Provas Anteriores | UEFS 2016.1 | Prof. Ricardo Bastos

Q16

Física Geral — Grandezas Vetoriais — Operacoes Com Vetores

Grandezas vetoriais são frequentemente expressas em termos de vetores unitários que são os que não possuem dimensão, mas têm módulo igual a $+1$ e são utilizados para especificar uma determinada direção e sentido, não tendo nenhum outro significado físico.

Considerando-se os três vetores velocidades: $\vec V_1=(2\vec i+4\vec j)\text{ m/s}$, $\vec V_2=(-3\vec i-4\vec j)\text{ m/s}$ e $\vec V_3=(\vec i+\vec j)\text{ m/s}$, então o vetor $\vec V=2\vec V_1-\vec V_2+\vec V_3$ tem módulo, em $\text{m/s}$, de, aproximadamente,

(A)$14{,}5$

(B)$14{,}7$

(C)$14{,}9$

(D)$15{,}1$

(E)$15{,}3$

Gabarito definitivo — UEFS 2016.1

E

Resolução comentada · INVESTIGAR · CONHECER · SIMULAR

Estratégia: calcular separadamente as componentes cartesianas.

$\vec V=2(2,4)-(-3,-4)+(1,1)=(4,8)+(3,4)+(1,1)=(8,13)\text{ m/s}$.

Assim, $|\vec V|=\sqrt{8^2+13^2}=\sqrt{233}\approx15{,}3\text{ m/s}$.

Q17

Mecânica — Cinematica — Posicao Em Funcao Do Tempo

Pela experiência cotidiana, sabe-se que o movimento representa uma mudança contínua na posição de um corpo em relação a um dado referencial. A posição de uma partícula movendo-se ao longo do eixo $z$ varia no tempo, de acordo com a expressão $z(t)=5t^3-3t$, em que $z$ está em metros e $t$, em segundos.

Com base nessas informações, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas.

( ) O movimento da partícula é retilíneo e uniformemente acelerado.

( ) A partícula apresenta um movimento progressivo em toda sua trajetória.

( ) A velocidade média da partícula entre os instantes $t=1{,}0\text{ s}$ e $t=2{,}0\text{ s}$ é igual a $32{,}0\text{ m/s}$.

( ) Em $t=0\text{ s}$ e em, aproximadamente, $t=0{,}77\text{ s}$, a partícula passa pela origem da sua trajetória.

A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a

(A)F V V F

(B)F V F V

(C)F F V V

(D)V V F F

(E)V F F V

Gabarito definitivo — UEFS 2016.1

C

Resolução comentada · INVESTIGAR · CONHECER · SIMULAR

Estratégia: testar cada proposição pela lei horária dada, sem presumir aceleração constante.

Como $z=5t^3-3t$ contém termo cúbico, não é uma função quadrática do tempo: a aceleração não é constante. A primeira é falsa.

A posição diminui inicialmente: por exemplo, $z(0)=0$ e $z(0{,}1)=5(0{,}001)-0{,}3<0$; logo, o movimento não é sempre progressivo. A segunda é falsa.

$z(1)=2\text{ m}$ e $z(2)=34\text{ m}$; $v_m=(34-2)/(2-1)=32\text{ m/s}$. A terceira é verdadeira.

$z(t)=t(5t^2-3)=0$: os instantes não negativos são $t=0$ e $t=\sqrt{3/5}\approx0{,}775\text{ s}$. A quarta é verdadeira.

A sequência obtida é F–F–V–V.

Q18

Mecânica — Cinematica — Alcance Maximo Lancamento Obliquo

Em um planeta X, uma pessoa descobre que pode pular uma distância horizontal máxima de $20{,}0\text{ m}$ se sua velocidade escalar inicial for de $4{,}0\text{ m/s}$.

Nessas condições, a aceleração de queda livre no planeta X, em $10^{-1}\text{ m/s}^2$, é igual a

(A)$10{,}0$

(B)$8{,}0$

(C)$6{,}0$

(D)$4{,}0$

(E)$2{,}0$

Gabarito definitivo — UEFS 2016.1

B

Resolução comentada · INVESTIGAR · CONHECER · SIMULAR

Estratégia: para lançamento no mesmo nível, o alcance máximo ocorre em $45^\circ$.

$A_{max}=v_0^2/g$, portanto $g=4^2/20=0{,}8\text{ m/s}^2$.

Na unidade solicitada, $0{,}8\text{ m/s}^2=8{,}0\times10^{-1}\text{ m/s}^2$.

Q19

Mecânica — Dinamica — Blocos Em Planos Inclinados Com Atrito

Dois blocos, A e B, de massas, respectivamente, iguais a $10{,}0\text{ kg}$ e $30{,}0\text{ kg}$, são unidos por meio de um fio ideal, que passa por uma polia, sem atrito, conforme a figura.

Figura original da questão 19 da UEFS 2016.1

Considerando-se o módulo da aceleração da gravidade local igual a $10{,}0\text{ m/s}^2$, o coeficiente de atrito cinético entre os blocos e as superfícies de apoio igual a $0{,}2$, $\operatorname{sen}37^\circ=\cos53^\circ=0{,}6$ e $\operatorname{sen}53^\circ=\cos37^\circ=0{,}8$, é correto afirmar que o módulo da tração no fio que liga os dois blocos, em $\text{kN}$, é igual a

(A)$0{,}094$

(B)$0{,}096$

(C)$0{,}098$

(D)$0{,}102$

(E)$0{,}104$

Gabarito definitivo — UEFS 2016.1

D

Resolução comentada · INVESTIGAR · CONHECER · SIMULAR

Estratégia: verificar o sentido do movimento, calcular atritos e aplicar a segunda lei ao conjunto.

No bloco B (descida): componente motriz $P_{B,\parallel}=30\cdot10\cdot0{,}6=180\text{ N}$; atrito oposto $F_{at,B}=0{,}2\cdot30\cdot10\cdot0{,}8=48\text{ N}$.

No bloco A (subida): $P_{A,\parallel}=10\cdot10\cdot0{,}8=80\text{ N}$; $F_{at,A}=0{,}2\cdot10\cdot10\cdot0{,}6=12\text{ N}$.

Para os dois blocos, $180-48-80-12=(10+30)a$, resultando $a=1{,}0\text{ m/s}^2$.

Para A, $T-80-12=10\cdot1$, então $T=102\text{ N}=0{,}102\text{ kN}$.

Q20

Mecânica — Trabalho E Energia — Trabalho De Forca Variavel E Potencia

Considere uma partícula que se desloca sobre o eixo horizontal $x$ sob a ação de uma força horizontal que varia com a posição $x$ da partícula, de acordo com o gráfico representado. Sabe-se que o tempo gasto pela partícula para chegar à posição $x$ igual a $10{,}0\text{ m}$ é de $4{,}0\text{ s}$.

Figura original da questão 20 da UEFS 2016.1

Com base nessas informações, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas.

( ) A partícula realiza um movimento uniforme entre as posições $x=0\text{ m}$ e $x=4{,}0\text{ m}$.

( ) O trabalho realizado sobre a partícula entre as posições $x=4{,}0\text{ m}$ e $x=6{,}0\text{ m}$ é igual a $4{,}0\text{ kJ}$.

( ) A potência média necessária para a partícula se deslocar de $x=0\text{ m}$ até $x=10{,}0\text{ m}$ é igual a $4{,}0\text{ kW}$.

( ) No intervalo entre $x=6{,}0\text{ m}$ e $x=10{,}0\text{ m}$, a partícula desenvolveu uma velocidade constante de módulo igual a $4{,}0\text{ m/s}$.

A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a

(A)F V V F

(B)F F V V

(C)F V F V

(D)V F V V

(E)V V F F

Gabarito definitivo — UEFS 2016.1

A

Resolução comentada · INVESTIGAR · CONHECER · SIMULAR

Estratégia: usar o sinal e as áreas da força no gráfico.

De $0$ a $4\text{ m}$, há uma força resultante constante e não nula, portanto a velocidade não é constante. Primeira: falsa.

Entre $4$ e $6\text{ m}$, o triângulo tem base $2\text{ m}$ e altura $4\times10^3\text{ N}$: $W=4\text{ kJ}$. Segunda: verdadeira.

O trabalho de $0$ a $4\text{ m}$ vale $16\text{ kJ}$; de $4$ a $6\text{ m}$, $+4\text{ kJ}$; de $6$ a $10\text{ m}$, $-4\text{ kJ}$. Logo $W_{total}=16\text{ kJ}$ e $P_m=W_{total}/\Delta t=16/4=4\text{ kW}$. Terceira: verdadeira.

No trecho final, a força é variável e não nula na maior parte do intervalo. A velocidade não é constante. Quarta: falsa.

Q21

Mecânica — Energia Mecanica — Sistema Massa Mola

Um bloco de massa igual a $10{,}0\text{ kg}$ se encontra preso na extremidade de uma mola de constante elástica $k$ igual a $10{,}0\text{ N/cm}$, conforme a figura. O bloco é puxado para uma posição $x_0$ igual a $6{,}0\text{ cm}$ para a direita da posição de equilíbrio e, em seguida, é abandonado do repouso.

Figura original da questão 21 da UEFS 2016.1

Nessas condições, é correto afirmar que a velocidade do bloco, ao passar pela posição de equilíbrio, em $\text{m/s}$, é igual a

(A)$0{,}65$

(B)$0{,}60$

(C)$0{,}55$

(D)$0{,}50$

(E)$0{,}45$

Gabarito definitivo — UEFS 2016.1

B

Resolução comentada · INVESTIGAR · CONHECER · SIMULAR

Estratégia: a energia potencial elástica inicialmente armazenada converte-se em cinética.

$k=10\text{ N/cm}=1000\text{ N/m}$ e $x_0=0{,}060\text{ m}$.

$\frac12kx_0^2=\frac12mv^2\Rightarrow v=x_0\sqrt{k/m}=0{,}060\sqrt{1000/10}=0{,}60\text{ m/s}$.

Q22

Mecânica — Quantidade De Movimento — Colisao Unidimensional E Energia

O termo colisão representa um evento durante o qual duas partículas se aproximam e interagem por meio de forças que são consideradas como muito maiores que quaisquer forças externas presentes. Um bloco A, de massa igual a $0{,}4\text{ kg}$, inicialmente em repouso na horizontal, em uma superfície sem atrito, é atingido por um bloco B de $0{,}2\text{ kg}$ que se movimenta ao longo do eixo $x$ com uma velocidade de $2{,}0\text{ m/s}$. Após a colisão, o bloco B atinge uma velocidade de $0{,}4\text{ m/s}$ no sentido oposto ao inicial.

Com base nessas informações, é correto afirmar que a energia cinética perdida na colisão, em $\text{mJ}$, é igual a

(A)$104$

(B)$102$

(C)$100$

(D)$98$

(E)$96$

Gabarito definitivo — UEFS 2016.1

E

Resolução comentada · INVESTIGAR · CONHECER · SIMULAR

Estratégia: calcular a velocidade final de A pela conservação do momento linear e, depois, comparar energias.

$0{,}2\cdot2=0{,}4v_A+0{,}2(-0{,}4)$; assim $v_A=1{,}2\text{ m/s}$.

$K_i=\frac12\cdot0{,}2\cdot2^2=0{,}400\text{ J}$.

$K_f=\frac12\cdot0{,}4\cdot1{,}2^2+\frac12\cdot0{,}2\cdot0{,}4^2=0{,}304\text{ J}$.

A perda é $0{,}400-0{,}304=0{,}096\text{ J}=96\text{ mJ}$.

Q23

Mecânica — Gravitacao — Superposicao De Forcas Gravitacionais

A figura mostra a configuração de três corpos de massas $m_1$, $m_2$ e $m_3$, respectivamente, iguais a $4m$, $2m$ e $3m$, que se encontram localizados em três vértices de um quadrado de lado $a$.

Figura original da questão 23 da UEFS 2016.1

Com base nessas informações, é correto afirmar que a intensidade da força resultante sobre o corpo de massa $m_2$ em termos de $G$, constante da gravitação universal, $m$ e $a$, é igual a

(A)$\dfrac{10Gm^2}{a^2}$

(B)$\dfrac{8Gm^2}{a^2}$

(C)$\dfrac{6Gm^2}{a^2}$

(D)$\dfrac{4Gm^2}{a^2}$

(E)$\dfrac{2Gm^2}{a^2}$

Gabarito definitivo — UEFS 2016.1

A

Resolução comentada · INVESTIGAR · CONHECER · SIMULAR

Estratégia: cada massa atrai $m_2$ ao longo do segmento que une as massas; as duas atrações estão em direções perpendiculares.

A força de $m_1=4m$ sobre $m_2=2m$ é $F_{12}=8Gm^2/a^2$, para a esquerda.

A força de $m_3=3m$ sobre $m_2$ é $F_{32}=6Gm^2/a^2$, para baixo.

$F_R=\sqrt{8^2+6^2}\,Gm^2/a^2=10Gm^2/a^2$.

Q24

Mecânica — Hidrostatica — Flutuacao E Densidade

Um bloco cúbico de madeira com aresta igual a $20{,}0\text{ cm}$ flutua em um líquido de massa específica igual a $1{,}2\text{ g/cm}^3$. Um pequeno objeto de massa $m$ igual a $200{,}0\text{ g}$ é colocado sobre o bloco e o sistema fica em equilíbrio com o topo do bloco no nível da superfície do líquido.

Nessas condições, conclui-se que a densidade da madeira, em $\text{g/cm}^3$, é igual a

(A)$1{,}037$

(B)$1{,}042$

(C)$1{,}175$

(D)$1{,}213$

(E)$1{,}314$

Gabarito definitivo — UEFS 2016.1

C

Resolução comentada · INVESTIGAR · CONHECER · SIMULAR

Estratégia: volume de líquido deslocado é igual ao volume do bloco completamente submerso.

$V=(20)^3=8000\text{ cm}^3$, então a massa equivalente ao empuxo é $\rho_lV=1{,}2\cdot8000=9600\text{ g}$.

A massa da madeira é $9600-200=9400\text{ g}$; sua densidade é $\rho_m=9400/8000=1{,}175\text{ g/cm}^3$.

Q25

Ondulatória — Ondas Mecanicas — Pulso Transversal Em Corda

Considerando-se uma corda presa pelas suas duas extremidades e aplicando em uma delas um impulso mecânico que se transmite por toda a corda, é correto afirmar:

(A)A velocidade de propagação da onda na corda é inversamente proporcional à tração na corda.

(B)Como a perturbação é perpendicular à direção de propagação, a onda é dita transversal.

(C)A frequência de oscilação da corda é diretamente proporcional ao quadrado de sua massa.

(D)A onda estacionária que se propaga corresponde ao segundo harmônico.

(E)Apenas harmônicos ímpares podem se propagar através da corda.

Gabarito definitivo — UEFS 2016.1

B

Resolução comentada · INVESTIGAR · CONHECER · SIMULAR

Estratégia: identificar as características essenciais de ondas transversais em cordas.

Uma perturbação transversal oscila perpendicularmente ao sentido de propagação. A rapidez é $v=\sqrt{T/\mu}$ e cresce com a tração.

Uma corda com as duas pontas fixas admite todos os harmônicos inteiros positivos; uma onda estacionária não é um pulso propagante.

Q26

Termologia — Termodinamica — Trabalho Em Diagrama PV

Um fluido se expande do estado A para o estado B, como indicado no diagrama da figura.

Figura original da questão 26 da UEFS 2016.1

Analisando-se essas informações, é correto afirmar que o trabalho realizado nessa expansão, em $\text{kJ}$, é igual a

(A)$2{,}3$

(B)$2{,}2$

(C)$2{,}1$

(D)$2{,}0$

(E)$1{,}9$

Gabarito definitivo — UEFS 2016.1

C

Resolução comentada · INVESTIGAR · CONHECER · SIMULAR

Estratégia: decompor a área sob o gráfico $p\times V$ em retângulos e trapézio.

De $V=2$ até $4$ (em unidades de $10^{-4}\text{ m}^3$), $p=5\times10^6\text{ Pa}$, logo $W_1=5\cdot2\cdot10^2=1000\text{ J}$.

De $4$ a $6$, a pressão desce de $5$ a $2$, logo $W_2=(5+2)\cdot2/2\cdot10^2=700\text{ J}$.

De $6$ a $8$, $p=2$, logo $W_3=2\cdot2\cdot10^2=400\text{ J}$.

No total, $W=1000+700+400=2100\text{ J}=2{,}1\text{ kJ}$.

Q27

Óptica — Lentes — Equacao De Lentes Esfericas

O dispositivo ótico mais conhecido e amplamente utilizado, depois do espelho plano, é a lente. A lente mais simples possui duas superfícies esféricas suficientemente próximas, de modo que possa ser desprezada a sua espessura, e é chamada de lente delgada.

Considerando-se uma lente convergente de raio de curvatura igual a $40{,}0\text{ cm}$, é correto afirmar que a ampliação transversal obtida de um objeto localizado a uma distância de $15{,}0\text{ cm}$ da lente é igual a

(A)$4{,}0$

(B)$5{,}0$

(C)$6{,}0$

(D)$7{,}0$

(E)$8{,}0$

Gabarito definitivo — UEFS 2016.1

Anulada

Resolução comentada · INVESTIGAR · CONHECER · SIMULAR

Observação editorial: a banca anulou esta questão no gabarito definitivo.

O raio de curvatura, por si só, não determina a distância focal de uma lente: também importam o índice de refração e as curvaturas de suas duas faces.

Sem determinar a distância focal $f$, a ampliação $A=f/(f-p)$ não pode ser estabelecida univocamente. Não é correto selecionar uma única alternativa com os dados fornecidos.

Q28

Eletricidade — Eletrostatica — Superposicao Do Campo Eletrico

Uma carga $q_1=+16{,}0\text{ nC}$ está posicionada na origem, e uma segunda carga $q_2=-25{,}0\text{ nC}$ está colocada sobre o eixo $y$ a uma distância $a=-3{,}0\text{ m}$ da origem, conforme mostra a figura.

Figura original da questão 28 da UEFS 2016.1

Sabendo-se que a constante eletrostática do meio é igual a $9{,}0\cdot10^9\text{ N}\cdot\text{m}^2\cdot\text{C}^{-2}$, a intensidade do campo elétrico resultante no ponto P sobre o eixo $x$, em $b=4{,}0\text{ m}$, em $\text{N/C}$, é de, aproximadamente,

(A)$8{,}79$

(B)$7{,}52$

(C)$6{,}91$

(D)$5{,}69$

(E)$4{,}33$

Gabarito definitivo — UEFS 2016.1

D

Resolução comentada · INVESTIGAR · CONHECER · SIMULAR

Estratégia: calcular os campos produzidos pelas duas cargas e somar componentes vetoriais.

Em $P=(4,0)$, $q_1$ está a $4\text{ m}$: $E_1=9\times10^9\cdot16\times10^{-9}/16=9\text{ N/C}$ para a direita.

A carga negativa está em $(0,-3)$ e dista $5\text{ m}$ de P. Seu campo tem módulo $E_2=9\text{ N/C}$ e aponta para a carga, no sentido $(-4,-3)/5$.

Logo $E_x=9-9(4/5)=1{,}8\text{ N/C}$ e $E_y=-9(3/5)=-5{,}4\text{ N/C}$.

$E_R=\sqrt{1{,}8^2+5{,}4^2}=\sqrt{32{,}4}\approx5{,}69\text{ N/C}$.

Q29

Eletricidade — Eletrodinamica — Leis De Kirchhoff E Rendimento

Para um circuito elétrico incluindo vários percursos fechados, é necessária a aplicação de regras especiais para a sua resolução.

Com base nos conhecimentos sobre Eletrodinâmica, é correto afirmar:

(A)Quando se percorre um resistor no sentido da corrente elétrica, a ddp é negativa e, no sentido inverso, é positiva.

(B)No gerador, o rendimento elétrico é expresso pela razão entre a ddp que mantém em seus terminais e sua força eletromotriz.

(C)A potência máxima fornecida por um gerador corresponde a uma corrente de intensidade igual à intensidade da corrente de curto circuito.

(D)A segunda lei de Kirchhoff diz que, em um nó, a soma das intensidades das correntes elétricas que chegam é maior que a soma das intensidades das correntes que saem.

(E)A primeira lei de Kirchhoff estabelece que, ao se percorrer uma malha em determinado sentido, partindo-se e chegando-se ao mesmo ponto, a soma dos valores absolutos das ddp é sempre positiva.

Gabarito definitivo — UEFS 2016.1

B

Resolução comentada · INVESTIGAR · CONHECER · SIMULAR

Estratégia: distinguir as leis dos nós, das malhas, a eficiência do gerador e as convenções algébricas de tensão.

Em um gerador real, a potência útil é $P_u=Ui$ e a potência total convertida em energia elétrica é $P_t=\varepsilon i$; logo $\eta=P_u/P_t=U/\varepsilon$.

Pela lei dos nós, a soma das correntes que entram equivale à das correntes que saem. Pela lei das malhas, a soma algébrica das diferenças de potencial é zero.

A corrente de máxima transferência de potência em gerador simples com resistência interna $r$ é $\varepsilon/(2r)$, e não a corrente de curto-circuito $\varepsilon/r$.

Cuidado, armadilha! A primeira proposição pode ser interpretada como a variação algébrica de potencial (queda de tensão), dependendo da definição de “ddp”. O gabarito definitivo aponta o rendimento como critério inequívoco; a redação da primeira proposição merece atenção editorial.

Q30

Eletromagnetismo — Inducao Magnetica — Lei De Lenz

Os ímãs, naturais ou artificiais, apresentam determinados fenômenos denominados de fenômenos magnéticos.

Sobre esses fenômenos, é correto afirmar:

(A)A Lei de Lenz estabelece que o sentido da corrente induzida é tal que se opõe à variação de fluxo magnético através de um circuito que a produziu.

(B)Os pontos da superfície terrestre que possuem inclinação magnética máxima pertencem a uma linha chamada Equador Magnético.

(C)Sob a ação exclusiva de um campo magnético, o movimento de uma carga elétrica é retilíneo e uniformemente acelerado.

(D)Nas regiões em que as linhas de indução estão mais próximas, o campo magnético é menos intenso.

(E)As linhas de indução são, em cada ponto, perpendiculares ao vetor indução magnética.

Gabarito definitivo — UEFS 2016.1

A

Resolução comentada · INVESTIGAR · CONHECER · SIMULAR

Estratégia: interpretar o princípio de oposição à variação do fluxo e verificar as demais propriedades do campo magnético.

Pela lei de Lenz, a corrente induzida cria um campo que se opõe à variação do fluxo magnético que a originou.

A inclinação magnética é máxima perto dos polos, e não do equador. Uma força magnética não altera a energia cinética da carga, e o campo é mais intenso onde as linhas são mais densas.

Em cada ponto as linhas do campo são tangentes, e não perpendiculares, ao vetor $\vec B$.

UEFS 2016.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova