O caderno 004 reúne cursos de Exatas, Engenharias e áreas correlatas.
Q61
Cinemática — Velocidade média
Nos anos 80 e 90, uma caneta esferográfica muito conhecida possuía em seu nome o apelo de que seria possível escrever o equivalente a vários quilômetros com a carga total da caneta.
(www.voceselembra.com)
Considerando que a velocidade média com que uma pessoa desliza a ponta de uma caneta sobre uma folha de papel enquanto escreve é de $1{,}05\text{ cm/s}$, o tempo total de utilização de uma dessas canetas, supondo que ela pudesse escrever o equivalente a $3{,}6\text{ km}$, seria de, aproximadamente,
Uma pessoa pressiona com a mão o centro de um livro que está apoiado sobre uma mesa, aplicando sobre o livro uma força $\vec{F}$, vertical e que aponta para baixo, como indica a figura.
A força de reação correspondente à força, $\vec{F}$, aplicada sobre o livro aponta
(A)para baixo e está aplicada na mão.
(B)para cima e está aplicada na mesa.
(C)para cima e está aplicada no livro.
(D)para baixo e está aplicada na mesa.
(E)para cima e está aplicada na mão.
Gabarito — UEA 2023 · CG
(E)
Resolução comentada
A mão exerce força $\vec{F}$ para baixo sobre o livro. Pelo princípio da ação e reação, o livro exerce sobre a mão uma força de mesmo módulo e sentido oposto.
Alternativa correta: (E)
Q63
Cinemática — Velocidade média
Na figura estão representadas uma vela, que acaba ser acesa, e uma estátua, a $16\text{ cm}$ da vela, ambas dispostas sobre uma mesa. Devido à iluminação da vela, forma-se uma sombra da estátua sobre a mesa, que se estende por $24\text{ cm}$ a partir de sua base. A estátua possui altura de $18\text{ cm}$ e a vela, no momento em que foi acesa, possuía $30\text{ cm}$ de altura. O fabricante da vela estima que ela derreta totalmente em 5 dias após ser acesa.
Considerando que a vela permaneça acesa até o seu completo derretimento e que obedeça à estimativa do fabricante, a velocidade média com que a vela derrete é de
(A)$2{,}5\times10^{-3}\text{ m/h}$
(B)$2{,}0\times10^{-3}\text{ m/h}$
(C)$2{,}0\times10^{-2}\text{ m/h}$
(D)$2{,}0\times10^{-1}\text{ m/h}$
(E)$2{,}5\times10^{-1}\text{ m/h}$
Gabarito — UEA 2023 · CG
(A)
Resolução comentada
$5\text{ dias}=120\text{ h}$ e $30\text{ cm}=0{,}30\text{ m}$.
Na figura estão representadas uma vela, que acaba ser acesa, e uma estátua, a $16\text{ cm}$ da vela, ambas dispostas sobre uma mesa. Devido à iluminação da vela, forma-se uma sombra da estátua sobre a mesa, que se estende por $24\text{ cm}$ a partir de sua base. A estátua possui altura de $18\text{ cm}$ e a vela, no momento em que foi acesa, possuía $30\text{ cm}$ de altura. O fabricante da vela estima que ela derreta totalmente em 5 dias após ser acesa.
Para que a sombra da estátua dobre de tamanho em relação ao momento em que a vela foi acesa, será necessário que se passe
(A)0,75 dia.
(B)0,25 dia.
(C)1,00 dia.
(D)0,50 dia.
(E)1,25 dia.
Gabarito — UEA 2023 · CG
(C)
Resolução comentada
Para sombra $s$, pela semelhança: $\dfrac{h}{16+s}=\dfrac{18}{s}$.
Se $s=48\text{ cm}$, então $h=24\text{ cm}$. A vela precisa perder $6\text{ cm}$. Como perde $30/5=6\text{ cm/dia}$, o tempo é 1 dia.
Alternativa correta: (C)
Q65
Gravitação — Terceira Lei de Kepler
Considere a representação do Sistema Solar, em que os planetas descrevem órbitas ao redor do Sol.
De acordo com a terceira lei de Kepler, $$\frac{T^2}{R^3} = k$$, em que $T$ e $R$ são, respectivamente, o período e o raio médio da órbita e $k$ é uma constante, um dos planetas do Sistema Solar que possui um ano com menos de 365 dias é
(A)Marte.
(B)Vênus.
(C)Saturno.
(D)Júpiter.
(E)Urano.
Gabarito — UEA 2023 · CG
(B)
Resolução comentada
Pela 3ª Lei de Kepler, planetas com menor raio orbital têm menor período. Entre as opções, apenas Vênus possui órbita interna à da Terra.
Alternativa correta: (B)
Q66
Energia — Usina hidrelétrica
Analise a figura que representa o esquema básico de determinada usina hidrelétrica, em que os tipos de energia envolvidos são somente potencial gravitacional, cinética e elétrica.
Das regiões destacadas na imagem, 1, 2, 3, 4 e 5, as únicas nas quais estão ocorrendo transformações de energia são as regiões de números
(A)3 e 4.
(B)2 e 4.
(C)2 e 3.
(D)1 e 3.
(E)4 e 5.
Gabarito — UEA 2023 · CG
(C)
Resolução comentada
Na região 2, a energia potencial gravitacional da água converte-se em energia cinética durante a queda. Na região 3, a energia cinética associada à turbina é convertida em energia elétrica pelo gerador.
Alternativa correta: (C)
Q67
Termologia — Dilatação térmica
Uma viola com cordas de aço foi perfeitamente afinada pelo violeiro em uma noite fria. Na tarde do dia seguinte, com uma temperatura mais elevada em relação à noite passada, o violeiro percebeu que todas as cordas de sua viola estavam desafinadas em tons de frequências mais altas. A constatação do violeiro decorre do fato de que, em temperaturas mais elevadas, as cordas da viola ficam mais tensionadas. Considerando que o restante dos componentes da viola é feito de uma madeira uniforme, que não há empenamento de nenhuma de suas partes e que a umidade manteve-se constante, verificou-se que
(A)as cordas da viola dilataram, já a madeira não, pois é um isolante térmico.
(B)a madeira dos componentes da viola, ao ser aquecida, diminui de tamanho.
(C)o coeficiente de dilatação térmica superficial do aço é maior do que o da madeira.
(D)o coeficiente de dilatação térmica linear da madeira é maior do que o do aço.
(E)as cordas da viola, ao serem aquecidas, tendem a diminuir de tamanho.
Gabarito — UEA 2023 · CG
(D)
Resolução comentada
Para que as cordas fiquem mais tensionadas com o aquecimento, a estrutura de madeira deve aumentar seu comprimento mais do que as cordas de aço. Logo, $\alpha_{madeira}>\alpha_{aço}$.
Alternativa correta: (D)
Q68
Termologia — Sensação térmica e condução
Uma pessoa retira da geladeira um pote de plástico com tampa metálica que havia sido guardado no dia anterior. Ao tocar a tampa, a pessoa deduz que esta esteja mais fria do que o pote. A dedução da pessoa em relação às temperaturas do pote e da tampa está
(A)incorreta, pois tanto o pote quanto a tampa estão à mesma temperatura.
(B)correta, pois os metais atingem temperaturas mais baixas do que os plásticos.
(C)incorreta, pois a tampa e o pote aquecem com a mesma velocidade.
(D)incorreta, pois os plásticos atingem temperaturas mais baixas que os metais.
(E)correta, pois, ao tocá-los, o pote aquece mais rápido do que a tampa.
Gabarito — UEA 2023 · CG
(A)
Resolução comentada
Após longo tempo na geladeira, tampa e pote atingem aproximadamente a mesma temperatura. O metal apenas parece mais frio porque conduz calor mais rapidamente da mão.
Alternativa correta: (A)
Q69
Ondulatória — Frequência
Sonorizadores, como o da imagem, são dispositivos utilizados para causar vibrações nos veículos que trafegam em rodovias, de forma a alertar os condutores de que há uma situação atípica à frente.
(www.mestresdotransito.com.br)
Um sonorizador, que foi construído em formato ondulado, possui uma distância de $20\text{ cm}$ entre duas saliências consecutivas, conforme ilustrado.
Se as rodas dianteiras de um veículo passarem, simultaneamente, por esse sonorizador com velocidade de $72\text{ km/h}$, a frequência das vibrações experimentada pelo condutor será de
(A)10 Hz.
(B)40 Hz.
(C)400 Hz.
(D)200 Hz.
(E)100 Hz.
Gabarito — UEA 2023 · CG
(E)
Resolução comentada
$72\text{ km/h}=20\text{ m/s}$ e $\lambda=0{,}20\text{ m}$.
Analise a figura que representa duas pequenas esferas e as linhas de campo elétrico produzidas por elas.
Em relação às cargas totais das esferas, conclui-se que
(A)possuem sinais opostos.
(B)uma delas pode ser nula.
(C)são necessariamente positivas.
(D)possuem o mesmo sinal.
(E)são necessariamente negativas.
Gabarito — UEA 2023 · CG
(D)
Resolução comentada
As linhas entre as esferas se afastam da região central e não conectam uma esfera à outra, padrão característico de cargas de mesmo sinal.
Alternativa correta: (D)
Q71
Eletricidade — Potência média
Um refrigerador foi instalado em uma mercearia e, em decorrência de sua utilização, o consumo mensal de energia da mercearia subiu de $300\text{ kWh}$ para $372\text{ kWh}$. Considerando que esse aumento ocorreu somente devido à utilização do refrigerador e que este ficou ligado durante os 30 dias do mês, a potência média do refrigerador é de
(A)150 W.
(B)50 W.
(C)250 W.
(D)200 W.
(E)100 W.
Gabarito — UEA 2023 · CG
(E)
Resolução comentada
$\Delta E=72\text{ kWh}$ e $\Delta t=30\cdot24=720\text{ h}$.
Para disparar o flash de uma câmera, é necessário que um capacitor, de $1{,}2 \times 10^{-4}\text{ F}$, ligado a esse flash, esteja carregado com uma carga de $6{,}0 \times 10^{-4}\text{ C}$. Sabendo que, ao carregar o capacitor, a bateria da câmera, considerada ideal, fica ligada diretamente a ele, a diferença de potencial fornecida pela bateria deve ser de, no mínimo,