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UEA 2018 | Vestibular — Questões de Física comentadas — Método TEF

Vestibular UEA 2017 / Acesso 2018 · 001 • CONHECIMENTOS GERAIS (Q61–Q72) e 004 • CONHECIMENTOS ESPECÍFICOS • TIPO 3 (Q13–Q24).

Q61
Mecânica — Cinemática — Queda Livre

Um corpo é abandonado em queda livre e, em seu movimento descendente, passa pelo ponto A com velocidade de 2 m/s e pelo ponto B com velocidade de 8 m/s, conforme a figura.

Queda livre entre os pontos A e B, separados pela distância d, com aceleração da gravidade para baixo.

Desprezando a resistência do ar e adotando $g=10\text{ m/s}^2$, a distância d entre os pontos A e B é

(A)3 m.
(B)7 m.
(C)5 m.
(D)4 m.
(E)6 m.

Gabarito — UEA 2018 · CG (resolução Método TEF)

(A)
Resolução comentada

Torricelli (não é dado o tempo): $v_B^2=v_A^2+2gd$.

$8^2=2^2+2\cdot10\cdot d\Rightarrow64=4+20d\Rightarrow d=\dfrac{60}{20}=3\text{ m}$.

Resposta: (A)

Q62
Mecânica — Gravitação — Gravidade na Superfície

A figura mostra, lado a lado, os planetas Terra e Marte.

Terra e Marte lado a lado.

Considere que a Terra tenha o dobro do diâmetro de Marte, que a massa da Terra seja dez vezes a massa de Marte, que a aceleração da gravidade na superfície da Terra seja 10 m/s² e que os dois planetas sejam esféricos. De acordo com os dados, a aceleração da gravidade na superfície de Marte é

(A)6 m/s².
(B)3 m/s².
(C)4 m/s².
(D)5 m/s².
(E)2 m/s².

Gabarito — UEA 2018 · CG (resolução Método TEF)

(C)
Resolução comentada

Gravidade na superfície: $g=\dfrac{GM}{R^2}$.

$\dfrac{g_M}{g_T}=\dfrac{M_M}{M_T}\cdot\left(\dfrac{R_T}{R_M}\right)^2=\dfrac{1}{10}\cdot2^2=0{,}4$.

$g_M=0{,}4\cdot10=4\text{ m/s}^2$. Esquecer o quadrado daria $2\text{ m/s}^2$ (E). Resposta: (C)

Q63
Mecânica — Cinemática — Gráfico Posição × Tempo

O gráfico mostra como varia, em função do tempo, a posição de um corpo que se move sobre uma trajetória circular contida em um plano horizontal.

Gráfico da posição s em função do tempo t, com dois arcos de parábola e um trecho retilíneo.

Analisando o gráfico, é correto afirmar que:

(A)nos instantes $t_1$ e $t_2$, o módulo da velocidade escalar do corpo está aumentando.
(B)em algum instante entre $t_1$ e $t_3$, o corpo parou.
(C)nos instantes $t_1$ e $t_3$, o corpo se move em sentidos opostos sobre a circunferência.
(D)no instante $t_2$, o corpo está parado.
(E)no instante $t_3$, o corpo está em movimento retardado.

Gabarito — UEA 2018 · CG (resolução Método TEF)

(E)
Resolução comentada

Leitura de $s\times t$: a inclinação da curva dá a velocidade escalar; a concavidade dá o sinal da aceleração escalar.

Trecho 1 (parábola com concavidade para cima, inclinação crescente, instante $t_1$): movimento acelerado. Trecho 2 (reta inclinada, instante $t_2$): velocidade constante e não nula — o corpo não está parado e sua velocidade não aumenta (descarta A e D). Trecho 3 (parábola com concavidade para baixo, $s$ ainda crescente, instante $t_3$): a inclinação diminui, então $|v|$ diminui.

Como a inclinação é positiva em todo o gráfico, o corpo nunca para nem inverte o sentido (descarta B e C). Em $t_3$, a velocidade é positiva e a aceleração negativa: movimento retardado.

Resposta: (E)

Q64
Mecânica — Hidrostática — Empuxo

A figura mostra um cubo A e uma esfera B, ambos maciços e mais densos do que a água, totalmente imersos em água. Ambos são mantidos em equilíbrio por meio de dois fios ideais, A e B, que os prendem a uma haste horizontal fixa, fora da água. É sabido que o cubo e a esfera têm volumes iguais e que a densidade do cubo é maior do que a da esfera.

Cubo A e esfera B totalmente imersos em água e presos por fios.

Sendo $E_A$ a intensidade do empuxo aplicado pela água sobre o cubo, $E_B$ a intensidade do empuxo aplicado pela água sobre a esfera, $T_A$ a intensidade da força de tração no fio A e $T_B$ a intensidade da força de tração no fio B, é correto afirmar que

(A)$E_A=E_B$ e $T_A\lt T_B$.
(B)$E_A=E_B$ e $T_A>T_B$.
(C)$E_A>E_B$ e $T_A>T_B$.
(D)$E_A>E_B$ e $T_A\lt T_B$.
(E)$E_A=E_B$ e $T_A=T_B$.

Gabarito — UEA 2018 · CG (resolução Método TEF)

(B)
Resolução comentada

Empuxo: $E=\rho_{\text{água}}\,V_{\text{imerso}}\,g$. Volumes iguais, totalmente imersos → $E_A=E_B$ (descarta C e D). A forma e a densidade do corpo não interferem.

Equilíbrio de cada corpo: $T+E=P\Rightarrow T=P-E$. Como o cubo é mais denso e tem o mesmo volume, $P_A=\rho_AVg\gt P_B=\rho_BVg$. Com empuxos iguais, $T_A\gt T_B$.

Resposta: (B)

Q65
Mecânica — Dinâmica — Segunda Lei de Newton

Determinado objeto de massa M está em repouso sobre uma superfície plana e horizontal e para movê-lo com uma aceleração constante de intensidade a, é preciso exercer sobre ele uma força resultante horizontal de intensidade F. Dessa forma, para imprimir a um outro corpo de massa 3M, parado sobre a mesma superfície, uma aceleração constante de intensidade 5a, será necessário exercer sobre ele uma força resultante horizontal de intensidade

(A)8F.
(B)4F.
(C)2F.
(D)15F.
(E)5F.

Gabarito — UEA 2018 · CG (resolução Método TEF)

(D)
Resolução comentada

Princípio fundamental da dinâmica: $F=Ma$.

Para o segundo corpo: $F'=(3M)(5a)=15\,Ma=15F$.

Somar os fatores ($3+5=8$) é o erro que leva a (A). Resposta: (D)

Q66
Termologia — Gases Ideais — Transformação Isotérmica

Leia o texto para responder às questões 66 e 67.

Uma amostra de massa constante de gás ideal sofre a transformação cíclica ABCA representada no diagrama. A etapa AB é isobárica, BC é isovolumétrica e CA é isotérmica.

Diagrama pressão por volume do ciclo ABCA.

Para ocorrer a etapa AB, o gás recebe de uma fonte quente uma quantidade $Q_{AB}$ de calor. Nas etapas BC e CA, o gás cede para uma fonte fria as quantidades $Q_{BC}$ e $Q_{CA}$ de calor. Em cada ciclo realizado as forças exercidas pelo gás realizam um trabalho mecânico W.

Uma relação correta entre as variáveis de estado P, V e T associadas aos estados A, B e C é

(A)$P_CV_C=P_AV_A$.
(B)$\dfrac{V_B}{T_B}=\dfrac{V_C}{T_C}$.
(C)$\dfrac{V_A}{T_A}=\dfrac{V_C}{T_C}$.
(D)$P_BV_B=P_CV_C$.
(E)$\dfrac{P_A}{T_A}=\dfrac{P_C}{T_C}$.

Gabarito — UEA 2018 · CG (resolução Método TEF)

(A)
Resolução comentada

Lei geral: $\dfrac{pV}{T}=\text{constante}$ para massa fixa de gás ideal.

A etapa CA é isotérmica: $T_C=T_A\Rightarrow p_CV_C=p_AV_A$ — alternativa A.

Conferindo as demais: BC é isovolumétrica, então valeria $p_B/T_B=p_C/T_C$ (não $V/T$, B falsa); $V_A/T_A=V_B/T_B$ valeria para AB, não para AC (C falsa); $p_BV_B\neq p_CV_C$ pois $T_B\neq T_C$ (D falsa); $p_A/T_A=p_C/T_C$ exigiria $V_A=V_C$ (E falsa).

Resposta: (A)

Q67
Termologia — Termodinâmica — Primeira Lei da Termodinâmica

Considerando os módulos de $Q_{AB}$, $Q_{BC}$, $Q_{CA}$ e W, é correto afirmar que

(A)$Q_{AB}=Q_{BC}+Q_{CA}+W$.
(B)$Q_{AB}=Q_{BC}+Q_{CA}-W$.
(C)$Q_{AB}=Q_{BC}-Q_{CA}-W$.
(D)$Q_{AB}\lt Q_{BC}+Q_{CA}+W$.
(E)$Q_{AB}>Q_{BC}+Q_{CA}+W$.

Gabarito — UEA 2018 · CG (resolução Método TEF)

(A)
Resolução comentada

Ciclo: o gás volta ao estado inicial, então $\Delta U=0$ e $Q_{\text{líq}}=W$.

Calor líquido = recebido − cedido: $Q_{AB}-(Q_{BC}+Q_{CA})=W$.

$\Rightarrow Q_{AB}=Q_{BC}+Q_{CA}+W$ (conservação de energia: o que entra da fonte quente sai como calor para a fonte fria mais trabalho). Resposta: (A)

Q68
Ondulatória — Fenômenos Ondulatórios — Difração

Em determinadas situações de propagação, ondas conseguem se desviar, contornar obstáculos, se espalhar ou passar por fendas em seu caminho. Esse fenômeno é chamado difração e ocorre quando o comprimento de onda é da mesma ordem de grandeza das dimensões do obstáculo ou da fenda por onde ela passa. Dessa forma, o fenômeno da difração explica o fato

(A)de ser possível, de dentro de um quarto, ouvir uma pessoa falando fora dele, próxima à porta aberta, mesmo não conseguindo vê-la.
(B)da formação de um arco-íris no céu, em determinados dias em que ocorre chuva com sol.
(C)de ser possível ouvir o eco da própria voz quando se grita em um lugar aberto.
(D)da luz propagando-se pelo ar conseguir atravessar a fronteira ar-água e passar a propagar-se pela água de uma piscina.
(E)dos sinais de duas emissoras com frequências parecidas se misturarem, reduzindo a nitidez do som.

Gabarito — UEA 2018 · CG (resolução Método TEF)

(A)
Resolução comentada

Difração: é significativa quando o comprimento de onda é comparável à abertura. O som da voz tem $\lambda$ da ordem de metros, parecido com a largura de uma porta, e contorna o batente; a luz tem $\lambda\sim10^{-7}\text{ m}$ e praticamente não difrata — por isso se ouve sem ver.

As demais: arco-íris (refração com dispersão), eco (reflexão), luz entrando na água (refração), sinais misturados (interferência).

Resposta: (A)

Q69
Óptica — Reflexão e Espelhos — Espelhos Esféricos

Ao parar na entrada de um supermercado uma criança vê um espelho esférico a 6 m de si, preso em uma parede. Olhando para esse espelho, vê sua própria imagem direita e menor do que ela própria. Considerando que a altura da criança seja onze vezes a altura da imagem que ela vê de si mesma, é correto afirmar que o espelho visto pela criança é

(A)côncavo e sua distância focal é 0,6 m.
(B)convexo e sua distância focal é −0,3 m.
(C)convexo e sua distância focal é −0,6 m.
(D)côncavo e sua distância focal é 1,2 m.
(E)convexo e sua distância focal é −1,2 m.

Gabarito — UEA 2018 · CG (resolução Método TEF)

(C)
Resolução comentada

Tipo de espelho: para objeto real, só o espelho convexo forma imagem direita e menor (virtual). Descartam-se A e D.

Aumento: $A=\dfrac{i}{o}=\dfrac{1}{11}=-\dfrac{p'}{p}\Rightarrow p'=-\dfrac{6}{11}\text{ m}$.

Gauss: $\dfrac1f=\dfrac1p+\dfrac1{p'}=\dfrac16-\dfrac{11}{6}=-\dfrac{10}{6}\Rightarrow f=-0{,}6\text{ m}$.

(Equivalente: $A=\dfrac{f}{f-p}\Rightarrow\dfrac1{11}=\dfrac{f}{f-6}\Rightarrow f=-0{,}6\text{ m}$.) Resposta: (C)

Q70
Eletricidade — Eletrostática — Lei de Coulomb

Considere duas esferas idênticas A e B, isoladas, eletrizadas com cargas $q_A=10\,\mu\text{C}$ e $q_B=-2\,\mu\text{C}$, fixas e separadas por uma distância d. Nessa situação, a força de atração entre elas tem intensidade igual a $F_1$.

Esferas A e B separadas por d, com força de atração F1.

Essas esferas são colocadas em contato e imediatamente separadas. Agora com cargas $q'_A$ e $q'_B$, estão fixas a uma distância 2d uma da outra e repelem-se com uma força de intensidade igual a $F_2$.

Esferas A e B após o contato, separadas por 2d, com força de repulsão F2.

Nessas condições, a razão $\dfrac{F_2}{F_1}$ é igual a

(A)0,8.
(B)0,4.
(C)0,6.
(D)0,5.
(E)0,2.

Gabarito — UEA 2018 · CG (resolução Método TEF)

(E)
Resolução comentada

Contato entre esferas idênticas: a carga total se divide igualmente: $q'=\dfrac{10+(-2)}{2}=4\,\mu\text{C}$ em cada.

Coulomb:
$F_1=\dfrac{k\cdot10\cdot2}{d^2}=\dfrac{20k}{d^2}$ (em unidades de $\mu\text{C}^2$)
$F_2=\dfrac{k\cdot4\cdot4}{(2d)^2}=\dfrac{16k}{4d^2}=\dfrac{4k}{d^2}$

$\dfrac{F_2}{F_1}=\dfrac{4}{20}=0{,}2$. Esquecer que a distância dobrou daria $16/20=0{,}8$ (A). Resposta: (E)

Q71
Eletricidade — Eletrodinâmica — Associação de Resistores

Um circuito elétrico foi montado com uma bateria ideal de força eletromotriz $E=12\text{ V}$, três resistores ôhmicos de resistências 4 Ω, 6 Ω e 7,6 Ω e com um amperímetro de resistência desprezível, conforme mostra a figura. Os fios de ligação e as conexões utilizadas são ideais.

Circuito elétrico com bateria, amperímetro e resistores de 4 ohms, 6 ohms e 7,6 ohms.

Nessas condições, o amperímetro indicará

(A)0,6 A.
(B)1,2 A.
(C)1,4 A.
(D)0,8 A.
(E)1,0 A.

Gabarito — UEA 2018 · CG (resolução Método TEF)

(B)
Resolução comentada

Resistência equivalente: os resistores de 4 Ω e 6 Ω estão em paralelo e esse conjunto está em série com o de 7,6 Ω.

$R_{4\parallel6}=\dfrac{4\cdot6}{4+6}=2{,}4\,\Omega\qquad R_{eq}=2{,}4+7{,}6=10\,\Omega$

Com o amperímetro no ramo principal: $i=\dfrac{E}{R_{eq}}=\dfrac{12}{10}=1{,}2\text{ A}$.

Resposta: (B)

Q72
Eletricidade — Eletrodinâmica — Energia Elétrica

Um automóvel percorreu um trecho de 4000 m de uma rodovia com velocidade média de 20 m/s. Nesse trecho, o motorista acionou os freios do veículo durante 10% do tempo gasto para percorrê-lo. Sempre que os freios foram acionados, as duas lâmpadas de sinalização do veículo acendiam com uma potência de 20 W cada uma, alimentadas pela bateria do veículo. Desprezando as perdas, a energia fornecida pela bateria para acender as duas lâmpadas nesse trecho foi igual a

(A)600 J.
(B)400 J.
(C)1000 J.
(D)800 J.
(E)1200 J.

Gabarito — UEA 2018 · CG (resolução Método TEF)

(D)
Resolução comentada

Tempo no trecho: $\Delta t=\dfrac{\Delta s}{v_m}=\dfrac{4000}{20}=200\text{ s}$. Freios acionados em 10% desse tempo: $20\text{ s}$.

Potência das lâmpadas: $2\cdot20=40\text{ W}$.

$E=P\cdot\Delta t=40\cdot20=800\text{ J}$. Com só uma lâmpada daria 400 J (B). Resposta: (D)

Q13
Física Geral — Grandezas e Unidades — Análise Dimensional

Pressão é uma grandeza escalar que no Sistema Internacional de Unidades é expressa na unidade pascal (Pa), que corresponde à pressão média exercida por uma força de 1 N de intensidade distribuída em 1 m² de área. Em função das unidades fundamentais metro (m), quilograma (kg) e segundo (s), a unidade de medida pascal pode ser corretamente expressa como

(A)$\text{m}^3\cdot\text{kg}\cdot\text{s}^{-2}$
(B)$\text{m}\cdot\text{kg}\cdot\text{s}^{-1}$
(C)$\text{m}^{-2}\cdot\text{kg}\cdot\text{s}^{-1}$
(D)$\text{m}^{-1}\cdot\text{kg}\cdot\text{s}^{-2}$
(E)$\text{m}\cdot\text{kg}^{-1}\cdot\text{s}^{2}$

Gabarito — UEA 2018 · CE (resolução Método TEF)

(D)
Resolução comentada

Definição de pressão: $p=\dfrac{F}{A}$, logo $1\text{ Pa}=\dfrac{1\text{ N}}{1\text{ m}^2}$.

Como $1\text{ N}=1\text{ kg}\cdot\text{m}\cdot\text{s}^{-2}$ (segunda lei de Newton, $F=ma$):
$\text{Pa}=\dfrac{\text{kg}\cdot\text{m}\cdot\text{s}^{-2}}{\text{m}^2}=\text{m}^{-1}\cdot\text{kg}\cdot\text{s}^{-2}$.

Resposta: (D)

Q14
Mecânica — Dinâmica — Lei de Hooke

Em uma mola ideal relaxada, fixa em uma haste horizontal, pendura-se um balde inicialmente vazio, fazendo com que, depois de atingido o equilíbrio, a mola esteja distendida de 5 cm (figura 1). Em seguida, coloca-se uma massa M de água no balde de modo que a mola se distenda um pouco mais até que, em uma nova situação de equilíbrio, ela esteja deformada de 30 cm (figura 2).

Mola ideal com balde vazio e balde com água, mostrando deformações de 5 cm e 30 cm.

Sabendo que $g=10\text{ m/s}^2$ e que a constante elástica da mola é 80 N/m, a massa M de água é igual a

(A)1,2 kg.
(B)1,8 kg.
(C)2,4 kg.
(D)1,4 kg.
(E)2,0 kg.

Gabarito — UEA 2018 · CE (resolução Método TEF)

(E)
Resolução comentada

Lei de Hooke no equilíbrio: a força elástica equilibra o peso pendurado. O balde vazio já produz 5 cm; a água é responsável apenas pelo acréscimo de deformação.

$\Delta x=30-5=25\text{ cm}=0{,}25\text{ m}$
$k\,\Delta x=Mg\Rightarrow 80\cdot0{,}25=M\cdot10\Rightarrow M=\dfrac{20}{10}=2{,}0\text{ kg}$.

Usar os 30 cm inteiros daria $80\cdot0{,}30/10=2{,}4\text{ kg}$ (alternativa C), mas isso inclui o peso do balde. Resposta: (E)

Q15
Mecânica — Cinemática — Movimento Circular Uniforme

Um trator movimenta-se sobre uma trajetória retilínea com velocidade constante. Os pneus traseiros desse trator têm 1,4 m de diâmetro e os dianteiros têm 0,8 m.

Trator com pneus traseiros de 1,4 m de diâmetro e dianteiros de 0,8 m.

Considerando que enquanto o trator se movimenta seus pneus não escorregam em relação ao solo, a razão $\dfrac{f_D}{f_T}$ entre a frequência de rotação dos pneus dianteiros ($f_D$) e a frequência de rotação dos pneus traseiros ($f_T$) é

(A)0,60.
(B)1,75.
(C)1,25.
(D)2,75.
(E)2,40.

Gabarito — UEA 2018 · CE (resolução Método TEF)

(B)
Resolução comentada

Rolamento sem escorregamento: todos os pneus avançam junto com o trator, então a velocidade linear de um ponto da periferia é a mesma para os dois pares: $v=2\pi R f=\pi D f$.

$\pi D_D f_D=\pi D_T f_T\Rightarrow\dfrac{f_D}{f_T}=\dfrac{D_T}{D_D}=\dfrac{1{,}4}{0{,}8}=1{,}75$.

A frequência é inversamente proporcional ao diâmetro: o pneu menor gira mais vezes. Resposta: (B)

Q16
Mecânica — Cinemática — Lançamento Oblíquo

Uma pequena esfera é lançada obliquamente do solo plano e horizontal. Na figura, essa esfera aparece representada em três pontos (A, B e C) de sua trajetória parabólica. Nos pontos A e B, a velocidade da esfera tem módulos $V_A$ e $V_B$, respectivamente, e, no ponto C, as componentes horizontal e vertical da velocidade da esfera têm módulos $V_{CX}=6\text{ m/s}$ e $V_{CY}=8\text{ m/s}$.

Trajetória parabólica com pontos A, B e C e vetores de velocidade indicados.

Sabendo que B é o ponto mais alto dessa trajetória, que em A e em C a esfera está na mesma altura em relação ao solo e desprezando a resistência do ar, é correto afirmar que

(A)$V_A=10\text{ m/s}$.
(B)$V_A=14\text{ m/s}$.
(C)$V_C=14\text{ m/s}$.
(D)$V_B=8\text{ m/s}$.
(E)$V_B=10\text{ m/s}$.

Gabarito — UEA 2018 · CE (resolução Método TEF)

(A)
Resolução comentada

Em C: $V_C=\sqrt{V_{CX}^2+V_{CY}^2}=\sqrt{6^2+8^2}=10\text{ m/s}$ (e não $6+8=14$).

Simetria / conservação de energia: sem resistência do ar, pontos na mesma altura têm velocidades de mesmo módulo, logo $V_A=V_C=10\text{ m/s}$.

Em B (ponto mais alto): a componente vertical é nula e a horizontal é constante, então $V_B=V_X=6\text{ m/s}$ — descartando D e E.

Resposta: (A)

Q17
Mecânica — Hidrostática — Princípio de Pascal

A figura representa um elevador hidráulico utilizado em postos de combustíveis. Seu funcionamento, baseado no Princípio de Pascal, permite que uma força de intensidade $F_1$ exercida no êmbolo 1 tenha sua intensidade aumentada, de maneira que uma força $F_2$, atuando em um êmbolo 2, movimente verticalmente um veículo.

Elevador hidráulico com êmbolos 1 e 2 e forças F1 e F2.

Considere que se pretenda manter em repouso um veículo de massa 1000 kg colocado sobre o êmbolo 2, aplicando uma força de intensidade 100 N sobre o êmbolo 1, e que $A_1$ e $A_2$ sejam as áreas das secções transversais dos êmbolos 1 e 2, respectivamente.

Desconsiderando as massas dos êmbolos e adotando $g=10\text{ m/s}^2$, para que se atinja o objetivo pretendido, a razão $\dfrac{A_2}{A_1}$ deve ser

(A)1000.
(B)200.
(C)10.
(D)10000.
(E)100.

Gabarito — UEA 2018 · CE (resolução Método TEF)

(E)
Resolução comentada

Princípio de Pascal: o acréscimo de pressão se transmite integralmente, então $\dfrac{F_1}{A_1}=\dfrac{F_2}{A_2}\Rightarrow\dfrac{A_2}{A_1}=\dfrac{F_2}{F_1}$.

Para manter o carro em repouso, $F_2=mg=1000\cdot10=10\,000\text{ N}$.
$\dfrac{A_2}{A_1}=\dfrac{10\,000}{100}=100$.

Quem usa 1000 kg como se fosse força obtém 10 (alternativa C). Resposta: (E)

Q18
Termologia — Termodinâmica — Primeira Lei da Termodinâmica

Um gás ideal encontra-se inicialmente no estado termodinâmico A e pode ser levado ao estado final C sofrendo duas transformações diferentes, ABC e ADC. No gráfico da pressão exercida por esse gás em função do volume ocupado por ele estão representadas essas duas transformações.

Diagrama pressão por volume com as transformações ABC e ADC.

Considerando o trabalho realizado pelas forças de pressão exercidas por esse gás, a quantidade de calor trocada por ele e a variação de sua energia interna, é correto afirmar que

(A)o gás cede calor tanto na transformação ABC como na transformação ADC.
(B)a variação de energia interna do gás na transformação ABC é maior do que a variação de energia interna do gás na transformação ADC.
(C)o gás absorve calor na transformação ABC e o gás cede calor na transformação ADC.
(D)o trabalho realizado na transformação ABC é maior do que o trabalho realizado na transformação ADC.
(E)o trabalho realizado na transformação ABC é igual ao trabalho realizado na transformação ADC.

Gabarito — UEA 2018 · CE (resolução Método TEF)

(D)
Resolução comentada

Energia interna é função de estado: os dois caminhos começam em A e terminam em C, logo $\Delta U_{ABC}=\Delta U_{ADC}$ — alternativa B é falsa.

Trabalho depende do caminho: no diagrama $p\times V$, $W$ é numericamente igual à área sob a curva. No caminho ABC, a variação de volume acontece sob pressão maior do que no caminho ADC, então a área sob ABC é maior: $W_{ABC}\gt W_{ADC}$ — o que descarta E e confirma D.

Pela primeira lei, $Q=\Delta U+W$: com o mesmo $\Delta U$ e trabalhos diferentes, os calores também diferem, mas não é possível afirmar A ou C com segurança.

Resposta: (D)

Q19
Termologia — Calorimetria — Equilíbrio Térmico

No interior de um calorímetro de capacidade térmica desprezível foram colocados dois líquidos, A e B, inicialmente a temperaturas diferentes. Após a troca de calor apenas entre eles, o equilíbrio térmico foi atingido. Sabendo que a massa do líquido A é quatro vezes a massa do líquido B e que o calor específico do líquido A é o dobro do calor específico do líquido B, a razão $\dfrac{\Delta\theta_B}{\Delta\theta_A}$, entre a variação de temperatura de B e a variação de temperatura de A, nesse processo, é igual a

(A)−4.
(B)−8.
(C)8.
(D)−6.
(E)6.

Gabarito — UEA 2018 · CE (resolução Método TEF)

(B)
Resolução comentada

Sistema isolado: $Q_A+Q_B=0\Rightarrow m_Ac_A\Delta\theta_A=-m_Bc_B\Delta\theta_B$.

Com $m_A=4m_B$ e $c_A=2c_B$:
$4m_B\cdot2c_B\cdot\Delta\theta_A=-m_Bc_B\Delta\theta_B\Rightarrow\dfrac{\Delta\theta_B}{\Delta\theta_A}=-8$.

O sinal negativo indica que as variações têm sentidos opostos (um aquece, o outro esfria); por isso 8 (C) está errado. Resposta: (B)

Q20
Ondulatória — Acústica — Efeito Doppler

Um carro de polícia desloca-se no sentido indicado na figura por uma rua retilínea, com a sirene ligada. Parados na calçada, dois observadores, 1 e 2, veem a passagem do carro, conforme mostra a figura.

Carro de polícia em movimento entre os observadores 1 e 2, com representação das ondas sonoras.

É correto afirmar que o som da sirene percebido

(A)pelo observador 1 é mais agudo do que o som percebido pelo observador 2.
(B)pelo motorista do carro e pelos observadores 1 e 2 têm mesma altura.
(C)pelo observador 1 é mais agudo do que o som percebido pelo motorista do carro.
(D)pelo observador 2 tem a mesma frequência do som percebido pelo observador 1.
(E)pelo observador 2 tem frequência maior do que a do som percebido pelo motorista do carro.

Gabarito — UEA 2018 · CE (resolução Método TEF)

(E)
Resolução comentada

Efeito Doppler (fonte móvel, observador parado): à frente da fonte as frentes de onda ficam comprimidas (menor $\lambda$, maior $f$, som mais agudo); atrás, espaçadas (menor $f$, mais grave). O motorista move-se junto com a sirene e ouve a frequência emitida $f_0$.

Na figura, o carro se aproxima do observador 2 e se afasta do observador 1. Assim, $f_1\lt f_0\lt f_2$.

Portanto o observador 2 ouve frequência maior que a do motorista. A e C invertem a situação; B e D ignoram o efeito. Resposta: (E)

Q21
Óptica — Reflexão e Espelhos — Espelhos Planos

Um objeto real triangular, ABC, é colocado em repouso diante de um espelho plano E, conforme mostra a figura.

Objeto triangular ABC diante de um espelho plano E inclinado de 45 graus.

A imagem A’B’C’ desse objeto, conjugada por esse espelho, está corretamente representada por

(A)
Alternativa A da questão 21.
(B)
Alternativa B da questão 21.
(C)
Alternativa C da questão 21.
(D)
Alternativa D da questão 21.
(E)
Alternativa E da questão 21.

Gabarito — UEA 2018 · CE (resolução Método TEF)

(A)
Resolução comentada

Em um espelho plano, cada vértice da imagem fica simétrico ao vértice correspondente do objeto em relação ao plano do espelho. Como o espelho está inclinado de $45^\circ$, o segmento horizontal $AB$ origina o segmento vertical $A'B'$, e o segmento vertical $AC$ origina o segmento horizontal $A'C'.

A única alternativa que preserva simultaneamente essas posições relativas é (A).

Resposta: (A)

Q22
Eletricidade — Eletrostática — Campo Elétrico

Duas cargas puntiformes, $q_1>0$ e $q_2\lt 0$, estão fixas nas posições indicadas na figura e o ponto P está, simultaneamente, dentro dos campos elétricos criados por elas.

Cargas puntiformes q1 e q2 e ponto P equidistante das duas cargas.

Sabendo que P é equidistante das duas cargas e que $|q_1|>|q_2|$, o campo elétrico em P, resultante da adição dos campos criados por essas cargas individualmente, está corretamente representado por

(A)
Alternativa A da questão 22.
(B)
Alternativa B da questão 22.
(C)
Alternativa C da questão 22.
(D)
Alternativa D da questão 22.
(E)
Alternativa E da questão 22.

Gabarito — UEA 2018 · CE (resolução Método TEF)

(E)
Resolução comentada

No ponto P, o campo criado por $q_1>0$ aponta para longe de $q_1$, portanto para a direita e para baixo. O campo criado por $q_2<0$ aponta em direção a $q_2$, portanto para a direita e para cima.

Como P é equidistante das cargas e $|q_1|>|q_2|$, temos $E_1>E_2$. As componentes horizontais somam-se para a direita, enquanto a componente vertical resultante aponta para baixo. Logo, o campo resultante aponta para a direita e para baixo, como na alternativa (E).

Resposta: (E)

Q23
Eletricidade — Eletrodinâmica — Associação de Resistores

Um circuito é composto por três resistores ôhmicos de 9 Ω cada um, um gerador ideal de 18 V e um amperímetro de resistência elétrica desprezível, conforme mostra a figura. A resistência elétrica dos fios utilizados para essa montagem também pode ser considerada desprezível.

Circuito com três resistores de 9 ohms, gerador de 18 V e amperímetro.

Nessas condições, a indicação do amperímetro será

(A)2 A.
(B)1 A.
(C)4 A.
(D)3 A.
(E)nula.

Gabarito — UEA 2018 · CE (resolução Método TEF)

(C)
Resolução comentada

Redesenhando o circuito: como os fios e o amperímetro têm resistência desprezível, os pontos ligados por eles têm o mesmo potencial. Assim, cada resistor de 9 Ω fica ligado diretamente aos terminais do gerador: os três estão em paralelo, todos sob 18 V.

Corrente em cada resistor: $i=\dfrac{U}{R}=\dfrac{18}{9}=2\text{ A}$.

Pela figura, o amperímetro está no trecho de fio por onde passam as correntes de dois dos resistores antes de voltarem ao gerador: $i_A=2+2=4\text{ A}$. (A corrente total seria 6 A.)

Resposta: (C)

Q24
Eletricidade — Eletrodinâmica — Energia Elétrica

Com a proibição da venda de lâmpadas incandescentes no Brasil e com a finalidade de economizar energia elétrica, uma pessoa substituiu duas lâmpadas incandescentes de 100 W utilizadas em sua casa por duas lâmpadas fluorescentes compactas de 20 W.

Comparação entre lâmpada incandescente de 100 W e fluorescente compacta de 20 W.

Considerando que essas duas lâmpadas fluorescentes fiquem acesas durante cinco horas por dia, em média, essa troca propiciará uma economia de energia elétrica, em um mês de 30 dias, igual a

(A)8 kW·h.
(B)6 kW·h.
(C)12 kW·h.
(D)3 kW·h.
(E)24 kW·h.

Gabarito — UEA 2018 · CE (resolução Método TEF)

(E)
Resolução comentada

Potência economizada: cada troca poupa $100-20=80\text{ W}$; com duas lâmpadas, $\Delta P=160\text{ W}=0{,}16\text{ kW}$.

Tempo de uso no mês: $\Delta t=5\text{ h/dia}\times30\text{ dias}=150\text{ h}$.

$E=\Delta P\cdot\Delta t=0{,}16\cdot150=24\text{ kW·h}$.

Considerando só uma lâmpada, o resultado seria 12 kW·h (C). Resposta: (E)

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