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UECE 2014.2 | 2ª Fase

Prova de Física da 2ª Fase do Vestibular UECE 2014.2, com gabarito oficial CEV.

Q01
MECÂNICA — CINEMÁTICA — LANÇAMENTO VERTICAL

Uma bola é lançada do solo verticalmente para cima. Durante a subida e a descida do objeto, considere desprezíveis todos os atritos, assuma que o diâmetro da bola é muito menor que o comprimento da sua trajetória e que a única força atuando no objeto após o lançamento é a força da gravidade. Sobre o vetor aceleração da bola, é correto afirmar que tem direção vertical e sentido

A)para cima tanto na subida quanto na descida.
B)para baixo tanto na subida quanto na descida.
C)para cima na subida e para baixo na descida.
D)para baixo na subida e para cima na descida.

Gabarito oficial CEV/UECE 2014.2

B
Resolução

Após o lançamento, a única força é o peso, sempre vertical e dirigido para baixo.

Logo, a aceleração é $\vec g$ tanto na subida quanto na descida. Alternativa B.

Q02
MECÂNICA — DINÂMICA — SISTEMA MASSA-MOLA

Considere os sistemas massa-mola ilustrados na figura a seguir. As massas, nos dois sistemas, são iguais, as molas são idênticas, de constante elástica $k$ e, quando livres, têm comprimento $L$. No sistema I, as molas estão igualmente comprimidas, e no II, estão igualmente distendidas, sendo possível movimento apenas na direção da linha que une os pontos de fixação das molas. Considere que as massas sejam deslocadas a uma distância $x$ de suas posições de equilíbrio. Considere também que $x$ é muito menor que a compressão inicial das molas em I e muito menor que a distensão inicial em II. Os módulos das forças resultantes nas massas no sistema I e II são, respectivamente,

Figura da questão 02 da UECE 2014.2
A)$kx$ e $kx$.
B)$2kx$ e $2kx$.
C)$2kx$ e $kx$.
D)$kx$ e $2kx$.

Gabarito oficial CEV/UECE 2014.2

B
Resolução

Em ambos os sistemas, ao deslocar a massa de $x$, cada mola produz uma variação de força restauradora de módulo $kx$.

As duas contribuições têm o mesmo sentido restaurador: $F_R=2kx$ nos dois casos. Alternativa B.

Q03
MECÂNICA — HIDROSTÁTICA — EMPUXO

Comprimidos efervescentes em um copo d’água liberam gás carbônico na forma de bolhas que sobem para a superfície do líquido. A força responsável pela subida das bolhas é denominada

A)peso.
B)atrito.
C)empuxo.
D)hidrostática.

Gabarito oficial CEV/UECE 2014.2

C
Resolução

O líquido exerce sobre a bolha uma força resultante vertical para cima: o empuxo.

Quando o empuxo supera o peso da bolha, ela sobe. Alternativa C.

Q04
ELETRICIDADE — ELETROSTÁTICA — CAMPO ELÉTRICO

Considere o campo elétrico gerado por duas cargas elétricas puntiformes, de valores iguais e sinais contrários, separadas por uma distância $d$. Sobre esse vetor campo elétrico nos pontos equidistantes das cargas, é correto afirmar que

A)tem a direção perpendicular à linha que une as duas cargas e o mesmo sentido em todos esses pontos.
B)tem a mesma direção da linha que une as duas cargas, mas varia de sentido para cada ponto analisado.
C)tem a direção perpendicular à linha que une as duas cargas, mas varia de sentido para cada ponto analisado.
D)tem a mesma direção da linha que une as duas cargas e o mesmo sentido em todos esses pontos.

Gabarito oficial CEV/UECE 2014.2

D
Resolução

Na mediatriz do dipolo, as componentes perpendiculares à linha das cargas se cancelam.

As componentes paralelas se somam e apontam sempre da carga positiva para a negativa. Alternativa D.

Q05
MECÂNICA — CINEMÁTICA — VELOCIDADE RELATIVA

Dois carros se deslocam em linha reta e com velocidade constante ao longo de duas estradas perpendiculares entre si, conforme a figura a seguir. O módulo da velocidade do carro 1 em relação ao 2 nos tempos $t$ e $t+\Delta t$ é, respectivamente,

Figura da questão 05 da UECE 2014.2
A)$\sqrt{|\vec V_1(t)|^2+|\vec V_2(t)|^2}$ e $\sqrt{|\vec V_1(t+\Delta t)|^2+|\vec V_2(t+\Delta t)|^2}$.
B)$\sqrt{|\vec V_1(t)|^2-|\vec V_2(t)|^2}$ e $\sqrt{|\vec V_1(t+\Delta t)|^2-|\vec V_2(t+\Delta t)|^2}$.
C)$\sqrt{|\vec V_1(t)|^2-|\vec V_2(t)|^2}$ e $\sqrt{|\vec V_1(t+\Delta t)|^2+|\vec V_2(t+\Delta t)|^2}$.
D)$\sqrt{|\vec V_1(t)|^2+|\vec V_2(t)|^2}$ e $\sqrt{|\vec V_1(t+\Delta t)|^2-|\vec V_2(t+\Delta t)|^2}$.

Gabarito oficial CEV/UECE 2014.2

A
Resolução

A velocidade relativa é $\vec v_{1/2}=\vec v_1-\vec v_2$.

Como as velocidades são perpendiculares, seu módulo é dado pelo teorema de Pitágoras nos dois instantes. Alternativa A.

Q06
ELETRICIDADE — ELETRODINÂMICA — POTÊNCIA ELÉTRICA

A potência dissipada por efeito joule em um resistor de $R$ Ohms ligado a uma tensão de $x$ Volts pode ser calculada como $x^2/R$. Assim, a potência pode ser medida em

A)Volt/Ohm.
B)Ohm/Volt.
C)Joule·segundo.
D)Joule/segundo.

Gabarito oficial CEV/UECE 2014.2

D
Resolução

A unidade SI de potência é o watt.

$1\ \text{W}=1\ \text{J}/\text{s}$. Alternativa D.

Q07
TERMOLOGIA — DILATAÇÃO TÉRMICA — DILATAÇÃO LINEAR

Uma haste metálica reta de comprimento $L_0$ e coeficiente de dilatação linear $\alpha$ é acomodada entre duas paredes rígidas. Após ter sua temperatura aumentada de $\Delta T$, a haste se dilata e adquire a forma de um arco de círculo com um ângulo correspondente de $\theta$ radianos. Qual o raio desse arco de círculo?

A)$L_0\theta$.
B)$L_0(1+\alpha\Delta T)/\theta$.
C)$L_0\alpha\Delta T$.
D)$L_0\alpha\Delta T/\theta$.

Gabarito oficial CEV/UECE 2014.2

B
Resolução

O comprimento dilatado é $L=L_0(1+\alpha\Delta T)$.

Para um arco, $L=R\theta$. Logo, $R=L_0(1+\alpha\Delta T)/\theta$. Alternativa B.

Q08
MECÂNICA — MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME

A ponta da hélice de um cata-vento descreve um movimento circular uniforme. Os vetores velocidade de um ponto localizado nessa extremidade nos tempos $t$ e $t+\Delta t$ são representados na figura a seguir. Nesta figura, os vetores velocidade têm suas origens posicionadas sobre a ponta da hélice nos tempos $t$ e $t+\Delta t$. Assim, é correto afirmar que o ponto gira no sentido

Figura da questão 08 da UECE 2014.2
A)horário e a trajetória tem raio 1 m.
B)horário e a trajetória tem raio 3 m.
C)anti-horário e a trajetória tem raio 4 m.
D)anti-horário e a trajetória tem raio 3 m.

Gabarito oficial CEV/UECE 2014.2

A
Resolução

As retas perpendiculares aos vetores velocidade nos dois pontos intersectam-se em $(4,4)$, o centro da circunferência.

A distância do centro a cada ponto é 1 m e o sentido indicado pelas velocidades é horário. Alternativa A.

Q09
MECÂNICA — MOVIMENTO CIRCULAR — FORÇA CENTRÍPETA

Um carro trafega com velocidade constante, em módulo, em uma estrada onde um trecho pode ser aproximado por uma circunferência no plano vertical, conforme a figura a seguir. Ao longo do trecho em que essa aproximação é válida, a soma de todas as forças atuando no carro, incluindo o vetor força normal da estrada sobre o carro e o vetor força peso do carro, é um vetor que aponta na direção

Figura da questão 09 da UECE 2014.2
A)tangente à trajetória e tem módulo constante.
B)do centro da trajetória e tem módulo variável.
C)do centro da trajetória e tem módulo constante.
D)tangente à trajetória e tem módulo variável.

Gabarito oficial CEV/UECE 2014.2

C
Resolução

Em movimento circular uniforme, a resultante é centrípeta.

Seu módulo é $F_R=mv^2/R$, constante, e sua direção aponta para o centro. Alternativa C.

Q10
MECÂNICA — DINÂMICA — ATRITO

Um bloco de madeira é arrastado em linha reta sobre um piso horizontal. Considere que o bloco tem peso 10 N, o coeficiente de atrito estático entre o bloco e o piso é 0,7 e o cinético é 0,6. Inicialmente a força horizontal que move o bloco é de 8 N. Em um dado instante, esta força é reduzida instantaneamente para metade de seu valor. Transcorrido um tempo muito grande após essa redução, pode-se afirmar corretamente que a aceleração do bloco é

A)zero.
B)metade da aceleração antes da redução.
C)o dobro da aceleração antes da redução.
D)igual em todos os instantes de tempo.

Gabarito oficial CEV/UECE 2014.2

A
Resolução

Enquanto desliza, o atrito cinético vale 6 N, maior que a força de 4 N, e o bloco desacelera.

Ao parar, o atrito estático pode equilibrar os 4 N, pois $4\mathrel{<}7$. Assim, permanece em repouso: $a=0$. Alternativa A.

Q11
ONDAS — ACÚSTICA — ONDAS SONORAS

Uma onda sonora vinda de uma sirene chega a um determinado ponto próximo a um ouvinte. É correto afirmar que, em decorrência dessa onda sonora, nesse ponto há

A)variação com o tempo na pressão e na densidade do ar.
B)variação com o tempo na pressão e não na densidade do ar.
C)variação com o tempo na densidade e não na pressão do ar.
D)invariância na pressão e na densidade do ar.

Gabarito oficial CEV/UECE 2014.2

A
Resolução

Ondas sonoras longitudinais produzem compressões e rarefações sucessivas.

Assim, tanto a pressão quanto a densidade do ar oscilam com o tempo. Alternativa A.

Q12
ONDAS — ACÚSTICA — FRENTE DE ONDA

Considere uma onda sonora gerada por uma fonte puntiforme e que se propaga em três dimensões em um meio isotrópico, não dispersivo e não dissipativo. Sobre a frente de onda próximo à fonte geradora, é correto afirmar que

A)é plana e tem velocidade constante.
B)é esférica e tem velocidade constante.
C)é esférica e tem velocidade variável.
D)é plana e tem velocidade variável.

Gabarito oficial CEV/UECE 2014.2

B
Resolução

Uma fonte puntiforme gera frentes de onda esféricas.

Em meio não dispersivo e homogêneo, a velocidade de propagação é constante. Alternativa B.

Q13
ONDAS — REFRAÇÃO

Sobre a refração de ondas, é correto afirmar que

A)somente ocorre em ondas mecânicas, pois a onda eletromagnética pode se propagar no vácuo.
B)somente ocorre em ondas eletromagnéticas no vácuo.
C)no caso de ondas mecânicas, pode ocorrer somente nas ondas sonoras.
D)pode ocorrer tanto em ondas mecânicas quanto em ondas eletromagnéticas.

Gabarito oficial CEV/UECE 2014.2

D
Resolução

Refração é a mudança de velocidade e, em geral, de direção ao passar de um meio para outro.

O fenômeno ocorre tanto com ondas mecânicas quanto com ondas eletromagnéticas. Alternativa D.

Q14
MECÂNICA — ROTAÇÃO — TORQUE

Considere uma esfera de raio $R$ sobre um plano inclinado próximo à superfície da Terra. A esfera está inicialmente parada e na iminência de iniciar uma descida sem deslizamento de sua superfície em relação ao plano. Isto ocorre pelo efeito da força de atrito, cujo módulo é $F$. Sobre a esfera também atuam a força peso e a normal, cujos módulos são $P$ e $N$, respectivamente. Os módulos dos torques das forças de atrito, peso e normal em relação ao eixo de rotação da esfera são respectivamente

A)$FR$, $PR$ e $NR$.
B)$FR$, 0 e $NR$.
C)$FR$, 0 e 0.
D)0, 0 e $NR$.

Gabarito oficial CEV/UECE 2014.2

C
Resolução

Em relação ao centro da esfera, peso e normal têm linhas de ação que passam pelo eixo, portanto torque nulo.

O atrito é tangencial e produz torque $FR$. Alternativa C.

Q15
MECÂNICA — CINEMÁTICA — VELOCIDADE RELATIVA

Um paraquedista desce verticalmente com velocidade constante em relação ao solo. No ponto exato onde ocorrerá seu pouso, há um espectador imóvel. O vetor velocidade do paraquedista em relação ao observador é $\vec V_P$, e do espectador em relação ao paraquedista é $\vec V_E$. Assim, é correto afirmar que

A)$\vec V_P=\vec V_E$.
B)$|\vec V_P|>|-\vec V_E|$.
C)$|\vec V_P|<|-\vec V_E|$.
D)$\vec V_P=-\vec V_E$.

Gabarito oficial CEV/UECE 2014.2

D
Resolução

Velocidades relativas trocam de sinal quando se inverte a ordem dos referenciais.

Logo, $\vec v_{P/E}=-\vec v_{E/P}$. Alternativa D.

Q16
MECÂNICA — TRABALHO E ENERGIA — FORÇA ELÁSTICA

Um sistema massa-mola oscila sem atrito. A figura a seguir ilustra alguns instantâneos desse movimento durante um tempo inferior a um período de oscilação. As duas linhas tracejadas indicam os extremos do deslocamento das massas. As setas indicam a direção e o sentido do vetor velocidade da massa. Nos instantâneos 1 e 4, a mola está parcialmente comprimida; em 2 e 3, a mola está parcialmente distendida. O trabalho realizado pela força elástica em um intervalo de tempo muito pequeno e em torno de cada um dos instantâneos é $\tau_1$, $\tau_2$, $\tau_3$ e $\tau_4$. Assim, é correto afirmar que

Figura da questão 16 da UECE 2014.2
A)$\tau_1>0$, $\tau_2<0$, $\tau_3>0$ e $\tau_4<0$.
B)$\tau_1<0$, $\tau_2>0$, $\tau_3<0$ e $\tau_4>0$.
C)$\tau_1<0$, $\tau_2<0$, $\tau_3<0$ e $\tau_4<0$.
D)$\tau_1>0$, $\tau_2>0$, $\tau_3>0$ e $\tau_4>0$.

Gabarito oficial CEV/UECE 2014.2

A
Resolução

O trabalho é positivo quando força elástica e deslocamento têm o mesmo sentido e negativo quando têm sentidos opostos.

Aplicando isso aos quatro instantâneos: $+,-,+,-$. Alternativa A.

Q17
ÓPTICA — REFLEXÃO — ESPELHOS PLANOS

Uma superfície plana tem suas duas faces refletoras, conforme a figura a seguir. Dois objetos muito pequenos, desenhados em linhas cheias, estão em lados opostos e a uma distância $d$ da superfície. O conjunto dos pontos formados pelos objetos e suas respectivas imagens refletidas nas superfícies define os vértices de um quadrado. As imagens foram desenhadas com linhas tracejadas. Qual a distância entre os objetos?

Figura da questão 17 da UECE 2014.2
A)$d\sqrt5$.
B)$2d$.
C)$2d\sqrt2$.
D)$5d$.

Gabarito oficial CEV/UECE 2014.2

C
Resolução

A separação horizontal entre cada objeto e sua imagem é $2d$, que corresponde ao lado do quadrado.

Os dois objetos ocupam vértices opostos; a distância entre eles é a diagonal: $2d\sqrt2$. Alternativa C.

Q18
ELETRICIDADE — ELETRODINÂMICA — ASSOCIAÇÃO E POTÊNCIA

Dois chuveiros elétricos têm potências $P_1=1{,}1$ kW e $P_2=2{,}2$ kW quando ligados à tomada com tensão de 220 V. Esses dispositivos são essencialmente resistores ôhmicos, conforme ilustra a figura a seguir. Em uma residência com dois banheiros, um instalador liga os chuveiros entre si segundo duas configurações: em série ou em paralelo. É correto afirmar que, se usados simultaneamente, a potência total consumida pelos chuveiros seria

Figura da questão 18 da UECE 2014.2
A)$P_1+P_2$ para a ligação em série e $P_1P_2/(P_1+P_2)$ para a ligação em paralelo.
B)$P_1+P_2$ para a ligação em paralelo e $P_1P_2/(P_1+P_2)$ para a ligação em série.
C)$P_1+P_2$ para a ligação em paralelo e $P_1+P_2$ para a ligação em série.
D)$P_1+P_2$ para a ligação em paralelo e $P_2-P_1$ para a ligação em série.

Gabarito oficial CEV/UECE 2014.2

B
Resolução

Em paralelo, cada chuveiro recebe 220 V e consome sua potência nominal: $P_T=P_1+P_2$.

Em série, usando $R_i=V^2/P_i$, resulta $P_T=V^2/(R_1+R_2)=P_1P_2/(P_1+P_2)$. Alternativa B.

Q19
MECÂNICA — CONSERVAÇÃO DA ENERGIA

Uma história em quadrinhos fala de um personagem que salta de uma altura de 30 m acima do solo, preso por um fio esticado e inextensível de 20 m de comprimento, realizando uma trajetória circular conforme a figura a seguir. O ponto de fixação do fio também está a 30 m do solo. Despreze as forças de atrito. Considerando que o módulo da aceleração da gravidade é 10 m/s², qual a velocidade (em m/s) do personagem no ponto mais baixo da trajetória?

Figura da questão 19 da UECE 2014.2
A)30.
B)200.
C)20.
D)300.

Gabarito oficial CEV/UECE 2014.2

C
Resolução

A queda vertical até o ponto mais baixo é igual ao comprimento do fio: $h=20\ \text{m}$.

Pela conservação da energia, $mgh=mv^2/2$, logo $v=\sqrt{2gh}=20\ \text{m/s}$. Alternativa C.

Q20
ELETRICIDADE — ELETROSTÁTICA — POTENCIAL ELÉTRICO

Uma carga puntiforme está fixa na origem de um sistema de coordenadas cartesianas. É correto afirmar que o potencial elétrico gerado por essa carga é constante em todos os pontos de coordenadas $(x,y)$ tais que

A)$x^2+y^2=\text{constante}$.
B)$x+y=\text{constante}$.
C)$\frac{1}{x^2}+\frac{1}{y^2}=\text{constante}$.
D)$\frac{1}{x}+\frac{1}{y}=\text{constante}$.

Gabarito oficial CEV/UECE 2014.2

A
Resolução

O potencial de uma carga puntiforme é $V=kQ/r$.

Equipotenciais têm $r$ constante; no plano, $r^2=x^2+y^2$. Alternativa A.

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