UEA 2014 | Vestibular — Questões de Física comentadas — Método TEF

Grandeza adimensional: é a razão entre grandezas de mesma espécie. O índice de refração é $n=\dfrac{c}{v}$, razão entre a velocidade da luz no vácuo e no meio: $\dfrac{\text{m/s}}{\text{m/s}}$ — sem unidade.

Tempo (s), peso (N), massa (kg) e temperatura (K) têm unidades. Resposta: (A)

Movimento uniforme: $\Delta t=\dfrac{\Delta s}{v}=\dfrac{6\,500\text{ km}}{18\text{ km/h}}\approx361\text{ h}$.

Em dias: $\dfrac{361}{24}\approx15\text{ dias}$. Resposta: (E)

2ª lei de Newton + MUV: partindo do repouso, $s=\dfrac{a t^2}{2}=\dfrac{F\,t^2}{2m}$, logo $m=\dfrac{F\,t^2}{2s}$.

Com a mesma $F$ e a mesma $s$, $m\propto t^2$. Se $t_2=2t_1$, então $m_2=2^2\,m_1=4\,m_1$.

A armadilha é achar que dobrar o tempo dobra a massa (A). Resposta: (D)

Queda livre: desprezada a resistência do ar, todo corpo cai com aceleração $g$, independentemente da massa (a força peso $mg$ cresce na mesma proporção que a inércia $m$).

O tempo de queda da altura $h$ é $t=\sqrt{\dfrac{2h}{g}}$, igual para os dois corpos: $t_1=1{,}00\,t_2$. Resposta: (D)

Proporção entre escalas: usando os pontos fixos da tabela,

$\dfrac{\theta_C-0}{100-0}=\dfrac{\theta_F-32}{212-32}\Rightarrow\theta_C=\dfrac{87{,}8-32}{1{,}8}=\dfrac{55{,}8}{1{,}8}=31$.

A temperatura média é $31\,^\circ\text{C}$. Resposta: (B)

Mudanças de fase: a passagem direta do estado sólido para o gasoso, sem passar pelo líquido, chama-se sublimação (gelo seco, naftalina; a água sublima abaixo da pressão do ponto triplo).

Condensação é gás → líquido; fusão, sólido → líquido; vaporização (incluindo a calefação), líquido → gás. Resposta: (B)

Princípio de Arquimedes: todo corpo imerso num fluido em equilíbrio recebe uma força vertical, para cima, de módulo igual ao peso do fluido deslocado: $E=\rho_{\text{líq}}\,V_{\text{imerso}}\,g$.

A diferença entre o peso do corpo e o empuxo (não o peso do líquido deslocado) é o peso aparente, o que torna (B) incorreta. Resposta: (C)

Cor por reflexão: a bandeira tem regiões vermelhas, brancas e azuis (com estrelas brancas).

Sob luz monocromática vermelha: a região vermelha reflete o vermelho e aparece vermelha; a branca reflete qualquer cor, logo reflete o vermelho e também aparece vermelha; a azul só reflete azul, absorve o vermelho e aparece preta.

As cores vistas são somente vermelho e preto. Resposta: (E)

Leitura do gráfico: a crista toca a linha de grade logo acima de 4 cm, isto é, 5 cm, e o vale chega a −5 cm. A amplitude é $A=5\text{ cm}$ (metade da distância crista–vale de 10 cm).

Duas cristas consecutivas estão em $x\approx5\text{ cm}$ e $x\approx45\text{ cm}$ (ou: $y=4$ subindo em $x=0$ e de novo em $x=40$), logo $\lambda=40\text{ cm}=0{,}40\text{ m}$.

$f=\dfrac{v}{\lambda}=\dfrac{2}{0{,}40}=5\text{ Hz}$. Resposta: (E)

Campo e força: no ponto onde está q (à direita de Q), o campo criado por Q positiva é de afastamento: $\vec E$ aponta para a direita, para longe de Q.

Como $\vec F=q\vec E$ com $q\lt0$, a força tem sentido oposto ao campo: aponta para a esquerda, para Q (atração entre cargas de sinais opostos).

Força para a esquerda e campo para a direita: alternativa B.

Resistência equivalente de cada figura (quatro resistores iguais a $R$):

• (A) série: $4R$;
• (B) três em paralelo + um em série: $\dfrac{R}{3}+R=\dfrac{4R}{3}$;
• (C) dois em série + dois em paralelo: $2R+\dfrac{R}{2}=\dfrac{5R}{2}$;
• (D) dois pares em paralelo, ligados em série: $\dfrac{R}{2}+\dfrac{R}{2}=R$;
• (E) quatro em paralelo: $\dfrac{R}{4}$.

Resposta: (D)

Radiação gama: é onda eletromagnética, sem carga; não sofre força magnética e segue em linha reta até o ponto 3.

Sentido da força: com $\vec v$ para cima e $\vec B$ entrando na folha, $\vec v\times\vec B$ aponta para a esquerda. O próton ($q\gt0$) é desviado para a esquerda (pontos 1 ou 2) e o elétron ($q\lt0$) para a direita (pontos 4 ou 5).

Raio: $R=\dfrac{mv}{|q|B}$. Com mesma $v$ e mesma $|q|$, o raio é proporcional à massa. O elétron, cerca de 1 800 vezes mais leve, faz curva muito fechada e atinge o ponto mais próximo da entrada, 5; o próton, de raio muito maior, atinge o ponto mais afastado, 1.

Próton, elétron e gama: 1, 5 e 3. Resposta: (E)

Conversão de área: $1\text{ km}=10^3\text{ m}$, logo $1\text{ km}^2=(10^3\text{ m})^2=10^6\text{ m}^2$.

$1\,600\,000\text{ km}^2=1{,}6\times10^6\cdot10^6\text{ m}^2=1{,}6\times10^{12}\text{ m}^2$.

Em notação científica a mantissa fica entre 1 e 10, o que descarta $16\times10^{11}$ (numericamente igual, mas fora da notação). Resposta: (B)

Composição de velocidades: $\vec v_{\text{pass/O}}=\vec v_{\text{pass/barco}}+\vec v_{\text{barco/água}}+\vec v_{\text{água/O}}$.

Adotando positivo o sentido da correnteza (rio abaixo): $v=-1+2+2=+3\text{ m/s}$.

O resultado positivo indica que o passageiro se move a $3\text{ m/s}$ descendo o rio, em relação ao observador na margem. Resposta: (A)

Relatividade galileana: a aceleração relativa é $\vec a_{\text{obj/obs}}=\vec a_{\text{obj}}-\vec a_{\text{obs}}$.

Para A (repouso) e B (MRU), $\vec a_{\text{obs}}=\vec 0$: ambos medem $\vec a=\vec g$. São referenciais inerciais.

C tem aceleração horizontal; para ele o objeto tem, além de $\vec g$, uma aceleração horizontal $-\vec a_C$, e o módulo da aceleração observada é $\sqrt{g^2+a_C^2}\neq g$.

Resposta: (C)

Mesma velocidade angular: ligados por um cabo rígido que gira em torno de C, A e B têm o mesmo $\omega$. Pela figura, $R_A=r$ e $R_B=r+r=2r$.

$\dfrac{v_B}{v_A}=\dfrac{\omega\cdot2r}{\omega\cdot r}=2$ e $\dfrac{a_B}{a_A}=\dfrac{\omega^2\cdot2r}{\omega^2\cdot r}=2$.

A armadilha é usar $a=v^2/R$ só com a razão das velocidades ($2^2=4$), esquecendo que o raio também dobra: $\dfrac{4}{2}=2$. Resposta: (E)

Princípio de Pascal: o acréscimo de pressão aplicado em Y é transmitido integralmente a todo o fluido, de modo que $p=\dfrac{F_X}{A}=\dfrac{F_Z}{4A}$.

$\dfrac{F_Z}{F_X}=\dfrac{4A}{A}=4$.

Resposta: (D)

Equilíbrio do êmbolo: para cima atua a força do gás $p_{\text{gás}}A$; para baixo, o peso $mg$ e a força da atmosfera $p_{\text{atm}}A$.

$p_{\text{gás}}=p_{\text{atm}}+\dfrac{mg}{A}=10^5+\dfrac{0{,}5\cdot10}{5{,}0\times10^{-3}}=10^5+1\,000=1{,}01\times10^5\text{ Pa}$.

$p_{\text{gás}}=101{,}0\text{ kPa}$. Resposta: (E)

Rendimento de Carnot: as temperaturas devem estar em kelvin: $T_B=127+273=400\text{ K}$ (fonte quente) e $T_A=27+273=300\text{ K}$ (fonte fria).

$r_{\text{máx}}=1-\dfrac{300}{400}=1-0{,}75=0{,}25=25\%$.

Resposta: (B)

Regra de fase na junção de cordas: o pulso refratado (transmitido) sempre mantém a fase. O pulso refletido inverte quando vem da corda menos densa para a mais densa (a junção se comporta como extremidade quase fixa) e não inverte quando vem da mais densa para a menos densa (extremidade quase livre).

Caso 1 (pulso vindo de A, menos densa): refletido em A invertido; transmitido em B para cima.

Caso 2 (pulso vindo de B, mais densa): refletido em B para cima; transmitido em A para cima.

Apenas a alternativa C mostra: caso 1 — pulso invertido em A e direto em B; caso 2 — pulsos diretos em A e em B. Resposta: (C)

Propagação retilínea: os raios que passam pelo orifício cruzam-se nele; o ponto de cima da placa projeta-se embaixo no fundo e o da esquerda projeta-se à direita. A imagem é invertida nas duas direções, ou seja, fica girada de 180° em relação ao objeto.

O observador O olha o anteparo translúcido pelo lado de trás, na mesma direção em que se olha a placa para lê-la. Para ele, a imagem de "UEA" é o texto girado de 180°: a ordem das letras se inverte (A, E, U) e cada letra aparece de cabeça para baixo.

Isso corresponde à figura da alternativa B. A alternativa A (só de cabeça para baixo, sem troca lateral) é o erro de quem esquece a inversão horizontal. Resposta: (B)

Superposição: entre duas cargas de mesmo sinal, os campos têm sentidos opostos; o campo é nulo onde os módulos se igualam. Seja $x$ a distância até Q:

$\dfrac{kQ}{x^2}=\dfrac{k\cdot4Q}{(3-x)^2}\Rightarrow\dfrac{3-x}{x}=2\Rightarrow x=1\text{ cm}$.

O ponto fica mais perto da carga menor, como esperado. Resposta: (E)

Condutor ôhmico: a resistência é constante. Do ponto do gráfico, $R=\dfrac{U}{i}=\dfrac{10}{2{,}0}=5\,\Omega$.

Para $i=4{,}0\text{ A}$: $P=Ri^2=5\cdot4{,}0^2=80\text{ W}$ (equivalente a $U=20\text{ V}$ e $P=Ui=20\cdot4=80\text{ W}$).

Resposta: (A)

Funções dos elementos: o gerador converte outra forma de energia em energia elétrica (gera energia elétrica); o receptor (como um motor) converte energia elétrica em energia não térmica, por exemplo mecânica; o capacitor armazena cargas (e energia no campo elétrico).

Na ordem gerador, receptor e capacitor: gerar energia elétrica, converter energia elétrica em mecânica e armazenar cargas. Resposta: (C)