UNEB 2018.1 — Física com gabarito e resolução

Q16

Mecânica — Gravitação — Velocidade orbital de um satélite

O Telescópio Espacial Hubble terá um sucessor até 100 vezes melhor, pois foi projetado para ser o mais avançado telescópio jamais construído, James Webb promete descobertas e belas imagens. Esse telescópio está a 570,0km acima da superfície terrestre e revolucionou a maneira de o homem observar o Universo, pois representa o avanço mais significativo na astronomia desde o telescópio de Galileu. Com ele, é possível observar os planetas do Sistema Solar, estrelas e galáxias mais distantes. (FARIA, 2017).

Considerando-se o raio médio e a massa da Terra iguais a 6,4.10³km e 6,0.10²⁴kg, respectivamente, e a Constante da Gravitação Universal igual a 6,7.10⁻¹¹N.m²/kg², é correto afirmar que a velocidade com que o Hubble realiza sua órbita em torno da Terra, em 10³m/s, é, aproximadamente, igual a

01)

4,3

02)

5,7

03)

6,1

04)

7,6

05)

8,8

Gabarito.

Resolução comentada

O raio da órbita é r = 6,4·10³ + 570 = 6970 km ≈ 6,97·10⁶ m. A gravidade fornece a resultante centrípeta:

$$\frac{GMm}{r^2}=\frac{mv^2}{r}\ \Rightarrow\ v=\sqrt{\frac{GM}{r}}=\sqrt{\frac{6{,}7\times10^{-11}\cdot6{,}0\times10^{24}}{6{,}97\times10^{6}}}\approx7{,}6\times10^{3}\ \mathrm{m/s}$$

Alternativa 04.

Q17

Termologia — Calorimetria — Poder calorífico

O capim-elefante apresenta muitas vantagens como fonte de energia. Além do curto período de colheita e de não precisar de solos ricos em nutrientes, esse vegetal pode produzir energia térmica através da queima da biomassa, tal como pode produzir etanol celulósico, um biocombustível, gerado a partir da extração e da fermentação do açúcar da celulose. (LOPES, 2017).

Considerando-se o poder calórico médio desse espécime, com baixa umidade, é igual a 4300,0kcal/kg, a queima de 1,5ton dele produz uma energia, em 10⁹cal, igual a

01)

7,48

02)

6,45

03)

5,81

04)

4,25

05)

3,94

Gabarito.

Resolução comentada

1,5 ton = 1500 kg. Então:

$$E=1500\cdot4300=6{,}45\times10^{6}\ \mathrm{kcal}=6{,}45\times10^{9}\ \mathrm{cal}$$

Alternativa 02.

Q20

Mecânica — Energia — Energia cinética do conjunto bike-atleta

A resistência da fibra de carbono aumentou ao longo dos anos, e essa evolução serviu para o material ganhar a confiança dos ciclistas. A Audi Sport Racing BIKE (ASRB) é uma bicicleta de alto desempenho, pesando, aproximadamente, 5,4kg e feita quase que inteiramente de fibra de carbono.

Considerando-se um atleta de massa igual a 58,6kg pedalando uma ASRB a uma velocidade de 34,2km/h, é correto afirmar que o conjunto bike-atleta possui uma energia cinética, em kJ, igual a

01)

3,145

02)

2,888

03)

2,346

04)

1,930

05)

1,549

Gabarito.

Resolução comentada

Massa total: 5,4 + 58,6 = 64,0 kg. Velocidade: 34,2/3,6 = 9,5 m/s.

$$E_c=\frac{m v^2}{2}=\frac{64{,}0\cdot(9{,}5)^2}{2}=2888\ \mathrm{J}=2{,}888\ \mathrm{kJ}$$

Alternativa 02.

Q22

Óptica — Espelhos esféricos — Imagem em espelho convexo

A óptica estuda a luz e os fenômenos luminosos a partir de princípios básicos sobre a reflexão, a refração, a difração e a interação da luz com os objetos, explicando as causas dos defeitos da visão, a projeção de imagens, o funcionamento de espelhos e lentes, a estrutura do átomo, entre outros fenômenos físicos.

Considerando-se um objeto de tamanho igual a 8,0cm, colocado a 30,0cm de um espelho esférico convexo, de raio de curvatura igual a 20,0cm, é correto afirmar que a imagem formada desse objeto pelo espelho tem um tamanho, em cm, igual a

01)

0,3

02)

1,0

03)

2,0

04)

3,0

05)

4,0

Gabarito.

Resolução comentada

Espelho convexo: f = −R/2 = −10,0 cm. Com p = 30,0 cm:

$$\frac{1}{p\,\prime}=\frac{1}{f}-\frac{1}{p}=-\frac{1}{10}-\frac{1}{30}=-\frac{4}{30}\ \Rightarrow\ p\,\prime=-7{,}5\ \mathrm{cm}$$

$$A=-\frac{p\,\prime}{p}=\frac{7{,}5}{30}=0{,}25\ \Rightarrow\ i=0{,}25\cdot8{,}0=2{,}0\ \mathrm{cm}$$

Imagem virtual, direita e menor que o objeto.

Alternativa 03.

Q25

Ondulatória — Ondas — Equação fundamental da ondulatória

A radioatividade é bastante utilizada na medicina, através dos exames de raio-X, cuja radiação atravessa os tecidos com o objetivo de mostrar internamente o corpo humano, e sua faixa de frequência encontra-se entre 2,4.10¹⁶Hz e 5,0.10¹⁹Hz.

Considerando-se um raio-X de frequência 4,2.10¹⁶Hz propagando-se em um meio em que seu comprimento de onda é igual a 0,2nm, é correto afirmar que a velocidade de propagação nesse meio, em 10⁶m/s, é igual a

01)

8,4

02)

7,5

03)

6,8

04)

5,5

05)

4,0

Gabarito.

Resolução comentada

Com λ = 0,2 nm = 2·10⁻¹⁰ m:

$$v=\lambda f=2\times10^{-10}\cdot4{,}2\times10^{16}=8{,}4\times10^{6}\ \mathrm{m/s}$$

Alternativa 01.

Q30

Eletromagnetismo — Indução eletromagnética — Fluxo magnético e ímãs

O campo magnético terrestre tem origem em uma área próxima ao centro da Terra, entre 2,9km e 5,2km de profundidade, onde existe um fluido metálico constituído, principalmente, de ferro. Ele está em constante movimento, devido às variações de temperatura, à rotação da Terra e ao atrito com as partes sólidas. Essa movimentação estabelece uma corrente elétrica que gera o campo magnético terrestre.

Com base nos conhecimentos sobre Eletromagnetismo, é correto afirmar:

01)

As auroras boreal e austral são fenômenos associados ao magnetismo terrestre e formadas logo após os períodos de pequena atividade no Sol, as chamadas calmarias solares, sendo resultantes de uma fraca chuva de partículas subatômicas atraídas pelos polos elétricos e magnéticos da Terra.

02)

Faraday descobriu que um campo elétrico era gerado ao posicionar um ímã no interior de uma bobina de fio condutor e, que se movesse a bobina, obteria uma corrente elétrica contínua, efeito denominado de indução elétrica.

03)

A variação do fluxo de indução magnética em uma espira pode ser obtida variando-se a área da espira, a intensidade do campo magnético ou a inclinação da espira em relação às linhas de campo magnético que a atravessam.

04)

Os ímãs, sejam artificiais ou naturais, são materiais incapazes de se atrair ou repelir entre si, bem como de atrair ferro e outros metais magnéticos, tais como o níquel e o cobalto.

05)

Uma bússola sempre tende a orientar-se obliquamente ao campo magnético aplicado sobre ela, com o polo sul apontando no sentido do campo.

Gabarito.

Resolução comentada

• 01 (F): as auroras decorrem de partículas do vento solar, mais intensas em períodos de alta atividade solar.

• 02 (F): o movimento relativo ímã-bobina induz corrente que existe enquanto o fluxo varia (não é contínua).

• 03 (V): o fluxo é

$$\Phi=B\,A\cos\theta$$

e varia com B, com A ou com o ângulo θ.

• 04 (F): ímãs se atraem ou repelem e atraem ferro, níquel e cobalto.

• 05 (F): a bússola se alinha ao campo, com o polo norte da agulha apontando no sentido de B.

Alternativa 03.

Q32

Óptica — Óptica geométrica — Cor de um objeto

Com base nos conhecimentos sobre Óptica Geométrica, é correto afirmar:

01)

Um objeto é branco porque refrata toda a luz que incide sobre ele.

02)

A cor de um objeto resulta da cor da luz que esse objeto consegue refratar.

03)

A cor de um objeto resulta da cor da luz que esse objeto é capaz de refletir e depende do material de que é feito e da luz que o ilumina.

04)

Os objetos pretos refletem todas as cores, mas não refrata nenhuma, assim o preto é a combinação de todas as cores.

05)

O arco-íris forma-se quando um raio de luz branca reflete em uma gota de água, impedindo que sejam vistas todas as cores que o constituem.

Gabarito.

Resolução comentada

• 01 (F): um objeto branco reflete (difusamente) todas as cores, não as refrata.

• 02 (F): a cor percebida decorre da reflexão, não da refração.

• 03 (V): a cor depende da luz refletida, do material e da iluminação.

• 04 (F): objetos pretos absorvem quase toda a luz incidente.

• 05 (F): o arco-íris resulta de refração, reflexão e dispersão da luz na gota, que separa as cores.

Alternativa 03.

Q37

Hidrostática — Massa específica — Massa específica de uma mistura

A contaminação da água, do solo e do ar também é uma das causas da perda de biodiversidade. A poluição dos ambientes faz com que inúmeras espécies sejam extintas por falta de alimentos, dificuldade de acesso à água potável e ao surgimento de diversas doenças.

Considerando-se que 20,0 litros de água potável, de massa específica igual a 1,0g/cm³, sejam contaminada por 5,0 litros de uma substância química cuja massa específica é igual a 0,8g/cm³, é correto afirmar que a massa específica da mistura obtida, em g/cm³, é igual a

01)

0,96

02)

0,90

03)

0,87

04)

0,75

05)

0,70

Gabarito.

Resolução comentada

Com 1 L = 1000 cm³: m₁ = 1,0·20000 = 20000 g e m₂ = 0,8·5000 = 4000 g.

$$\mu=\frac{m_1+m_2}{V_1+V_2}=\frac{20000+4000}{25000}=0{,}96\ \mathrm{g/cm^3}$$

(admitindo volumes aditivos).

Alternativa 01.

UNEB · 2018.1 — Física com resolução

Dados da prova