Vestibular 2003 · duas provas de Física (Q25–Q32 em cada dia) · acervo organizado por prova.
Dados da prova
Vestibular UEA 2003 — questões de Física organizadas em duas provas aplicadas em dias consecutivos.
Aplicação: 19 e 20 de julho de 2003
Banca: ISAE/FGV
Física: questões 25 a 32
Formato: duas provas, uma em cada dia
O acervo mantém separados os dois conjuntos de questões de Física como Prova 1 e Prova 2.
Q25
Física
A figura a seguir mostra um fenômeno óptico denominado MIRAGEM, muito comum nas areias quentes do deserto.
Uma boa base de explicação para este fenômeno é:
(A)o ar quente, menos denso e menos refringente que o ar frio, acaba originando uma reflexão total.
(B)a luz proveniente das árvores tende a se aproximar da normal ao passar do ar frio para o ar quente.
(C)a luz é refletida na areia porque o ar quente é mais denso que o ar frio.
(D)o ar frio, menos denso que o ar quente, obriga os raios de luz a se encurvarem.
(E)o calor excessivo junto ao solo acaba desorientando a visão do motorista, criando a ilusão da miragem.
Gabarito — UEA 2003 · CG
(A)
Resolução comentada
Próximo ao solo, o ar quente é menos denso e menos refringente. A luz atravessa camadas de índices decrescentes, afasta-se da normal e pode sofrer reflexão total, originando a miragem.
Alternativa correta: (A).
Q26
Física
Um objeto de massa 400g desce, a partir do repouso no ponto A, por uma rampa em forma de circunferência de raio R = 1,0m. Na base B, choca-se com uma mola de constante elástica k = 200N/m.
No choque, o objeto consegue comprimir a mola em 10cm, no máximo. Portanto, a “perda” de energia do objeto, durante a descida de A até B, foi de:
(A)10J
(B)8,0J
(C)5,0J
(D)3,0J
(E)zero
Gabarito — UEA 2003 · CG
(D)
Resolução comentada
A energia inicial é $mgh=0{,}4\cdot10\cdot1=4\text{ J}$. Na compressão máxima, $E_e=kx^2/2=200(0{,}1)^2/2=1\text{ J}$. Logo, foram dissipados $4-1=3\text{ J}$.
Alternativa correta: (D).
Q27
Física
A figura abaixo representa uma corda que se movimenta de maneira oscilatória, graças a um aparelho ligado à sua extremidade esquerda. Sabe-se que a freqüência de vibração do aparelho é 0,50 hertz.
Determine o valor da velocidade de propagação da onda ao longo da corda.
(A)0,30m/s
(B)0,24m/s
(C)0,20m/s
(D)0,15m/s
(E)0,12m/s
Gabarito — UEA 2003 · CG
(E)
Resolução comentada
A medida $0{,}06\text{ m}$ corresponde a $\lambda/4$, então $\lambda=0{,}24\text{ m}$. Assim, $v=\lambda f=0{,}24\cdot0{,}50=0{,}12\text{ m/s}$.
Alternativa correta: (E).
Q28
Física
Considere duas cargas elétricas puntiformes, de valores +2Q e −2Q dispostas da maneira mostrada na figura e seja P, o ponto médio do segmento que une as cargas.
O vetor que melhor representa a orientação do campo elétrico produzido pelas cargas no ponto P é:
(A)↑
(B)↓
(C)→
(D)←
(E)vetor nulo
Gabarito — UEA 2003 · CG
(C)
Resolução comentada
No ponto médio, o campo da carga positiva aponta para longe dela e o da carga negativa aponta em direção a ela. Ambos apontam da carga $+2Q$ para a carga $-2Q$, isto é, para a direita.
Alternativa correta: (C).
Q29
Física
Dois carros, A (com velocidade constante 90km/h) e B (com velocidade constante 20m/s), percorrendo no mesmo sentido uma avenida reta e plana, passam, lado a lado, por um sinal aberto.
Pode-se afirmar que, 10s após terem passado pelo sinal:
(A)eles continuarão lado a lado.
(B)o carro A estará 50m à frente do carro B.
(C)o carro A estará 100m à frente do carro B.
(D)o carro B estará 50m à frente do carro A.
(E)o carro B estará 100m à frente do carro A.
Gabarito — UEA 2003 · CG
(B)
Resolução comentada
$90\text{ km/h}=25\text{ m/s}$. A velocidade relativa é $25-20=5\text{ m/s}$; em $10\text{ s}$, A abre $50\text{ m}$ de vantagem.
Alternativa correta: (B).
Q30
Física
Um mergulhador, na realização de uma pesquisa, pula na água de um lago, conduzindo um balão esférico cheio com 5,4 litros de ar.
Consideremos que a pressão atmosférica na superfície do lago é 1atm. Sabemos também que, para cada 10m de profundidade, a pressão aumenta 1atm. Qual será o volume do balão, quando o mergulhador atingir 8,0m de profundidade?
(A)4,5 litros
(B)3,6 litros
(C)3,0 litros
(D)2,5 litros
(E)1,8 litros
Gabarito — UEA 2003 · CG
(C)
Resolução comentada
A $8\text{ m}$, a pressão é $1{,}8\text{ atm}$. Pela lei de Boyle, $P_1V_1=P_2V_2$: $V_2=1\cdot5{,}4/1{,}8=3{,}0\text{ L}$.
Alternativa correta: (C).
Q31
Física
O ato de caminhar é tão natural e instintivo que as pessoas não se dão conta do seguinte fato:
“Sem o auxílio de forças de atrito e em conseqüência da lei da ação e reação, não conseguiríamos andar sobre uma superfície!”
Assinale a opção que mostra corretamente a explicação para que, com a ajuda das forças de atrito, possamos andar.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Gabarito — UEA 2003 · CG
(A)
Resolução comentada
O pé empurra o solo para trás; por ação e reação, o solo exerce sobre a pessoa uma força de atrito para a frente. A alternativa (A) representa corretamente esse par em corpos distintos.
Alternativa correta: (A).
Q32
Física
Com o auxílio de um amperímetro ideal, verificamos que a corrente através do resistor de 20Ω tem intensidade igual a 7,5A.
Os valores corretos para as intensidades das correntes i₁ e i₂ são, respectivamente:
(A)3,5A e 4,0A
(B)1,5A e 1,5A
(C)6,0A e 6,0A
(D)6,0A e 1,5A
(E)1,5A e 6,0A
Gabarito — UEA 2003 · CG
(E)
Resolução comentada
Nos ramos paralelos, $i_1/i_2=10/40=1/4$ e $i_1+i_2=7{,}5$. Portanto, $i_1=1{,}5\text{ A}$ e $i_2=6{,}0\text{ A}$.
Alternativa correta: (E).
Q25
Física
Em um dia de sol claro e forte, um pai mostrou a seu filho como queimar uma folha de papel usando uma lente, conforme mostra a figura a seguir:
Tal resultado, porém, somente será obtido se:
(A)a lente for bicôncava e o ponto P, seu foco.
(B)a lente for divergente e o ponto P, seu centro.
(C)a lente for convergente e o ponto P, seu centro.
(D)a lente for biconvexa e o ponto P, seu foco.
(E)a lente for circular e o ponto P, seu vértice.
Gabarito — UEA 2003 · CE
(D)
Resolução comentada
Os raios solares chegam aproximadamente paralelos. Para concentrá-los em P, a lente deve ser convergente; uma lente biconvexa apresenta esse comportamento, e P deve coincidir com seu foco.
Alternativa correta: (D).
Q26
Física
Um motorista viajando por uma rodovia verifica que seu carro passa pelo marco "420km" às 8h. Em seguida, ele passa pelo marco "465km" às 8h 30min.
Se o motorista mantiver a mesma velocidade média passará pelo marco "645km" às:
(A)9h 30min
(B)9h 45min
(C)10h 30min
(D)10h 45min
(E)11h 15min
Gabarito — UEA 2003 · CE
(C)
Resolução comentada
O carro percorre $45\text{ km}$ em $0{,}5\text{ h}$, portanto $v_m=90\text{ km/h}$. Do marco 420 ao 645 são $225\text{ km}$, percorridos em $225/90=2{,}5\text{ h}$. Partindo às 8h, chega às 10h30.
Alternativa correta: (C).
Q27
Física
Um estudante lança um bloco sobre uma superfície plana e horizontal e observa seu movimento.
Como a superfície oferece atrito, ele verifica que o bloco acabará parando.
Para um instante qualquer do movimento observado, qual das opções mostra corretamente as forças atuantes sobre o bloco?
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Gabarito — UEA 2003 · CE
(B)
Resolução comentada
Depois do lançamento e enquanto o bloco desliza, atuam peso para baixo, normal para cima e atrito cinético contrário ao movimento. Não permanece uma força aplicada para a direita.
Alternativa correta: (B).
Q28
Física
A figura a seguir representa um campo elétrico uniforme, colocado de modo que suas superfícies eletrizadas são paralelas a uma superfície horizontal. Deste modo, o vetor campo elétrico entre as placas é vertical.
No interior do campo está assinalado um elétron, de massa m e carga q, em repouso graças ao equilíbrio de forças devido aos campos elétrico e gravitacional (g).
Como as placas estão submetidas aos potenciais $V_a$ e $V_b$, e a distância entre elas é d, concluímos que o valor da carga q do elétron pode ser expressa por:
(A)$\dfrac{mgd}{V_a-V_b}$
(B)$\dfrac{mg}{(V_a-V_b)d}$
(C)$\dfrac{mg(V_a-V_b)}{d}$
(D)$mgd(V_a-V_b)$
(E)$\dfrac{md}{g(V_a-V_b)}$
Gabarito — UEA 2003 · CE
(A)
Resolução comentada
No equilíbrio, os módulos das forças elétrica e gravitacional são iguais: $|q|E=mg$. Entre placas paralelas, $E=(V_a-V_b)/d$.
$$|q|=\frac{mg}{E}=\frac{mgd}{V_a-V_b}$$
A expressão representa o módulo da carga do elétron.
Alternativa correta: (A).
Q29
Física
Na beirada de um precipício encontra-se um abacateiro. Em dado instante, um fruto de 100g de massa se solta de um galho e cai 55m até atingir o solo no fundo do precipício.
Sabendo-se que o abacate bateu no chão a uma velocidade de 30m/s, qual a quantidade de energia que foi dissipada em virtude da resistência do ar?
(A)10J
(B)12J
(C)15J
(D)18J
(E)24J
Gabarito — UEA 2003 · CE
(A)
Resolução comentada
A energia potencial inicial é $E_p=mgh=0{,}1\cdot10\cdot55=55\text{ J}$. A energia cinética final é $E_c=mv^2/2=0{,}1\cdot30^2/2=45\text{ J}$. Logo, a resistência do ar dissipou $55-45=10\text{ J}$.
Alternativa correta: (A).
Q30
Física
Uma determinada estação de rádio "FM" (freqüência modulada) recebeu licença para operar na freqüência de 120Mhz (megahertz).
Sabendo-se que a velocidade das ondas de rádio é a mesma da luz no vácuo, isto é, 300 000km/s, qual o comprimento de onda das transmissões desta estação?
(A)7,5m
(B)5,0m
(C)4,2m
(D)3,0m
(E)2,5m
Gabarito — UEA 2003 · CE
(E)
Resolução comentada
Aplicando $v=\lambda f$, com $v=3{,}0\times10^8\text{ m/s}$ e $f=120\times10^6\text{ Hz}$:
No gráfico PV (pressão−volume) apresentado a seguir, um gás ideal, inicialmente no estado A, evolui para o estado final B.
Se for informado que a temperatura T₁ vale 27°C, qual a temperatura indicada como T₃?
(A)900°C
(B)627°C
(C)250°C
(D)81°C
(E)50°C
Gabarito — UEA 2003 · CE
(B)
Resolução comentada
Para a mesma quantidade de gás, $T$ é proporcional a $PV$. No estado A, $P_AV_A=6\cdot2=12$ e $T_1=27\,^{\circ}\text{C}=300\text{ K}$. No estado B, $P_BV_B=4\cdot9=36$, três vezes maior.
Logo, $T_3=900\text{ K}=627\,^{\circ}\text{C}$.
Alternativa correta: (B).
Q32
Física
No circuito elétrico a seguir, constituído de 4 (quatro) resistores, as extremidades X e Y são ligadas a um aparelho que cria uma diferença de potencial de 50V.
Determine a intensidade de corrente (i) que está passando pelo resistor de 10Ω.
(A)4,0A
(B)3,0A
(C)2,5A
(D)2,0A
(E)1,5A
Resposta pretendida — UEA 2003 · CE
(E)
Resolução comentada
O resistor de $10\,\Omega$ está em série com o resistor central de $20\,\Omega$ no mesmo ramo, submetido aos $50\text{ V}$ entre X e Y. Portanto:
Inconsistência do original: esse valor não aparece nas alternativas. A opção (E), $1{,}5\text{ A}$, seria obtida com $45\text{ V}$ e é registrada como a resposta provavelmente pretendida, sem alterar o enunciado original.
