Processo Seletivo Contínuo — PSC 2026 · 3ª Etapa · Prova de Conhecimentos Gerais · Prova de Física (Q43-48) — resolução comentada Método TEF.
Dados da prova
Nas questões de Física, quando necessário, utilize os dados fornecidos no próprio enunciado.
Banca: COMPEC/UFAM
Q43
Ondulatória — Ondas Eletromagnéticas — Natureza e Propriedades
Considere as afirmativas a seguir sobre a geração e propriedades das ondas eletromagnéticas:
I. Elétrons em movimento vibratório podem fazer surgir ondas de rádio e ondas de luz.
II. Ondas de rádio e ondas de luz são ondas eletromagnéticas.
III. Ondas de luz são ondas eletromagnéticas e ondas de rádio são mecânicas.
IV. Apenas as ondas eletromagnéticas podem se propagar no vácuo.
Após sua análise, marque a alternativa CORRETA:
(A)Todas as afirmativas são verdadeiras.
(B)Somente as afirmativas II, III e IV são verdadeiras.
(C)Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.
(D)Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras.
(E)Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras.
Gabarito Método TEF — PSC 2026 (3ª Etapa) · conferir com o oficial COMPEC/UFAM
E
Resolução comentada
Afirmativa I — VERDADEIRA. Ondas eletromagnéticas são geradas por cargas elétricas aceleradas. Elétrons que vibram em uma antena emitem ondas de rádio, e elétrons que vibram nos átomos emitem luz.
Afirmativa II — VERDADEIRA. As ondas de rádio e as ondas de luz fazem parte do espectro eletromagnético; só diferem na frequência e no comprimento de onda.
Afirmativa III — FALSA. As ondas de rádio também são eletromagnéticas, e não mecânicas. Elas também se propagam no vácuo; não se deve confundi-las com o som que sai de um aparelho de rádio, esse sim uma onda mecânica.
Afirmativa IV — VERDADEIRA. As ondas mecânicas (como o som) precisam de um meio material para se propagar. Só as ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo.
São verdadeiras I, II e IV.
Q44
Óptica — Lentes — Equação dos Fabricantes de Lentes
Uma lente esférica delgada, construída de um material com índice de refração $n$ está imersa no ar ($n_{ar} = 1{,}0$). A lente tem distância focal $f$ e suas superfícies esféricas têm raios de curvatura R1 e R2. Esses parâmetros obedecem a uma relação, conhecida como “equação dos fabricantes”, expressa por:
Uma lente biconvexa é fabricada com raios de curvatura iguais (R1 = R2 = R), distância focal $f_o$ e índice de refração $n = 1{,}8$ como mostrado na Figura 1 desta questão. Essa lente é partida dando origem a duas lentes plano-convexas iguais de distância focal $f$ conforme indicado na Figura 2:
Dessa forma, podemos verificar que a relação entre as distâncias focais $f$ de cada uma das novas lentes em relação a $f_o$ é:
(A)$f = f_o$.
(B)$f = 2f_o$.
(C)$f = \dfrac{3}{2}f_o$
(D)$f = \dfrac{1}{2}f_o$
(E)$f = 5f_o$
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B
Resolução comentada
Aplicamos a equação dos fabricantes a cada lente. O índice $n = 1{,}8$ aparece como o mesmo fator $(n - 1) = 0{,}8$ nas duas e vai se cancelar.
Partida ao meio, cada lente plano-convexa converge menos e tem o dobro da distância focal da lente original.
Q45
Física Moderna — Quântica — Dualidade Onda-Partícula
No excerto abaixo, Richard Feynman, Prêmio Nobel de Física de 1965, ilustra os conhecimentos sobre a luz no início do século XX.
“Naquela época, a luz era uma onda nas segundas, quartas e sextas-feiras, e um conjunto de partículas nas terças, quintas e sábados. Sobrava o domingo para refletir sobre a questão!”
Fonte: QED - The Strange Theory of Light and Matter. Princeton University Press, 1985.
Considerando o comportamento dual da luz e a breve passagem de Feynman citada acima, analise as seguintes afirmações:
I. As “partículas” que Feynman menciona são os fótons.
II. A grandeza característica da onda que permite calcular a energia dessas “partículas” é sua frequência $f$, através da relação $E = h\,f$.
III. Uma experiência que destaca o comportamento ondulatório da luz é o efeito fotoelétrico.
IV. O caráter corpuscular da luz é evidenciado por experiências de interferência e de difração.
Assinale a alternativa CORRETA:
(A)Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras.
(B)Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
(C)Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.
(D)Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
(E)Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.
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D
Resolução comentada
Afirmativa I — VERDADEIRA. As “partículas” de luz a que Feynman se refere são os fótons, os quanta de radiação eletromagnética.
Afirmativa II — VERDADEIRA. A energia de um fóton é proporcional à frequência da onda associada: $E = h\,f$, com $h$ a constante de Planck.
Afirmativa III — FALSA. O efeito fotoelétrico é a evidência clássica do comportamento corpuscular da luz (fótons que arrancam elétrons), não do ondulatório.
Afirmativa IV — FALSA. Interferência e difração são fenômenos ondulatórios; elas evidenciam o caráter de onda, e não o corpuscular.
Somente I e II são verdadeiras.
Q46
Termologia — Calorimetria — Calor Específico
O gráfico abaixo é uma representação esquemática do calor absorvido por unidade de massa ($Q/m$) em função da variação de temperatura $\Delta T$ para três substâncias: o ar ($c = 1{,}0\text{ kJ/kg}\cdot{}^\circ\text{C}$), o álcool ($c = 2{,}5\text{ kJ/kg}\cdot{}^\circ\text{C}$) e a água ($c = 4{,}2\text{ kJ/kg}\cdot{}^\circ\text{C}$). Os processos de absorção de calor acontecem sob pressão constante e o valor de $c$ informado acima refere-se ao calor específico de cada substância.
Dessa forma, é CORRETO afirmar que as linhas do gráfico identificadas como as substâncias A (linha preta contínua), B (linha preta tracejada) e C (linha cinza contínua) representam, respectivamente:
(A)ao ar, a água e o álcool.
(B)o ar, o álcool e a água.
(C)a água, o ar e o álcool.
(D)a água, o álcool e o ar.
(E)o álcool, a água e o ar.
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B
Resolução comentada
Para uma massa $m$ e uma variação de temperatura $\Delta T$, o calor sensível é $Q = m\,c\,\Delta T$. Dividindo pela massa:
\[\frac{Q}{m} = c\,\Delta T\]
Logo, no gráfico de $Q/m$ por $\Delta T$, cada reta passa pela origem e o coeficiente angular é o calor específico $c$. Quanto maior a inclinação, maior o calor específico.
Lendo o gráfico para $\Delta T = 10^\circ\text{C}$:
• Substância A (preta contínua): $Q/m \approx 10\text{ kJ/kg}$, logo $c \approx 1{,}0\text{ kJ/kg}\cdot{}^\circ\text{C}$ — o ar;
• Substância B (preta tracejada): $Q/m \approx 25\text{ kJ/kg}$, logo $c \approx 2{,}5\text{ kJ/kg}\cdot{}^\circ\text{C}$ — o álcool;
• Substância C (cinza contínua): $Q/m \approx 45\text{ kJ/kg}$, logo $c \approx 4{,}5\text{ kJ/kg}\cdot{}^\circ\text{C}$, o maior — a água ($4{,}2\text{ kJ/kg}\cdot{}^\circ\text{C}$).
Portanto, A, B e C representam, respectivamente, o ar, o álcool e a água.
Q47
Física Moderna — Física Nuclear — Emissões Radioativas
O urânio 238 (${}^{238}_{92}U$ - número de massa A = 238 e número atômico Z = 92) é conhecido, entre outros aspectos, pela sua radioatividade natural. Ele inicia um processo de transformações nucleares, gerando uma série de elementos intermediários, todos radioativos, até resultar no chumbo 206 (${}^{206}_{82}Pb$) que encerra o processo por ser estável. Essas transformações acontecem emitindo partículas $\alpha$ (núcleos de hélio, ${}^{4}_{2}He$) e partículas $\beta$ (a carga da partícula $\beta$ é a carga de um elétron). Nos decaimentos em que há emissão de partículas $\alpha$, o número de massa A é modificado, mantendo o número atômico inalterado. Quando ocorre a emissão de partículas $\beta$, o número atômico Z é modificado, mas A permanece o mesmo. Assim, podemos afirmar que em todo o processo foram emitidas:
(A)24 partículas $\alpha$ e 10 partículas $\beta$.
(B)32 partículas $\alpha$ e 10 partículas $\beta$.
(C)8 partículas $\alpha$ e 6 partículas $\beta$.
(D)16 partículas $\alpha$ e 8 partículas $\beta$.
(E)4 partículas $\alpha$ e 8 partículas $\beta$.
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C
Resolução comentada
Cada partícula $\alpha$ (${}^{4}_{2}He$) reduz $A$ em 4 e $Z$ em 2. Cada partícula $\beta$ (elétron, $\beta^-$) não altera $A$ e aumenta $Z$ em 1.
Número de massa (só as partículas $\alpha$ o alteram):
No processo todo, foram emitidas $8$ partículas $\alpha$ e $6$ partículas $\beta$.
Q48
Ondulatória — Ondas — Refração: Velocidade, Frequência e Comprimento de Onda
Um feixe laser de comprimento de onda $\lambda_o$, frequência $f_o$, que se propaga no ar com velocidade $c$, incide sobre uma superfície de um cristal de largura L. À medida que ele se propaga no cristal (direção $x$), o comprimento de onda da luz varia conforme indicado na figura abaixo.
A opção que melhor representa o comportamento da frequência $f$ e da velocidade $v$ do feixe de laser à medida que ele se propaga pelo cristal é:
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
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A
Resolução comentada
Quando a luz passa do ar para o cristal e depois volta ao ar, o que a fonte determina é a frequência: ela não muda ao longo de todo o percurso, $f = f_o$. O que muda com o meio são a velocidade e o comprimento de onda, ligados por
\[v = \lambda\,f\]
No ar, $v = c = \lambda_o\,f_o$. Dentro do cristal, o comprimento de onda diminui ($\lambda \lt \lambda_o$, como mostra o gráfico). Como $f$ é constante, a velocidade diminui na mesma proporção:
\[v = \lambda\,f \lt \lambda_o\,f_o = c\]
Isso é coerente com o índice de refração do cristal, $n = c/v \gt 1$. Na saída do cristal, $\lambda$ volta a $\lambda_o$ e $v$ volta a $c$.
O gráfico correto, portanto, tem a frequência $f$ constante (reta horizontal) e a velocidade $v$ com o mesmo formato do gráfico de $\lambda$: um “vale” na região de largura $L$.
