UEA 2016 | Vestibular — Questões de Física comentadas — Método TEF

Espaço (posição) na trajetória: o “km 70” é a posição do ponto medida sobre a estrada a partir do marco zero (origem).

Não informa onde o carro partiu, logo não dá a distância percorrida (B), nem o deslocamento (C), nem quanto faltava para o fim da viagem (D); também não é o ponto de partida (E).

Resposta: (A)

Movimento uniforme: $\Delta t=\dfrac{\Delta s}{v}=\dfrac{3600\text{ m}}{15\text{ m/s}}=240\text{ s}$.

Em minutos: $\dfrac{240}{60}=4{,}0\text{ min}$. Resposta: (D)

Queda livre a partir do repouso: $v=g\,t$.

$t=\dfrac{v}{g}=\dfrac{42}{10}=4{,}2\text{ s}$. Resposta: (E)

Flutuação: a canoa flutua nos dois rios, logo o empuxo equilibra o peso: $E=P$. Como o peso não muda, o empuxo também não muda — descartam-se (B), (D) e (E).

Pelo Princípio de Arquimedes, $E=\rho_{\text{água}}\,g\,V_{sub}$. Passando para o Rio Negro, de menor densidade, $\rho$ diminui; para manter $E$ constante, $V_{sub}$ deve aumentar: a canoa afunda um pouco mais.

Resposta: (C)

Equilíbrio do ponto de junção: as componentes horizontais das trações se anulam (simetria) e as verticais equilibram o peso.

Com o ângulo medido em relação à horizontal, a componente vertical é $T\sin30^\circ$:
$2T\sin30^\circ=P\Rightarrow 2T\cdot0{,}50=120\Rightarrow T=120\text{ N}$.

Dividir simplesmente o peso por dois (60 N) ignora a inclinação dos cabos. Resposta: (B)

Trabalho no diagrama $P\times V$: corresponde à área sob o trecho; é positivo quando o gás se expande.

No trecho $PQ$, a pressão é constante em $3P_0$ e o volume aumenta de $V_0$ para $2V_0$, então $W_{PQ}=3P_0V_0$. Em $QR$ também há expansão de $V_0$, mas a pressão cai de $3P_0$ para $2P_0$, de modo que sua área é menor que $3P_0V_0$. Em $RS$, $\Delta V=0$, logo o trabalho é nulo. Os trechos $ST$ e $TP$ são compressões, portanto têm trabalho negativo.

Assim, o maior trabalho realizado pelo gás ocorre em $PQ$. Resposta: (E)

Garrafa térmica: cada detalhe combate um processo de propagação do calor.

Paredes espelhadas refletem as ondas eletromagnéticas (infravermelho), reduzindo a troca por irradiação. O ar rarefeito (quase vácuo) entre as ampolas praticamente elimina o meio material, dificultando a condução (e também a convecção).

Na ordem pedida: irradiação e condução. Resposta: (C)

Natureza: ondas em molas precisam de um meio material para se propagar, logo são mecânicas — descartam-se as opções com onda eletromagnética.

Direção de vibração: na mola A as espiras oscilam perpendicularmente à propagação (onda transversal); na mola B há compressões e rarefações ao longo da direção de propagação (onda longitudinal).

Resposta: (A)

Propagação retilínea da luz: os raios que saem do topo do objeto atravessam o orifício em linha reta e atingem a parte de baixo do anteparo; os da base atingem a parte de cima. Os raios se cruzam no orifício e a imagem fica invertida.

Não há refração, reflexão ou difração relevantes no processo, e a reversibilidade dos raios não causa inversão. Resposta: (D)

A e B: cargas de sinais opostos — atração.

A e C e B e C: o corpo carregado polariza a esfera neutra (mesmo sendo isolante, as moléculas se orientam), deixando mais próxima a face de sinal oposto. Como a força elétrica diminui com a distância, a atração sobre a face próxima supera a repulsão sobre a face distante: atração nos dois casos.

Logo: atração, atração e atração. Resposta: (B)

Potência elétrica: $P=U\,i=12{,}0\cdot0{,}75=9{,}0\text{ W}$.

É a potência máxima, pois corresponde à corrente máxima que o gerador fornece. Resposta: (C)

Força magnética: $F=|q|vB\sin\theta$. O nêutron tem carga elétrica nula, portanto $F=0$.

Sem força magnética, ele mantém a velocidade $V_0$ e atravessa a região em linha reta, sem desvio. Entre as figuras, essa trajetória é a da alternativa (E).

Resposta: (E)

Velocidade média constante: $v_m=\dfrac{\Delta s}{\Delta t}=\dfrac{420\text{ km}}{9\text{ h}}$.

Como $210\text{ km}$ é metade de $420\text{ km}$, o tempo também é metade: $\Delta t=\dfrac{9}{2}=4{,}5\text{ h}$.

Atenção à conversão: $0{,}5\text{ h}=30\text{ min}$ (e não 50 min). Logo, $4\text{ h e }30\text{ min}$. Resposta: (C)

Segunda Lei de Newton na direção do movimento: a resultante é a propulsão menos a força resistente.

$F-R=ma\Rightarrow R=F-ma=2{,}5\times10^5-8{,}0\times10^4\cdot2{,}5$
$R=2{,}5\times10^5-2{,}0\times10^5=5{,}0\times10^4\text{ N}$.

Cuidado: $2{,}0\times10^5\text{ N}$ é a força resultante, não a resistente. Resposta: (D)

Rotação de corpo rígido: a Terra dá uma volta a cada 24 h para qualquer ponto de sua superfície, logo $\omega=\dfrac{2\pi}{T}$ é a mesma: $\omega_M=\omega_P$.

A velocidade escalar é $V=\omega r$, em que $r$ é o raio da circunferência que a pessoa descreve em torno do eixo. No Equador $r=R$; na latitude de 30°, $r=R\cos30^\circ\lt R$.

Portanto $V_M\gt V_P$ e $\omega_M=\omega_P$. Resposta: (A)

Equilíbrio da peça: a força elástica equilibra o peso, $kx=mg$.

$k=\dfrac{mg}{x}=\dfrac{10\cdot10}{0{,}20}=500\text{ N/m}$.

Quem usar $x=20$ (em cm) obtém 5 N/m, alternativa (B). Resposta: (C)

Terceira Lei de Kepler: $\dfrac{T^2}{r^3}=\text{constante}$. Netuno está muito mais longe do Sol, logo seu período de translação é maior.

Para órbita aproximadamente circular, a gravidade faz o papel de resultante centrípeta: $\dfrac{GMm}{r^2}=\dfrac{mv^2}{r}\Rightarrow v=\sqrt{\dfrac{GM}{r}}$. Raio maior implica velocidade orbital menor.

Netuno: período maior e velocidade menor. Resposta: (D)

Dilatação linear: $\Delta L=L_0\,\alpha\,\Delta T$, com o mesmo $\alpha$ para as duas barras (mesmo material).

Barra A: $\Delta L_A=(3L_B)\,\alpha\,\Delta T=3L_B\alpha\Delta T$.
Barra B: $\Delta L_B=L_B\,\alpha\,(3\Delta T)=3L_B\alpha\Delta T$.

Logo $\Delta L_B=\Delta L_A$: o comprimento três vezes menor é compensado pelo aquecimento três vezes maior. O diâmetro não interfere na dilatação linear. Resposta: (E)

Eco é reflexão sonora: a onda sonora incide em um obstáculo, volta e retorna ao ouvinte com atraso suficiente (cerca de 0,1 s ou mais) para ser percebida separada do som original.

Absorção reduziria a intensidade; difração é o contorno de obstáculos; refração é a mudança de meio; interferência é a superposição de ondas. Resposta: (B)

Altura é a qualidade do som ligada à frequência: sons graves têm baixa frequência, agudos têm alta frequência.

Voz mais grave, portanto, significa ondas de menor frequência. A amplitude está ligada à intensidade (volume), e a velocidade do som depende do meio (ar), não de quem fala. Resposta: (C)

Espelho plano: a imagem é simétrica ao objeto em relação ao espelho — mesma distância ao espelho e mesmo tamanho do objeto.

Se a pessoa se afasta, a imagem também se afasta (sempre à mesma distância que a pessoa) e seu tamanho não se altera. A sensação de que a imagem “diminui” é só do tamanho aparente (ângulo visual), não do tamanho da imagem. Resposta: (D)

Quantização da carga: $Q=n\,e$.

$n=\dfrac{Q}{e}=\dfrac{32}{1{,}6\times10^{-19}}=20\times10^{19}=2{,}0\times10^{20}$ elétrons.

Resposta: (E)

Associação em paralelo: todos os aparelhos ficam submetidos à mesma diferença de potencial da tomada, $U=127\text{ V}$.

A corrente total é a soma das correntes nos ramos: $i=12{,}0+2{,}0+1{,}0=15{,}0\text{ A}$.

Dividir a tensão por 3 (42 V) seria raciocínio de série. Resposta: (A)

Inseparabilidade dos polos: ao partir um ímã, cada pedaço torna-se um novo ímã com norte e sul, mantendo a orientação original.

Com a barra na ordem N | A–B | C–D | S, os pedaços ficam: (N, A) com A = sul; (B, C) com B = norte e C = sul; (D, S) com D = norte.

Há atração entre polos opostos: B (norte) e S (sul). Os demais pares são N–N (N e B; B e D) ou S–S (S e A; A e C), que se repelem. Resposta: (B)