Vestibular 2006 · 1ª etapa Tipo 1 (Q25–Q32) e 2ª etapa Específica 3 (Q31–Q50).
Dados da prova
Questões de Física preservadas conforme a organização da edição de 2006.
1ª etapa: prova objetiva Tipo 1
Física: questões 25 a 32
2ª etapa: prova Específica 3
Física: questões 31 a 50
Q25
1ª ETAPA · TIPO 1
Uma pedra é lançada verticalmente para cima a partir do solo, retornando ao ponto de lançamento 8s mais tarde. Desprezando a resistência do ar e tomando $g=10\text{ m/s}^2$, qual a altura máxima atingida pela pedra?
(A)100m
(B)90m
(C)80m
(D)60m
(E)40m
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
C
Resolução comentada
O movimento é simétrico: dos $8\text{ s}$ totais, a subida dura $4\text{ s}$. No ponto mais alto, $v=0$, logo $v_0=g t=10\cdot 4=40\text{ m/s}$.
Uma determinada força F, aplicada a um corpo de massa m₁, comunica-lhe uma aceleração de 5m/s². A mesma força F, aplicada a outro corpo de massa m₂, fornece uma aceleração de 20m/s². Se a mesma força for, então, exercida sobre os corpos de massas m₁ e m₂ juntos, qual será a aceleração adquirida?
(A)4m/s²
(B)3m/s²
(C)2m/s²
(D)1m/s²
(E)0,5m/s²
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
A
Resolução comentada
Da segunda lei de Newton: $m_1=F/5$ e $m_2=F/20$. A massa conjunta é $m_1+m_2=F/4$.
Um bloco de 400kg de massa está apoiado em superfície plana e horizontal. Observa-se que, para movimentar o bloco sobre a superfície com velocidade constante, precisamos aplicar uma força paralela ao plano, de intensidade 200N.
Sendo $g=10\text{ m/s}^2$, determine o valor do coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície.
(A)0,5
(B)0,2
(C)0,1
(D)0,04
(E)0,05
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
E
Resolução comentada
Como o bloco se move com velocidade constante, a força aplicada equilibra o atrito: $F_{at}=200\text{ N}$. Em superfície horizontal, $N=mg=400\cdot 10=4000\text{ N}$.
No circuito apresentado a seguir, os pontos X e Y são os terminais da associação.
Qual o valor da resistência equivalente, aceitando a hipótese de que os fios de ligação possuem resistência elétrica desprezível?
(A)zero
(B)15Ω
(C)60Ω
(D)120Ω
(E)240Ω
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
B
Resolução comentada
Os fios externos unem as extremidades dos quatro resistores de $60\,\Omega$ ao terminal $Y$. Assim, os quatro resistores estão em paralelo entre $X$ e $Y$.
Colocamos uma régua de metal, cujo coeficiente de dilatação linear vale $4\times10^{-5}\,°C^{-1}$, no interior de um forno.
Verificamos que, após algum tempo, a régua dilatou-se de 2% de seu comprimento original. A temperatura da régua, antes de ser colocada no forno, era de 10°C.
Qual é a temperatura do forno?
(A)370°C
(B)490°C
(C)510°C
(D)990°C
(E)1010°C
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
C
Resolução comentada
A dilatação relativa é $\Delta L/L_0=2\%=0{,}02$. Pela dilatação linear:
Partindo de $10^\circ\text{C}$, a temperatura final é $T=10+500=510^\circ\text{C}$.
Alternativa correta: (C).
Q32
1ª ETAPA · TIPO 1
Montamos, no laboratório, um dispositivo óptico que consta de duas lentes esféricas, de maneira que seus eixos principais coincidam. Um raio de luz atravessa o dispositivo como mostrado a seguir:
Observando a colocação das lentes sobre um eixo orientado, quais serão as vergências, em dioptrias, das lentes L₁ e L₂ respectivamente?
(A)−2,5 e 5
(B)2,5 e −5
(C)−5 e −2,5
(D)−5 e 2,5
(E)4 e −4
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
B
Resolução comentada
A lente $L_1$, em $x=10\text{ cm}$, faria os raios convergirem em $x=50\text{ cm}$. Portanto, $f_1=40\text{ cm}=0{,}40\text{ m}$ e $V_1=1/f_1=+2{,}5\text{ D}$.
A lente $L_2$, em $x=30\text{ cm}$, intercepta o feixe convergente e o torna paralelo. Seu foco objeto está $20\text{ cm}$ à direita, portanto $f_2=-20\text{ cm}=-0{,}20\text{ m}$ e $V_2=-5\text{ D}$.
Alternativa correta: (B).
Q31
2ª ETAPA · ESPECÍFICA 3
O gráfico a seguir mostra a evolução da velocidade escalar de uma partícula em função do tempo (v × t).
Sabe-se que, no instante inicial do movimento, a partícula ocupava a posição $S_0=5\text{ m}$.
Qual é a posição da partícula no instante 4s?
(A)8m
(B)4m
(C)2m
(D)1m
(E)0m
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
E
Resolução comentada
O deslocamento é a área algébrica sob o gráfico $v\times t$. De $0$ a $2\text{ s}$, a área positiva é $10\text{ m}$. De $2$ a $3\text{ s}$, a área negativa é $-5\text{ m}$; de $3$ a $4\text{ s}$, é $-10\text{ m}$.
$\Delta s=10-5-10=-5\text{ m}$
Como $s_0=5\text{ m}$, $s(4)=5-5=0\text{ m}$. Alternativa (E).
Q32
2ª ETAPA · ESPECÍFICA 3
Numa prova de 100 metros rasos, o atleta procura iniciar com uma boa arrancada, para depois tentar manter a velocidade máxima adquirida até o final da prova.
É isso que mostra o gráfico v × t a seguir.
Qual é, em m/s, o valor da velocidade máxima citada ($v_{max}$)?
(A)13,5
(B)13
(C)12,5
(D)12
(E)10
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
C
Resolução comentada
A distância de $100\text{ m}$ é a área sob o gráfico: um triângulo entre $0$ e $4\text{ s}$ e um retângulo entre $4$ e $10\text{ s}$.
Um bloco de madeira, de densidade 0,8g/cm³, flutua em água, de densidade 1g/cm³.
Qual é a fração do bloco que fica acima da linha da água?
(A)1/5
(B)4/5
(C)3/4
(D)4/3
(E)5/4
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
A
Resolução comentada
Na flutuação, a fração submersa é a razão entre as densidades: $V_{sub}/V=\rho_{bloco}/\rho_{\text{água}}=0{,}8$.
A fração emersa é $1-0{,}8=0{,}2=1/5$. Alternativa (A).
Q34
2ª ETAPA · ESPECÍFICA 3
Dois corpos A e B, de massas respectivas m e m/5, estão em repouso sobre uma superfície plana, horizontal e sem atrito. Fazemos atuar uma força F conforme mostrado na figura a seguir:
A intensidade da força que o corpo A exerce sobre o corpo B é:
(A)F/5
(B)F/6
(C)F
(D)F/2
(E)5F
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
B
Resolução comentada
A massa total é $m+m/5=6m/5$, então $a=F/(6m/5)=5F/(6m)$. A força que $A$ exerce em $B$ é a resultante sobre $B$:
$$F_{AB}=\frac m5\cdot \frac{5F}{6m}=\frac F6$$
Alternativa correta: (B).
Q35
2ª ETAPA · ESPECÍFICA 3
Um projétil de massa m é lançado com velocidade $v_0$ a partir da origem, em ângulo qualquer (diferente de 90°) a partir do solo. Desprezando a resistência do ar, a trajetória descrita é parabólica, passando pela altura máxima h.
Nesse momento, a energia cinética do projétil será dada pela expressão:
(A)$4mv_0^2+\dfrac{mgh}{2}$
(B)$mv_0^2-2mgh$
(C)$mv_0^2+2mgh$
(D)$\dfrac12mv_0^2+mgh$
(E)$\dfrac12mv_0^2-mgh$
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
E
Resolução comentada
Sem resistência do ar, a energia mecânica se conserva. Na origem, $E=\frac12mv_0^2$. Na altura máxima, $E=K_{max}+mgh$.
$$K_{max}=\frac12mv_0^2-mgh$$
Alternativa correta: (E).
Q36
2ª ETAPA · ESPECÍFICA 3
Os tijolos de obra apresentam massa aproximada de 1kg cada um. Sua forma é um paralelepípedo de dimensões 30cm × 20cm × 10cm.
Considerando $g=10\text{ m/s}^2$, determine a pressão exercida, em N/m², por um tijolo, quando apoiado sobre sua face menor.
(A)2000
(B)1000
(C)800
(D)500
(E)200
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
D
Resolução comentada
A menor face mede $20\text{ cm}\times10\text{ cm}$, portanto $A=0{,}20\cdot0{,}10=0{,}020\text{ m}^2$. O peso é $F=mg=10\text{ N}$.
Um martelo de massa 1kg, movendo-se a 10m/s, é usado para bater fortemente sobre uma peça de chumbo, de 200g de massa, a fim de moldá-la para determinado trabalho.
Após cinco golpes seguidos, 20% da energia cinética do martelo são transferidos para o chumbo na forma de calor.
Qual é a elevação da temperatura do chumbo, se seu calor específico vale 0,125 J/g°C?
(A)3,2°C
(B)2,5°C
(C)2,0°C
(D)1,6°C
(E)0,4°C
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
C
Resolução comentada
A energia cinética de cada golpe é $K=mv^2/2=1\cdot10^2/2=50\text{ J}$. Em cinco golpes, $20\%$ de $250\text{ J}$ são transferidos: $Q=50\text{ J}$.
Com $m=0{,}200\text{ kg}$ e $c=125\,\mathrm{J/(kg\cdot{}^\circ C)}$:
Dispomos de cinco resistores idênticos, de valor R cada um, e de uma fonte de tensão U.
Se os resistores forem associados em série e ligados à fonte, encontramos uma corrente i. Se forem associados em paralelo, nas mesmas condições, a corrente muda para i'.
Podemos corretamente concluir que:
(A)i' = i
(B)i' = 5i
(C)i' = i/5
(D)i' = 25i
(E)i' = i/25
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
D
Resolução comentada
Em série, $R_s=5R$ e $i=U/(5R)$. Em paralelo, $R_p=R/5$ e $i'=U/(R/5)=5U/R$.
Um cubo de alumínio tem coeficiente de dilatação linear $2{,}0\times10^{-5}\,°C^{-1}$. Esse cubo é aquecido de 0°C até 100°C. Observa-se que seu volume final passa a ser 1006cm³.
Qual era o valor da aresta do cubo, quando a 0°C?
(A)10,2cm
(B)10cm
(C)9,8cm
(D)8,6cm
(E)8,2cm
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
B
Resolução comentada
Para um sólido isotrópico, o coeficiente volumétrico é $\beta\approx3\alpha=6\times10^{-5}\,^\circ\text{C}^{-1}$. Assim:
A aresta inicial é $a_0=\sqrt[3]{1000}=10\text{ cm}$. Alternativa (B).
Q40
2ª ETAPA · ESPECÍFICA 3
Para a física, o olho humano nada mais é do que um excelente instrumento óptico. De fato, ele se compara à máquina fotográfica tradicional, com muitas semelhanças operacionais.
Tomemos, por exemplo, a lente objetiva, o diafragma e o filme. Quais são, na mesma ordem, as partes do olho humano correspondentes?
(A)Cristalino, pálpebras, pupila.
(B)Retina, íris, pupila.
(C)Pupila, cristalino, pálpebras.
(D)Íris, retina, nervo óptico.
(E)Cristalino, íris, retina.
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
E
Resolução comentada
A lente objetiva da câmera corresponde ao cristalino, que focaliza a imagem. O diafragma corresponde à íris, que controla a entrada de luz, e o filme corresponde à retina, onde a imagem é formada.
Alternativa correta: (E).
Q41
2ª ETAPA · ESPECÍFICA 3
Um corpo, inicialmente no estado sólido, é aquecido continuamente ao longo do tempo, dando origem a uma curva de aquecimento, como mostra o diagrama.
As mudanças de fase, fusão e vaporização, estão representadas, nesse diagrama, pelos segmentos respectivos:
(A)AB e CD
(B)CD e EF
(C)AB e EF
(D)BC e DE
(E)DE e EF
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
D
Resolução comentada
Durante uma mudança de fase, a temperatura permanece constante mesmo com fornecimento de calor. No gráfico, os patamares são $BC$ e $DE$, correspondendo, respectivamente, à fusão e à vaporização.
Alternativa correta: (D).
Q42
2ª ETAPA · ESPECÍFICA 3
Um estudante, fazendo pesquisas em um parque ao ar livre, decide queimar algumas folhas secas, aproveitando o intenso calor do sol.
Em seu estojo de trabalho, ele possui os seguintes elementos ópticos:
I. lente bicôncava; II. lente biconvexa; III. espelho côncavo; IV. espelho convexo; V. lâmina de faces paralelas.
Quais desses elementos ele deverá usar para conseguir seu objetivo?
(A)I ou IV
(B)I ou V
(C)II ou III
(D)IV ou V
(E)Unicamente o V
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
C
Resolução comentada
Para concentrar a luz solar é necessário um sistema convergente. A lente bicôncava (I) é divergente; a lente biconvexa (II) e o espelho côncavo (III) são convergentes.
Logo, podem ser usados II ou III. Alternativa (C).
Q43
2ª ETAPA · ESPECÍFICA 3
Um gás perfeito é submetido a uma série de transformações que geram um ciclo fechado ABCDEFMNA, como mostrado no gráfico P × V (Pressão × Volume).
Qual das afirmativas a seguir é correta?
(A)A transformação FMNA é isotérmica.
(B)A transformação ABCDEF é isobárica.
(C)O trabalho realizado pelo gás no ciclo é nulo.
(D)A variação de energia interna no ciclo é positiva.
(E)A temperatura em A é maior que em F.
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
A
Resolução comentada
Em uma transformação isotérmica de gás ideal, $pV$ permanece constante. Nos pontos $F$, $M$, $N$ e $A$:
Logo, o trecho $FMNA$ é isotérmico. Alternativa (A).
Q44
2ª ETAPA · ESPECÍFICA 3
As três frases, enunciadas a seguir, estão relacionadas a três características importantes de uma onda sonora:
I. “Pedrinho, pelo amor de Deus, abaixa esse som!” II. “Há muito tempo não via o Alfredo, mas o reconheci pela voz. Ela é inconfundível!” III. “O apito do guarda era tão agudo, que nada ouvimos. Só o cachorro dele percebeu!”
Na mesma ordem, essas características são:
(A)altura, intensidade e timbre.
(B)altura, timbre e intensidade.
(C)intensidade, altura e timbre.
(D)intensidade, timbre e altura.
(E)timbre, altura e intensidade.
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
D
Resolução comentada
“Abaixar o som” significa reduzir a intensidade. Reconhecer uma pessoa pela voz envolve o timbre. Um som agudo possui maior frequência, característica chamada altura.
Sequência: intensidade, timbre e altura. Alternativa (D).
Q45
2ª ETAPA · ESPECÍFICA 3
Considere um observador voltado para um canto de uma sala, onde o chão e duas paredes formam um triedro trirretângulo, com um vértice comum em O. Existe um campo magnético uniforme B como indicado na figura:
Se um próton é lançado conforme mostrado (p⁺), o campo magnético criará uma força magnética, atuando sobre o próton com a seguinte orientação:
(A)sentido contrário ao eixo y.
(B)mesmo sentido do eixo y.
(C)sentido contrário do eixo x.
(D)mesmo sentido do eixo x.
(E)mesmo sentido do eixo z.
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
A
Resolução comentada
O próton tem carga positiva, portanto a direção da força é dada diretamente por $\vec F=q\,\vec v\times\vec B$. Pela figura, $\vec v$ aponta no sentido $-z$ e $\vec B$ no sentido $+x$.
$$(-\hat z)\times(+\hat x)=-\hat y$$
A força aponta no sentido contrário ao eixo $y$. Alternativa (A).
Q46
2ª ETAPA · ESPECÍFICA 3
Um peso de papel é constituído de vidro maciço, de alta transparência, no formato de semi-esfera, com índice de refração $n=\sqrt2$. Um raio luminoso incide sobre a superfície esférica em ângulo $\theta=60°$ com a vertical.
Sabendo-se que o meio que envolve a semi-esfera é o ar (n=1), qual dos esquemas a seguir mostra o trajeto correto do raio luminoso citado?
(A)conforme figura
(B)conforme figura
(C)conforme figura
(D)conforme figura
(E)conforme figura
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
B
Resolução comentada
O índice do vidro é $n=\sqrt2$ e o do ar é $1$, logo o ângulo limite na interface vidro-ar satisfaz $\sin L=1/\sqrt2$, isto é, $L=45^\circ$.
Após entrar pela superfície esférica, o raio atinge a face plana com ângulo superior ao limite, sofre reflexão total e depois emerge simetricamente pela superfície curva. Esse percurso é o mostrado em (B).
Q47
2ª ETAPA · ESPECÍFICA 3
A fim de testar a sonoridade de uma corda de violão, de 80cm de comprimento, tensionamos suas extremidades com forças de 50N.
Ao tocá-la, criamos uma onda estacionária com 4 ventres e 5 nós (ou nodos) de uma extremidade à outra.
Sabendo-se que a densidade linear do material da corda é $2{,}0\times10^{-2}\text{ kg/m}$, qual é a freqüência de vibração da corda?
(A)500Hz
(B)250Hz
(C)125Hz
(D)100Hz
(E)25Hz
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
C
Resolução comentada
Quatro ventres correspondem a quatro meios-comprimentos de onda: $L=4\lambda/2$. Como $L=0{,}80\text{ m}$, $\lambda=0{,}40\text{ m}$.
Duas pequenas esferas eletrizadas apresentam cargas Q = +3C e q = −2C. Em certo momento, as duas esferas são aproximadas uma da outra, ocorrendo uma interação eletrostática.
Conseqüentemente, surge uma força F sobre Q e uma força f sobre q.
Assinale, na tabela, a opção correta.
(A)Repulsão; F > f
(B)Atração; F > f
(C)Repulsão; F = f
(D)Atração; F < f
(E)Atração; F = f
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
E
Resolução comentada
Como as cargas têm sinais opostos, a interação é de atração. Pela terceira lei de Newton, as forças formam um par ação-reação e têm sempre a mesma intensidade, mesmo que as cargas possuam módulos diferentes: $F=f$.
Alternativa correta: (E).
Q49
2ª ETAPA · ESPECÍFICA 3
Uma partícula de massa 200mg (miligramas) e carga +1μC é abandonada em repouso no interior de um campo elétrico uniforme de valor 500N/C.
Qual é o valor da velocidade atingida pela partícula, ao fim de 20 segundos, em virtude da aceleração gerada pelo campo?
(A)5m/s
(B)50m/s
(C)500m/s
(D)800m/s
(E)1000m/s
Gabarito oficial UEA - Vestibular 2006
B
Resolução comentada
Convertemos $m=200\text{ mg}=2\times10^{-4}\text{ kg}$. A força elétrica é $F=qE=10^{-6}\cdot500=5\times10^{-4}\text{ N}$.