O caderno 004 reúne cursos de Exatas, Engenharias e áreas correlatas, conforme a capa oficial da prova.
Q61
Cinemática — Velocidade média
Um motorista faz uma viagem de carro por uma rodovia cuja velocidade máxima permitida é de $110\text{ km/h}$. Durante a viagem, o motorista repara que o velocímetro de seu carro está quebrado, o que impede que a velocidade do automóvel seja monitorada ao longo do percurso. Ao chegar a seu destino, o motorista percebe que levou $2{,}5\text{ h}$ para fazer a viagem. Sabendo que o caminho percorrido foi de $300\text{ km}$ e que a rodovia possui monitoramento de velocidade por toda sua extensão, o motorista
(A)receberá uma multa, pois a velocidade média do carro foi de $120\text{ km/h}$.
(B)receberá uma multa, pois a velocidade média do carro foi de $130\text{ km/h}$.
(C)não receberá uma multa, pois a velocidade média do carro foi de $110\text{ km/h}$.
(D)receberá uma multa, pois a velocidade média do carro foi de $150\text{ km/h}$.
(E)não receberá uma multa, pois a velocidade média do carro foi de $90\text{ km/h}$.
Resposta — UEA 2024 — CG
(A)
Resolução comentada
$v_m=\dfrac{300}{2{,}5}=120\text{ km/h}$.
Como a velocidade média já supera o limite de $110\text{ km/h}$, necessariamente houve instantes em que a velocidade também superou esse valor.
Alternativa correta: (A)
Q62
Estática — Tração em cordas e roldanas
De maneira criativa, uma mercearia utiliza cordas e roldanas para expor 3 peças de salame, de $400\text{ g}$ cada, conforme a figura. Sabendo que a aceleração da gravidade local vale $10\text{ m/s}^2$, os módulos das trações $T_1$, $T_2$ e $T_3$, nas cordas que sustentam as peças, são, respectivamente,
(A)$4\text{ N}, 4\text{ N}$ e $4\text{ N}$.
(B)$2\text{ N}, 1\text{ N}$ e $4\text{ N}$.
(C)$4\text{ N}, 2\text{ N}$ e $2\text{ N}$.
(D)$4\text{ N}, 4\text{ N}$ e $2\text{ N}$.
(E)$2\text{ N}, 4\text{ N}$ e $1\text{ N}$.
Resposta — UEA 2024 — CG
(A)
Resolução comentada
Cada salame tem peso $P=mg=0{,}4\cdot10=4\text{ N}$.
Nas três montagens há equilíbrio e as roldanas são ideais; a roldana fixa apenas muda a direção da tração. Assim, $T_1=T_2=T_3=4\text{ N}$.
Alternativa correta: (A)
Q63
Energia mecânica — Conservação
Uma criança constrói uma rampa para brincar com seu carrinho, conforme a figura. O carrinho é abandonado no início da rampa, com velocidade nula. Considerando uma condição em que não haja atrito ou nenhuma outra forma de dissipação de energia, o carrinho obterá sua maior velocidade no ponto
(A)5.
(B)3.
(C)4.
(D)1.
(E)2.
Resposta — UEA 2024 — CG
(B)
Resolução comentada
Sem dissipação, a energia mecânica se conserva. A velocidade é máxima no ponto de menor altura, pois ali a energia potencial gravitacional é mínima e a energia cinética é máxima.
Na figura, o ponto mais baixo é o ponto 3.
Alternativa correta: (B)
Q64
Gravitação — Órbitas elípticas
Um planeta é observado descrevendo uma órbita elíptica, conforme a figura. Sabe-se que um dos cinco pontos indicados na figura é o local onde se encontra a estrela que governa a órbita desse planeta. Sendo assim, essa estrela está sobre o ponto
(A)R.
(B)O.
(C)S.
(D)P.
(E)Q.
Resposta — UEA 2024 — CG
(D)
Resolução comentada
Pela 1ª Lei de Kepler, a estrela ocupa um dos focos da elipse, e não o centro geométrico nem um ponto externo.
Entre os pontos apresentados, $P$ coincide com um dos focos.
Alternativa correta: (D)
Q65
Termologia — Condução e convecção
Uma vaporeira de bambu é um utensílio de cozinha formado por peneiras empilhadas. O calor da chama do fogão é transferido através do material da panela para a água por ________. A água aquecida começa a vaporizar e, por ________, transporta calor para o interior da vaporeira.
As lacunas são preenchidas, respectivamente, por:
(A)condução – irradiação.
(B)convecção – condução.
(C)condução – convecção.
(D)convecção – irradiação.
(E)irradiação – condução.
Resposta — UEA 2024 — CG
(C)
Resolução comentada
No metal da panela, a transferência ocorre predominantemente por condução. O vapor aquecido se desloca, transportando energia pelo movimento do fluido: convecção.
Alternativa correta: (C)
Q66
Calorimetria — Calor sensível
Uma pessoa deixa uma garrafa com $500\text{ g}$ de água a $20\,^{\circ}\text{C}$ no congelador. Sabendo que o calor específico da água vale $1\text{ cal/(g}\cdot{}^{\circ}\text{C)}$ e que, a cada minuto, a água perde $250\text{ cal}$, o tempo máximo antes que a água comece a congelar a $0\,^{\circ}\text{C}$ é de
(A)10 minutos.
(B)50 minutos.
(C)40 minutos.
(D)30 minutos.
(E)20 minutos.
Resposta — UEA 2024 — CG
(C)
Resolução comentada
$Q=mc\Delta T=500\cdot1\cdot20=10000\text{ cal}$.
Como a perda é $250\text{ cal/min}$, $t=10000/250=40\text{ min}$.
Alternativa correta: (C)
Q67
Ondulatória — Frequência
Em seu barco, um pescador observa outra embarcação passar. Logo após, percebe que seu barco oscila para cima e para baixo 14 vezes durante 20 segundos. A frequência dessas ondas é de
Em um jogo semelhante ao bilhar, todas as bolas são condutoras e idênticas. Três bolas vermelhas estão inicialmente neutras e a bola branca possui carga de $16\,\mu\text{C}$. A bola branca toca diretamente uma bola vermelha de cada vez, e cada vermelha é retirada após o contato. A carga final da bola branca será de
(A)$2\,\mu\text{C}$
(B)$4\,\mu\text{C}$
(C)$8\,\mu\text{C}$
(D)$1\,\mu\text{C}$
(E)$0\,\mu\text{C}$
Resposta — UEA 2024 — CG
(A)
Resolução comentada
Em cada contato entre esferas condutoras idênticas, a carga total se divide igualmente.
$16\to8\to4\to2\,\mu\text{C}$.
Alternativa correta: (A)
Q69
Eletrostática — Campo e força elétrica
Uma pessoa eletriza negativamente uma bolinha de isopor e observa que ela cai verticalmente com tempo maior do que quando não estava eletrizada. O campo elétrico na região da superfície da Terra aponta para o sentido
(A)para cima.
(B)para a esquerda.
(C)para a direita.
(D)entrando no plano.
(E)para baixo.
Resposta — UEA 2024 — CG
(E)
Resolução comentada
Como a queda ficou mais lenta, existe uma força elétrica para cima, opondo-se ao peso.
Para uma carga negativa, $\vec F_e=q\vec E$ tem sentido oposto ao campo. Logo, se $\vec F_e$ é para cima, $\vec E$ aponta para baixo.
Alternativa correta: (E)
Q70
Eletrodinâmica — Associação em paralelo
Um aluno constrói o circuito representado na figura com uma fonte ideal de d.d.p. variável e cinco resistores. Todos suportam a mesma corrente máxima. O resistor que possivelmente queimará primeiro, caso a d.d.p. da fonte se torne muito elevada, será o
(A)$R_4$
(B)$R_5$
(C)$R_3$
(D)$R_2$
(E)$R_1$
Resposta — UEA 2024 — CG
(B)
Resolução comentada
Os cinco resistores estão em paralelo e recebem a mesma tensão. Portanto, $I=V/R$: quanto menor a resistência, maior a corrente.
Como $R_5=2\,\Omega$ é a menor resistência, ele atinge primeiro a corrente limite.
Alternativa correta: (B)
Q71
Magnetismo — Campo de um ímã
Uma criança coloca uma bússola nas posições simétricas 1, 2, 3 e 4 ao redor de um ímã de barra, em local onde o campo magnético da Terra é desprezível. As indicações possíveis estão representadas graficamente abaixo.
As alternativas gráficas (A–E) estão reproduzidas na figura acima.
Resposta — UEA 2024 — CG
(E)
Resolução comentada
Fora do ímã, as linhas de campo magnético saem do polo norte e entram no polo sul. A extremidade norte da bússola acompanha o sentido local de $\vec B$.
Nas posições 1, 2, 3 e 4, a sequência indicada corresponde à alternativa (E).
Alternativa correta: (E)
Q72
Física Moderna — Modelo de Bohr
Para ilustrar o modelo atômico de Bohr, um aluno representa o elétron do átomo de hidrogênio. Ele está inicialmente no nível $n=2$ e recebe um fóton de $2{,}86\text{ eV}$. Para qual nível deverá saltar?
(A)$n=3$
(B)$n=6$
(C)$n=5$
(D)$n=4$
(E)$n=1$
Resposta — UEA 2024 — CG
(C)
Resolução comentada
No nível $n=2$, $E_2=-3{,}40\text{ eV}$. Após absorver $2{,}86\text{ eV}$:
$$E_f=-3{,}40+2{,}86=-0{,}54\text{ eV}$$
Esse valor corresponde a $E_5\approx-0{,}54\text{ eV}$.
Alternativa correta: (C)
Q13
Cinemática — Velocidade média
Um aplicativo mostra uma viagem de Porto Velho a Manaus com distância estimada de $900\text{ km}$ e tempo de $12\text{ h }30\text{ min}$. A velocidade média estimada é de
(A)$72\text{ km/h}$
(B)$60\text{ km/h}$
(C)$98\text{ km/h}$
(D)$102\text{ km/h}$
(E)$86\text{ km/h}$
Resposta — UEA 2024 — CE
(A)
Resolução comentada
$12\text{ h }30\text{ min}=12{,}5\text{ h}$.
$$v_m=\frac{900}{12{,}5}=72\text{ km/h}$$
Alternativa correta: (A)
Q14
Dinâmica — Força resultante
Um copo de massa $0{,}3\text{ kg}$ desliza em linha reta sobre uma mesa ligeiramente inclinada, percorrendo $20\text{ cm}$ com velocidade constante. Enquanto o copo escorregava, a força resultante sobre ele era de
(A)$8\text{ N}$
(B)$2\text{ N}$
(C)$10\text{ N}$
(D)$0\text{ N}$
(E)$5\text{ N}$
Resposta — UEA 2024 — CE
(D)
Resolução comentada
Velocidade constante implica aceleração nula. Pela 2ª Lei de Newton, $F_{res}=ma=0$.
Alternativa correta: (D)
Q15
Gravitação — Campo gravitacional
A aceleração da gravidade na superfície de um planeta é $g=GM/R^2$. A razão $M/R^2$ da Terra é cerca de $2{,}5$ vezes maior que a de Marte. Sendo $g_T\approx10\text{ m/s}^2$, a aceleração da gravidade em Marte vale cerca de
(A)$2{,}5\text{ m/s}^2$
(B)$0{,}2\text{ m/s}^2$
(C)$4{,}0\text{ m/s}^2$
(D)$1{,}0\text{ m/s}^2$
(E)$8{,}0\text{ m/s}^2$
Resposta — UEA 2024 — CE
(C)
Resolução comentada
Como $g\propto M/R^2$, temos $g_T=2{,}5g_M$.
$$g_M=\frac{10}{2{,}5}=4{,}0\text{ m/s}^2$$
Alternativa correta: (C)
Q16
Gravitação — 2ª Lei de Kepler
Um relógio elíptico possui um ponteiro cujo eixo está em um dos focos da elipse. Baseando-se na 2ª Lei de Kepler, para marcar horas corretamente é necessário que
(A)as áreas varridas entre números consecutivos do lado direito sejam maiores que as do lado esquerdo.
(B)os caminhos percorridos entre números consecutivos do lado esquerdo sejam menores que os do lado direito.
(C)o ponteiro gire mais devagar quando estiver mais próximo dos números do lado esquerdo.
(D)os caminhos percorridos entre todos os números sejam iguais.
(E)as áreas varridas pelo ponteiro entre cada dois números consecutivos apresentem o mesmo tamanho.
Resposta — UEA 2024 — CE
(E)
Resolução comentada
Números consecutivos representam intervalos de tempo iguais. Pela 2ª Lei de Kepler, áreas iguais são varridas em tempos iguais.
Alternativa correta: (E)
Q17
Calorimetria — Capacidade térmica
Três lingotes de alumínio, aço e cobre possuem a mesma capacidade térmica $C$. As temperaturas inicial e final estão indicadas na figura. Sendo $|\Delta Q|=C|\Delta T|$, a relação correta é
Como $C$ é igual para os três: $|\Delta Q_{Cu}|>|\Delta Q_{Al}|>|\Delta Q_{aço}|$.
Alternativa correta: (B)
Q18
Calorimetria — Curva de resfriamento e mudança de fase
Alumínio líquido, inicialmente acima do ponto de fusão, resfria, solidifica-se e depois continua resfriando até próximo da temperatura ambiente. O gráfico que melhor representa a temperatura em função do calor perdido é:
As alternativas gráficas (A–E) estão reproduzidas na figura acima.
Resposta — UEA 2024 — CE
(E)
Resolução comentada
Primeiro a temperatura diminui no estado líquido; durante a solidificação há perda de calor latente com temperatura constante; depois a temperatura volta a diminuir no estado sólido.
Esse comportamento corresponde ao gráfico (E).
Alternativa correta: (E)
Q19
Ondulatória — Ondas mecânicas e eletromagnéticas
Duas crianças usam radiocomunicadores. O som da fala (1) chega ao microfone, é convertido em um sinal transmitido (2) e depois reconvertido em som (3). As ondas 1, 2 e 3 são, respectivamente,
(A)mecânica, eletromagnética e mecânica.
(B)mecânica, mecânica e mecânica.
(C)eletromagnética, mecânica e mecânica.
(D)eletromagnética, mecânica e eletromagnética.
(E)mecânica, mecânica e eletromagnética.
Resposta — UEA 2024 — CE
(A)
Resolução comentada
O som no ar é uma onda mecânica. O sinal de rádio é eletromagnético. O som emitido pelo alto-falante volta a ser mecânico.
Alternativa correta: (A)
Q20
Ondulatória — Frequência sonora
Em um motor de quatro cilindros e quatro tempos, ocorrem 2 explosões de combustível a cada revolução. Com o motor a $1500\text{ rpm}$, a frequência dos pulsos sonoros emitidos pelo escapamento é de
(A)$300\text{ Hz}$
(B)$50\text{ Hz}$
(C)$6000\text{ Hz}$
(D)$10\text{ Hz}$
(E)$500\text{ Hz}$
Resposta — UEA 2024 — CE
(B)
Resolução comentada
$1500\text{ rpm}=25\text{ rps}$. Como ocorrem 2 explosões por revolução:
$$f=2\cdot25=50\text{ Hz}$$
Alternativa correta: (B)
Q21
Energia — Usina hidrelétrica e rendimento
Durante um dia, $5{,}0\times10^{10}\text{ kg}$ de água passam por uma queda de $100\text{ m}$. Com $g=10\text{ m/s}^2$ e rendimento de $12\%$, a energia elétrica produzida é de
Sete gotículas foram registradas com cargas: $2e$, $-2e$, $-3{,}5e$, $-12e$, $1{,}3e$, $9e$ e $-1{,}7e$. Considerando apenas prótons, elétrons e nêutrons, houve erro ao registrar a carga de ao menos
(A)4 gotículas.
(B)3 gotículas.
(C)2 gotículas.
(D)6 gotículas.
(E)5 gotículas.
Resposta — UEA 2024 — CE
(B)
Resolução comentada
A carga líquida deve ser um múltiplo inteiro de $e$. São impossíveis $-3{,}5e$, $1{,}3e$ e $-1{,}7e$.
Logo, há erro em 3 registros.
Alternativa correta: (B)
Q23
Eletrodinâmica — Lei de Ohm
Uma lanterna utiliza uma lâmpada de $120\,\Omega$ que deve operar com corrente de $50\text{ mA}$. As pilhas fornecem $1{,}5\text{ V}$ cada e serão ligadas em série. O número necessário de pilhas é
(A)8.
(B)2.
(C)6.
(D)4.
(E)3.
Resposta — UEA 2024 — CE
(D)
Resolução comentada
$V=Ri=120\cdot0{,}050=6\text{ V}$.
Com pilhas de $1{,}5\text{ V}$ em série: $n=6/1{,}5=4$.
Alternativa correta: (D)
Q24
Capacitores — Associação em paralelo
Três capacitores de $5\,\mu\text{F}$, $10\,\mu\text{F}$ e $75\,\mu\text{F}$ são ligados em paralelo. A capacitância equivalente é