Exame de Seleção para Mudança de Curso, Transferência Facultativa Interna, Transferência Facultativa Externa e Ingresso como Graduado — UECE 2011. A prova de conhecimentos gerais do caderno Ciências reúne 50 questões (Língua Portuguesa: 10; Matemática: 10; Ciências: 30). Neste acervo, apresentamos exclusivamente as 10 questões de Física (21 a 30).
Gabarito oficial definitivo da CEV, divulgado em 20/07/2011 (manteve integralmente o gabarito de 11/07/2011 para a prova de Ciências). Nesta edição, a Física ocupa as questões 21 a 30. Nenhuma questão de Ciências foi anulada. Na questão 21, o gabarito oficial é a alternativa C, que contraria a definição de empuxo; a resolução mostra o raciocínio físico e indica a divergência.
Q21
Mecânica — Hidrostática — Empuxo sobre bola de isopor
Uma bola de isopor colocada no fundo de uma piscina sobe até a superfície porque
A)a pressão no fundo da piscina é menor do que na superfície.
B)o isopor é mais leve do que a água.
C)o empuxo sobre a bola de isopor é maior do que o peso da água deslocada por ela.
D)o empuxo sobre a bola de isopor é maior do que o peso da bola.
Estratégia física: A bola, totalmente imersa, sofre o peso $P$ (para baixo) e o empuxo $E$ (para cima). Ela só sobe se a resultante for para cima, isto é, $E>P$.
1. Pelo princípio de Arquimedes, $E=\rho_{\text{água}}\,V\,g$ é, por definição, o peso da água deslocada pela bola. Dizer que o empuxo é "maior que o peso da água deslocada" contradiz essa igualdade.
2. O que compara o peso da bola com o da água deslocada é a densidade: $\rho_{\text{isopor}}<\rho_{\text{água}}$ implica $P
3. Quanto à pressão, ela é maior no fundo da piscina, e não menor. A diferença de pressão entre a face inferior e a superior é a origem do empuxo, mas por si só não é a explicação da subida.
Gabarito oficial: A CEV adotou a alternativa C, mantida no gabarito definitivo. Esta página mantém o gabarito oficial e registra aqui a divergência com a definição de empuxo.
Checagem física: Se o empuxo fosse maior que o peso da água deslocada, o princípio de Arquimedes seria falso. A comparação correta é entre $E$ e o peso da própria bola.
Cuidado, armadilha! Misturar "peso da bola" e "peso da água deslocada". Os dois só coincidem na flutuação em equilíbrio.
Q22
Eletricidade — Eletrodinâmica — Transformações de energia em eletrodomésticos
Em boa parte das residências existem vários aparelhos elétricos utilizados para o conforto das pessoas que nelas moram. Entre eles estão o ferro elétrico e o liquidificador. Ambos consomem energia elétrica e a transformam, respectivamente, em
Estratégia física: Identificar a forma de energia que cada aparelho entrega como efeito útil.
1. Ferro elétrico: uma resistência dissipa energia elétrica por efeito Joule e aquece a base. Efeito útil: energia térmica.
2. Liquidificador: um motor elétrico põe as lâminas em rotação. Efeito útil: energia mecânica (cinética de rotação).
Checagem física: Ambos têm perdas: o motor também esquenta e produz ruído, mas isso não é sua função principal. A ordem "respectivamente" fixa a associação ferro–primeira forma e liquidificador–segunda.
Cuidado, armadilha! Trocar a ordem das formas, ou escolher a energia sonora do liquidificador, que é só um subproduto.
Q23
Mecânica — Energia — Energia potencial, cinética e trabalho do peso
Um corpo de massa $m$ encontra-se a uma altura $h$ acima do solo. Analise as afirmações que se seguem relacionadas com esta situação. Considere o atrito desprezível e a aceleração da gravidade igual a $g$.
I. A energia potencial gravitacional do corpo em relação ao solo é $mgh$.
II. Se o corpo for abandonado do repouso, sua energia cinética ao atingir o solo será $mgh$.
III. O trabalho realizado pelo peso do corpo ao ser levado do solo até a altura $h$ e retornar em seguida ao solo é nulo.
Estratégia física: Analisar cada afirmação separadamente.
I. Tomando o solo como referência, $E_{p}=mgh$. Verdadeira.
II. Sem atrito, a energia mecânica se conserva: $mgh=\dfrac{1}{2}mv^{2}+0$, então $E_{c}=mgh$ ao chegar ao solo. Verdadeira.
III. O peso é uma força conservativa: seu trabalho depende só dos pontos inicial e final. Na subida $W=-mgh$ e na descida $W=+mgh$, e a soma é zero. Verdadeira.
Checagem física: O mesmo vale para qualquer trajetória fechada sob a ação do peso, pois o trabalho de uma força conservativa em um percurso fechado é nulo.
Cuidado, armadilha! Confundir "trabalho total nulo" com "força nula". O peso realiza trabalho em cada trecho; é a soma dos dois trechos que se anula.
Q24
Mecânica — Dinâmica — Inércia da água no copo durante a frenagem
Um ônibus está trafegando por um trecho reto da estrada. O motorista do ônibus tem um copo de água sobre o painel
Subitamente, o motorista tem que frear o veículo. Nesta situação é mais provável que a água do copo
A)permaneça na horizontal.
B)derrame para o lado 1.
C)derrame para o lado 2.
D)derrame, mas não se pode afirmar se para o lado 1 ou para o lado 2.
Estratégia física: Pela inércia, a água tende a manter a velocidade que tinha, enquanto o copo, preso ao ônibus, desacelera.
1. A seta indica que o veículo se move para a direita, em direção ao lado 2.
2. Na frenagem, o copo é freado e a água continua avançando para a frente (para a direita), de modo que transborda pelo lado 2.
Checagem física: No referencial do ônibus, a desaceleração equivale a uma "gravidade lateral" para a frente, e a superfície da água se inclina nesse sentido.
Cuidado, armadilha! Pensar que a água é "jogada para trás". É o contrário: ela segue em frente, e o copo é que desacelera.
Q25
Termologia — Termometria — Leitura de gráfico de temperatura
O gráfico abaixo mostra a variação da temperatura em uma cidade da Região Sul, em um dia do mês de julho.
De acordo com o gráfico, a temperatura aumenta no período de
Estratégia física: A temperatura aumenta onde a curva sobe: o intervalo em que ela é crescente em todo o trecho.
1. De $0$ a $4$ h: constante em $0$.
2. De $4$ h a $12$ h: sobe de $0$ a $15$ (primeiro até $5$ às $8$ h e depois até $15$ às $12$ h), sempre crescente.
3. De $12$ h a $16$ h: constante em $15$. De $16$ h a $24$ h: decresce até $5$.
Checagem física: Os intervalos "8 às 16h" e "12 às 16h" incluem trecho de temperatura constante, e "16 às 24h" é de queda. Só um intervalo é crescente do início ao fim.
Cuidado, armadilha! Pegar um intervalo que "começa subindo" mas inclui o patamar, ou confundir o trecho de queda com aumento.
Q26
Mecânica — Dinâmica — Terceira lei de Newton em colisão de veículos
Um ônibus e um Ford KA se chocam na BR-116, na altura do quilômetro 25. Embora sem vítimas fatais, o Ford KA fica completamente amassado, enquanto o ônibus sofre poucos danos após a colisão. A situação descrita se explica pela
A)terceira lei de Newton, que permite afirmar-se que o ônibus e o Ford KA sofreram forças iguais em intensidade, independente dos danos sofridos por cada um.
B)segunda lei de Newton, que permite afirmar-se que a força exercida pelo ônibus sobre o Ford KA é maior do que a força que o Ford KA exerce sobre o ônibus.
C)terceira lei de Newton, que permite afirmar-se que as forças trocadas entre o ônibus e o Ford KA são iguais em módulo, direção e sentido.
D)segunda lei de Newton, que permite afirmar-se que, por ter ficado completamente amassado, o Ford KA deveria estar parado e a velocidade do ônibus deveria ser constante.
Estratégia física: O empuxo é o peso do fluido deslocado: $E=\rho_{\text{fluido}}\,V_{\text{desl}}\,g$.
I. Gases também são fluidos: um balão sobe pelo empuxo do ar, e a bola de gás no ar também sofre empuxo. A afirmação restringe a líquidos. Falsa.
II. O empuxo atua independentemente da densidade do corpo. Se $\rho_{c}\neq\rho_{\text{liq}}$, o corpo sobe ou afunda, mas o empuxo existe. A igualdade só corresponde a equilíbrio com o corpo totalmente imerso. Falsa.
Checagem física: Um submarino, um balão e uma pedra no fundo do rio sofrem empuxo. As densidades diferem entre eles.
Cuidado, armadilha! Associar "Arquimedes" só a barcos e líquidos, ou entender o equilíbrio como condição de existência do empuxo.
Q29
Mecânica — Cinemática — Distância percorrida por intervalo na queda livre
Suponha que um corpo de massa $m$ esteja em repouso e seja liberado de uma altura $h$, próximo à superfície da terra. Considerando desprezível a resistência do ar, se o seu tempo de queda for de ${4}\text{ s}$, o intervalo de tempo em que foi percorrida a maior distância é
Estratégia física: Partindo do repouso, $y(t)=\dfrac{1}{2}gt^{2}$. A distância em cada segundo é a diferença de posições.
1. Com $g={10}\text{ m/s}^{2}$: $y(1)={5}$, $y(2)={20}$, $y(3)={45}$ e $y(4)={80}\text{ m}$.
2. Distâncias por segundo: ${5}$, ${15}$, ${25}$ e ${35}\text{ m}$, na razão $1:3:5:7$.
Checagem física: A soma $5+15+25+35={80}\text{ m}$ coincide com $y(4)$, o que confirma a conta.
Cuidado, armadilha! Achar que a distância é a mesma em todo segundo (velocidade constante). Como a velocidade aumenta, os segundos finais cobrem mais espaço.
Q30
Mecânica — Dinâmica impulsiva — Variação da quantidade de movimento por gráfico F × t
Uma força $F$ (em Newtons) atua sobre um corpo de massa $m$ que parte do repouso executando um movimento retilíneo. Se o gráfico abaixo representa a variação da força em função do tempo $t$ (em segundos), então a variação da quantidade de movimento entre ${2}$ e ${4}$ segundos, em $\text{N}\cdot\text{s}$, é
Checagem física: $\text{N}\cdot\text{s}=\text{kg}\cdot\text{m/s}$, a unidade da quantidade de movimento. A massa $m$ do corpo é irrelevante para o cálculo de $\Delta p$.
Cuidado, armadilha! Calcular a área desde $t=0$ (que daria ${9}\text{ N}\cdot\text{s}$ até $4$ s), ou usar o valor da força em vez da área.
