV — Verdadeira. O zero do potencial é arbitrário. Mudar a referência soma uma constante aos potenciais, preservando suas diferenças. Duas de quatro assertivas são verdadeiras: 50%.

Alternativa correta: E.

Q25

Óptica — Reflexão e espelhos — Altura por imagem em espelho plano

Um lago com águas tranquilas ilustra bem a situação de um espelho plano. Imagine então que um lago, nesta condição, separa você de um edifício. Seus olhos estão a 10 metros acima da superfície do lago e recebem um raio de luz do ponto mais alto do edifício, fazendo um ângulo de 45º com a horizontal tirada a partir deles. A imagem refletida deste ponto no lago forma, a partir desta mesma horizontal, um ângulo $\beta$, de tal forma que $\tan\beta=2$. A altura do edifício é, em metros, igual a

A)20.

B)30.

C)45.

D)57.

E)62.

Gabarito Método TEF (gabarito oficial não localizado)

Resolução comentada — Método TEF

Sejam $H$ a altura do edifício e $D$ sua distância horizontal ao observador. O topo real está $H-10$ acima dos olhos: $\tan45°=(H-10)/D=1$, logo $D=H-10$.

A imagem do topo está $H$ abaixo da superfície e, portanto, $H+10$ abaixo dos olhos: $\tan\beta=(H+10)/D=2$.

Substituindo, $H+10=2(H-10)$, de onde $H=30$ m.

Alternativa correta: B.

Q26

Óptica — Óptica física — Lei de Brewster

“Um raio luminoso só se polariza completamente ao se refletir em uma superfície quando a tangente do ângulo de incidência é igual ao índice de refração do material de que é feita a superfície refletora em relação ao meio que contém o raio incidente”. Esta é a lei da polarização enunciada por

A)Newton.

B)Planck.

C)Brewster.

D)Huyghens.

E)Young.

Gabarito Método TEF (gabarito oficial não localizado)

Resolução comentada — Método TEF

A condição descrita é a lei de Brewster: $\tan\theta_B=n_2/n_1$. Na reflexão em uma interface dielétrica ideal, nesse ângulo a componente paralela ao plano de incidência deixa de aparecer na luz refletida, que fica linearmente polarizada.

Alternativa correta: C.

Q27

Eletricidade — Eletrodinâmica — Associação mista de resistores

Três resistores de resistências $R$, $2R$ e $3R$ são associados de forma que a de menor e a de maior valor estão em paralelo entre si e ambas em série com a de médio valor. O resistor equivalente possuirá resistência igual a

A)$3{,}15R$.

B)$2{,}75R$.

C)$2{,}25R$.

D)$1{,}72R$.

E)$0{,}36R$.

Gabarito Método TEF (gabarito oficial não localizado)

Resolução comentada — Método TEF

O paralelo é formado por $R$ e $3R$: $R_p=\dfrac{R\cdot3R}{R+3R}=\dfrac34R$.

Somando a resistência $2R$ em série, $R_{eq}=2R+\dfrac34R=\dfrac{11}{4}R=2{,}75R$.

Alternativa correta: B.

Q28

Eletromagnetismo — Campo magnético — Aplicações e conceitos de magnetismo

Analise as assertivas e, em seguida, assinale a alternativa que aponta a(s) correta(s).

Uma das aplicações das correntes de Foucault é o forno de indução, utilizado para fundir peças metálicas.
Tesla (T) é a unidade de medida de campo magnético no Sistema internacional de unidades (S.I.).
Linha agônica é a linha na qual todos os pontos possuem declinação magnética nula.
O interior de um ciclotron é um local onde a frequência de uma partícula independe da sua velocidade.
Espectógrafo de massa é um dispositivo que permite separar os isótopos de um dado elemento, para se obter a massa de cada um deles.

A)I, II, III, IV e V.

B)Apenas I, III, IV e V.

C)Apenas I e II.

D)Apenas I.

E)Apenas II.

Gabarito Método TEF (gabarito oficial não localizado)

Resolução comentada — Método TEF

I: correntes induzidas aquecem metais por efeito Joule. II: o tesla mede a indução magnética $B$. III: declinação nula define uma linha agônica.

IV: no ciclotron ideal não relativístico, $f=|q|B/(2\pi m)$ independe da velocidade; essa afirmação deixa de valer quando os efeitos relativísticos são relevantes.

V: a separação de trajetórias por massa/carga permite distinguir isótopos. As cinco assertivas são corretas no contexto escolar.

Alternativa correta: A.

Q29

Física Geral — Fundamentos — Método científico e leis físicas

Assinale a alternativa INCORRETA sobre a Física.

A)Uma das definições de Física é que ela é o ramo da ciência que estuda a matéria (suas propriedades gerais) e a energia.

B)A Física, para estabelecer leis, leva em consideração mais “porque” os fenômenos se processam do que em descobrir “como” eles se processam.

C)A Física emprega o método experimental que, por sua vez, usa a observação e a experimentação.

D)O entrelaçamento da Física com outros ramos da ciência impede que se estabeleça uma linha divisória nítida. Daí o aparecimento da Física Matemática, da Físico-Química, da Biofísica, etc.

E)Leis Físicas estabelecem uma relação de dependência entre grandezas físicas ou entre fenômenos físicos.

Gabarito Método TEF (gabarito oficial não localizado)

Resolução comentada — Método TEF

A alternativa B é a incorreta na distinção metodológica pretendida pela questão. Leis físicas descrevem relações entre grandezas e permitem prever como os fenômenos se comportam, com hipóteses e previsões testáveis. Sua validade não depende de uma resposta a um “porquê” último.

Isso não exclui a busca de explicações causais e mecanismos físicos; apenas evita confundir explicação científica com uma finalidade ou causa última.

Alternativa correta: B.

Q30

Física Geral — Fundamentos — Medidas e incertezas experimentais

Quando se realizam experimentos de Física em um laboratório, para levantamento de dados baseados em medidas, é comum o uso de uma linguagem particular. Assinale a alternativa correta quanto a esta linguagem.

A)Dispersão de medidas é a associação do número de medidas que se desviam do valor médio de uma série de medidas, quando se faz uso de diferentes instrumentos de medida, fabricados com materiais diferentes.

B)Erros acidentais decorrem da falta de conhecimento do observador em relação ao conhecimento do correto uso do instrumento de medida.

C)Para se avaliar a qualidade de uma medida, o erro relativo é mais importante que o erro absoluto.

D)A teoria dos erros foi criada para corrigir os erros grosseiros como, por exemplo, erros de leitura de medidas e erros de cálculo, que são comuns em séries de medidas utilizando um micrômetro.

E)O valor verdadeiro de uma grandeza é a medida cujo erro está dentro do limite de precisão estipulado pelo fabricante do instrumento de medida.

Gabarito Método TEF (gabarito oficial não localizado)

Resolução comentada — Método TEF

O erro relativo relaciona o erro absoluto com a escala do valor medido: $\varepsilon_r=\varepsilon_a/|x|$. No contexto da questão, ele permite comparar a qualidade de medidas de magnitudes diferentes.

Dispersão é a variabilidade dos resultados, mesmo usando um único instrumento. Erros aleatórios não são definidos por desconhecimento do operador. Erros grosseiros devem ser identificados e corrigidos no procedimento, e o valor verdadeiro não é definido pela especificação de precisão do fabricante.

Na prática metrológica, a avaliação completa também considera incerteza, viés e finalidade da medição; a frase C deve ser entendida nesse contexto comparativo.

Alternativa correta: C.

Q31

Mecânica — Dinâmica — Movimento em plano inclinado

Um aluno que precisava de 1,0 (um) ponto para ser aprovado na disciplina de Física dirigiu-se ao seu professor para pedir uma oportunidade de obter este ponto. O professor, que sempre dava oportunidades aos seus alunos para expressarem seus conhecimentos, esboçou o seguinte exercício: um móvel é lançado ao longo de um plano inclinado para cima, adquirindo após 2,4 s a velocidade de 8 m/s e após 4 s de movimento o móvel para. Se for necessário use $g=10$ m/s². Nestas condições determine a velocidade com que o móvel foi lançado e a inclinação (em graus) do plano inclinado. Passados 15 (quinze) minutos o aluno entrega o exercício resolvido ao professor que, após analisá-lo, lhe dá a notícia que conseguiu o ponto necessário para a sua aprovação. Os valores encontrados pelo aluno, para a velocidade de lançamento do móvel e o ângulo de inclinação do plano inclinado são, respectivamente,

A)10 m/s e 45º.

B)20 m/s e 30º.

C)25 m/s e 45º.

D)30 m/s e 60º.

E)40 m/s e 30º.

Gabarito Método TEF (gabarito oficial não localizado)

Resolução comentada — Método TEF

Tomando o sentido de subida como positivo, a aceleração constante é $a=\dfrac{0-8}{4-2{,}4}=-5$ m/s².

De $v=v_0+at$, em $t=4$ s: $0=v_0-5\cdot4$, logo $v_0=20$ m/s.

Desprezando atrito, $|a|=g\sin\theta$, então $\sin\theta=5/10=1/2$ e $\theta=30°$.

Hipótese implícita: a determinação do ângulo pressupõe plano sem atrito. Com atrito desconhecido, a aceleração medida não bastaria para determinar a inclinação.

Alternativa correta: B.

Q32

Termologia — Dilatação térmica — Dilatação e fenômenos cotidianos

Assinale a alternativa INCORRETA.

A)Em alguns truques de presdigitação usam-se espelhos planos porque ele é invisível.

B)Quando um corpo cai de cima do telhado de uma casa, desprezando-se os atritos, não há alteração da sua energia total.

C)No equador, o peso de uma pessoa é inferior que em qualquer dos pólos terrestres.

D)Um homem que sai de um banho turco terá dificuldades de calçar as botas por causa da dilatação de seus pés.

E)O zumbido que ouvimos quando insetos estão voando próximo aos nossos ouvidos é produzido pelo bater de suas asas.

Gabarito Método TEF (gabarito oficial não localizado)

Resolução comentada — Método TEF

A justificativa em D atribui um eventual aumento dos pés à dilatação térmica comum de um sólido. Alterações perceptíveis de volume após exposição ao calor envolvem respostas fisiológicas, como vasodilatação e edema, e não a simples dilatação linear usada na física escolar.

Na queda ideal conserva-se a energia mecânica; a gravidade efetiva é menor no equador; asas em vibração podem produzir som. Em A, a expressão “invisível” deve ser entendida como ocultação do espelho por sua montagem e reflexão no truque, não como uma propriedade literal de qualquer espelho.

Resposta Método TEF: D é a leitura conceitual adotada; o gabarito oficial da prova ainda não foi localizado. A redação de A também exige a interpretação contextual indicada.

Alternativa correta: D.

UNEAL 2010 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova