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UECE 21.1 | 2ª Fase

Prova de Física da 2ª Fase do Vestibular UECE 2021.1, com gabarito oficial CEV.

Q01
Física · UECE 2021.1 · 2ª Fase

Um prisma decompõe luz branca incidente em luz monocromática dentro do espectro visível. Este fato ocorre devido ao fenômeno denominado

A)difração.
B)interferência.
C)refração.
D)polarização.

Gabarito oficial CEV/UECE 2021.1

C
Resolução

O índice de refração de um material transparente, como o vidro do prisma, depende do comprimento de onda da luz que o atravessa (fenômeno chamado dispersão cromática): cada cor (comprimento de onda) da luz branca sofre um desvio angular diferente ao refratar-se nas faces do prisma, pois a velocidade de propagação da luz dentro do material varia ligeiramente com a frequência.

Como o violeta refrata-se mais que o vermelho (maior índice de refração para menores comprimentos de onda), o feixe de luz branca, ao atravessar o prisma, se decompõe em um leque de cores — o espectro visível — devido a essa refração dependente do comprimento de onda — alternativa C.

Q02
Física · UECE 2021.1 · 2ª Fase

O trem bala Maglev opera entre Tóquio e Osaka, podendo atingir a notável marca de 500 km/h. Considerando a situação em que ele parte do repouso de uma estação A para uma estação B, numa trajetória retilínea, com aceleração escalar constante de 10 m/s², fazendo o referido percurso com uma velocidade média de 216 km/h, é correto dizer que a distância, em metros, entre as estações é igual a

A)1080.
B)360.
C)1440.
D)720.

Gabarito oficial CEV/UECE 2021.1

D
Resolução

A velocidade média é $216\text{ km/h}=60\text{ m/s}$. Como o trem parte do repouso ($v_0=0$) e mantém aceleração constante durante todo o percurso retilíneo entre A e B, o movimento é uniformemente acelerado, e a velocidade média de um MUV a partir do repouso é a média aritmética entre a velocidade inicial e a final: $v_{méd}=\dfrac{v_0+v_f}{2}=\dfrac{v_f}{2}$.

Logo, $v_f=2\times v_{méd}=2\times60=120\text{ m/s}$.

O tempo de percurso é obtido de $v_f=v_0+at\Rightarrow t=\dfrac{v_f}{a}=\dfrac{120}{10}=12\text{ s}$.

A distância percorrida é $d=v_{méd}\times t=60\times12=720\text{ m}$ — alternativa D.

Q03
Física · UECE 2021.1 · 2ª Fase

No dia 11 de maio de 2021, foi realizado o último teste do Telescópio Espacial Webb, cujo lançamento está marcado para o dia 31 de outubro deste ano. Este instrumento exercerá uma atividade complementar à do telescópio Hubble. Permitirá uma maior captação de fótons, uma vez que apresenta um espelho segmentado com área cerca de 7,3 vezes maior que a do Hubble e formará imagens na região do espectro do infravermelho entre os comprimentos de onda de 0,7 µm e 28 µm. Considere quatro galáxias hipotéticas muito distantes identificadas como G1, G2, G3 e G4, cujas emissões atingem o Webb, nas frequências apresentadas no quadro abaixo.

G1: 3,6 · 10¹⁴ Hz   G2: 5,6 · 10¹⁴ Hz   G3: 6,4 · 10¹⁴ Hz   G4: 7,2 · 10¹⁴ Hz

Admitindo-se que as radiações emitidas pelas referidas galáxias se propaguem com velocidade de $3\cdot10^8$ m/s, é correto concluir que a galáxia que poderá ser vista pelo Telescópio Espacial Webb é a

A)G4.
B)G1.
C)G3.
D)G2.

Gabarito oficial CEV/UECE 2021.1

B
Resolução

Usando $v=\lambda f\Rightarrow f=v/\lambda$, convertemos os limites do intervalo de comprimento de onda detectável ($0{,}7\ \mu\text{m}$ a $28\ \mu\text{m}$) para frequência:

$f_{máx}=\dfrac{3\times10^8}{0{,}7\times10^{-6}}\approx4{,}29\times10^{14}\text{ Hz}$ (correspondente a $\lambda=0{,}7\ \mu\text{m}$)

$f_{mín}=\dfrac{3\times10^8}{28\times10^{-6}}\approx1{,}07\times10^{13}\text{ Hz}$ (correspondente a $\lambda=28\ \mu\text{m}$)

Assim, o Webb detecta frequências entre aproximadamente $0{,}107\times10^{14}$ Hz e $4{,}29\times10^{14}$ Hz. Comparando com as frequências das galáxias: $G1=3{,}6\times10^{14}$ Hz está dentro desse intervalo; já $G2=5{,}6$, $G3=6{,}4$ e $G4=7{,}2$ (todos $\times10^{14}$ Hz) estão acima do limite máximo detectável, correspondendo a comprimentos de onda menores que $0{,}7\ \mu\text{m}$ (fora da faixa infravermelha do instrumento).

Portanto, apenas a galáxia G1 pode ser vista pelo Telescópio Espacial Webb — alternativa B.

Q04
Física · UECE 2021.1 · 2ª Fase

Um pêndulo simples de comprimento L e massa m está preso a um suporte fixo e é posto para oscilar livremente em um local onde a aceleração da gravidade é constante e igual a g. Abandonando-se o pêndulo com o fio a partir de uma posição horizontal, a tração no fio quando a massa passar pelo ponto mais baixo da trajetória será igual a

A)3 mg.
B)1 mg.
C)4 mg.
D)2 mg.

Gabarito oficial CEV/UECE 2021.1

A
Resolução

Partindo da posição horizontal (fio na horizontal) em repouso, a massa cai uma altura igual ao próprio comprimento do fio, $h=L$, até atingir o ponto mais baixo da trajetória.

Pela conservação da energia mecânica (desprezando o atrito com o ar): $mgh=\dfrac12mv^2\Rightarrow v^2=2gh=2gL$.

No ponto mais baixo, a resultante centrípeta é fornecida pela diferença entre a tração $T$ (para cima, em direção ao centro) e o peso $mg$ (para baixo): $T-mg=\dfrac{mv^2}{L}=\dfrac{m(2gL)}{L}=2mg$.

Logo, $T=mg+2mg=3mg$ — alternativa A.

Q05
Física · UECE 2021.1 · 2ª Fase

Além da elevação do nível dos oceanos, o derretimento do gelo no Ártico tem como consequência a liberação de gás metano preso no gelo. Lançado na atmosfera, este gás potencializa o efeito estufa e favorece o aquecimento global. Imagine que uma bolha de 10 cm³ deste gás se forme no fundo de um lago onde a temperatura é –23 °C e a pressão é de 5 atm. Considerando o metano como um gás ideal, é correto dizer que o volume da bolha, em cm³, quando ela estiver ligeiramente abaixo da superfície onde a temperatura for de –13 °C e a pressão de 1 atm será igual a

A)45.
B)28.
C)52.
D)36.

Gabarito oficial CEV/UECE 2021.1

C
Resolução

Convertendo as temperaturas para Kelvin: $T_1=-23+273=250\text{ K}$ e $T_2=-13+273=260\text{ K}$.

Aplicando a equação geral dos gases ideais entre o estado inicial (fundo do lago) e o final (próximo à superfície), com quantidade de gás constante: $\dfrac{P_1V_1}{T_1}=\dfrac{P_2V_2}{T_2}$.

Isolando $V_2$: $V_2=V_1\cdot\dfrac{P_1}{P_2}\cdot\dfrac{T_2}{T_1}=10\times\dfrac{5}{1}\times\dfrac{260}{250}=10\times5\times1{,}04=52\text{ cm}^3$.

Portanto, o volume final da bolha é $52\text{ cm}^3$ — alternativa C.

Q06
Física · UECE 2021.1 · 2ª Fase

O LED (light emitter diode ou diodo emissor de luz) é um componente eletrônico semicondutor muito utilizado em equipamentos. O LED funciona a partir da passagem de uma corrente elétrica oriunda de uma tensão aplicada aos seus terminais. Para tanto, essa tensão e, consequentemente a intensidade de corrente, devem ser limitadas para que o componente não seja danificado. Tal controle pode ser realizado pela presença de resistores no circuito elétrico. Suponha que a corrente máxima suportada pelo LED seja de 20 mA quando submetido a uma tensão máxima de 4 V. Assim, o valor mínimo da resistência de um resistor ligado em série com o LED para que esse não seja danificado quando o circuito for alimentado por uma fonte de 12 V é igual a

A)400 Ω.
B)80 Ω.
C)200 Ω.
D)120 Ω.

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A
Resolução

No limite de operação segura, a corrente no circuito série (fonte–resistor–LED) é a máxima suportada pelo LED, $I=20\text{ mA}=0{,}02\text{ A}$, e a tensão sobre o LED é a máxima que ele suporta, $V_{LED}=4\text{ V}$.

Como a fonte fornece $12\text{ V}$ e o circuito é série, a soma das quedas de tensão deve ser igual à tensão da fonte: $V_{fonte}=V_{LED}+V_R\Rightarrow V_R=12-4=8\text{ V}$.

Pela Lei de Ohm, o valor mínimo de resistência que garante que a corrente não ultrapasse $20\text{ mA}$ é $R=\dfrac{V_R}{I}=\dfrac{8}{0{,}02}=400\ \Omega$ — alternativa A.

Q07
Física · UECE 2021.1 · 2ª Fase

Um turista situado entre duas colinas resolve utilizar seus conhecimentos de acústica para estimar a distância entre elas. Ao emitir um grito ele percebe dois ecos, o primeiro recebido em 1,5 s e o segundo em 2,5 s. Sabendo que a velocidade do som no ar é 340 m/s, o valor que fornece a distância entre as colinas, considerando que o turista e as colinas estejam alinhados, é

A)1360.
B)510.
C)680.
D)850.

Gabarito oficial CEV/UECE 2021.1

C
Resolução

Como o turista está alinhado entre as duas colinas, o som do grito viaja em sentidos opostos, reflete em cada colina e retorna. O primeiro eco, mais rápido, vem da colina mais próxima; o segundo, da colina mais distante.

Distância à colina mais próxima: o som percorre ida e volta em $1{,}5\text{ s}$, logo $d_1=\dfrac{v\,t_1}{2}=\dfrac{340\times1{,}5}{2}=255\text{ m}$.

Distância à colina mais distante: o som percorre ida e volta em $2{,}5\text{ s}$, logo $d_2=\dfrac{v\,t_2}{2}=\dfrac{340\times2{,}5}{2}=425\text{ m}$.

A distância entre as duas colinas é a soma das distâncias do turista a cada uma delas (já que ele está entre elas, alinhado): $d=d_1+d_2=255+425=680\text{ m}$ — alternativa C.

Q08
Física · UECE 2021.1 · 2ª Fase

O sangue movendo-se através dos vasos pode ser considerado um fluido real. Dependendo de fatores como velocidade e temperatura, por exemplo, tal fluido poderá apresentar um deslocamento turbulento. Essa análise da turbulência é feita a partir do número de Reynolds, $Re$, escrito por $Re=\dfrac{\bar v D\rho}{\eta}$, onde $\bar v$ é a velocidade média do fluido, $D$ o diâmetro do tubo, $\rho$ a densidade do fluido e $\eta$ a viscosidade deste. Sabendo que $Re$ se trata de uma grandeza adimensional, a dimensão de $\eta$ no Sistema Internacional de Unidades – SI – é escrita por

A)kg/(m·s).
B)kg·m/s.
C)kg·s/m.
D)kg/(m²·s).

Gabarito oficial CEV/UECE 2021.1

A
Resolução

Como $Re$ é adimensional, $[\eta]=[\bar v][D][\rho]$, ou seja, a dimensão de $\eta$ deve ser exatamente igual à do produto $\bar vD\rho$ (para que, ao dividir, tudo se cancele e reste um número puro).

Em unidades SI: $[\bar v]=\text{m/s}$, $[D]=\text{m}$, $[\rho]=\text{kg/m}^3$.

$[\bar v][D][\rho]=\dfrac{\text{m}}{\text{s}}\times\text{m}\times\dfrac{\text{kg}}{\text{m}^3}=\dfrac{\text{kg}\cdot\text{m}^2}{\text{s}\cdot\text{m}^3}=\dfrac{\text{kg}}{\text{m}\cdot\text{s}}$.

Logo, a dimensão de $\eta$ (viscosidade) no SI é $\text{kg}/(\text{m}\cdot\text{s})$ — alternativa A.

Q09
Física · UECE 2021.1 · 2ª Fase

Um objeto de massa 20 kg desloca-se em linha reta com velocidade de 30 m/s ao longo de uma superfície horizontal sem atrito. A partir de certo momento, esse corpo sofre uma redução de velocidade devido à ação de uma força de atrito com o solo, cujo trabalho resistente foi 5000 J. A seguir, o objeto passa novamente para uma região sem atrito. Após a passagem pela região de atrito, a velocidade, em m/s, com que o objeto passará a se deslocar será igual a

A)10.
B)20.
C)15.
D)25.

Gabarito oficial CEV/UECE 2021.1

B
Resolução

Pelo teorema trabalho-energia cinética, o trabalho resultante sobre o objeto é igual à variação de sua energia cinética: $W=\Delta E_c=E_{c,f}-E_{c,i}$.

Energia cinética inicial: $E_{c,i}=\dfrac12mv_0^2=\dfrac12\times20\times30^2=\dfrac12\times20\times900=9000\text{ J}$.

O trabalho resistente do atrito é negativo: $W=-5000\text{ J}$. Logo, $E_{c,f}=E_{c,i}+W=9000-5000=4000\text{ J}$.

A velocidade final é obtida de $E_{c,f}=\dfrac12mv_f^2\Rightarrow v_f=\sqrt{\dfrac{2E_{c,f}}{m}}=\sqrt{\dfrac{2\times4000}{20}}=\sqrt{400}=20\text{ m/s}$ — alternativa B.

Q10
Física · UECE 2021.1 · 2ª Fase

A lâmpada do Farol do Mucuripe, considerado o maior das Américas, realiza um movimento circular e uniforme dando uma volta completa a cada 10 s. Durante a noite, esse farol pode ser visto do mar a uma distância de 80 km. Considerando o facho giratório emitido pelo farol, a velocidade aproximada de um ponto que circula a essa distância de 80 km, com a mesma frequência do farol, adotando-se π ≅ 3, é

A)36 km/s.
B)60 km/s.
C)72 km/s.
D)48 km/s.

Gabarito oficial CEV/UECE 2021.1

D
Resolução

Um ponto que "acompanha" o facho giratório a uma distância $r=80\text{ km}$ do farol descreve, no mesmo intervalo de tempo do farol, uma circunferência de raio $r$, completando uma volta a cada período $T=10\text{ s}$.

A velocidade linear desse ponto é $v=\dfrac{2\pi r}{T}=\dfrac{2\times3\times80}{10}=\dfrac{480}{10}=48\text{ km/s}$ — alternativa D.

Q11
Física · UECE 2021.1 · 2ª Fase

Um bloco em forma de paralelepípedo encontra-se sobre uma superfície plana de gelo abaixo de 0 ºC. Para arrastar o referido objeto, um trabalhador percebeu que essa tarefa poderia ser mais fácil se colocasse a face de menor área do objeto em contato com o gelo. A referida situação deve-se

A)à diminuição da temperatura de fusão do gelo devido ao aumento da pressão na superfície de contato.
B)ao aumento da temperatura de fusão do gelo devido ao aumento da pressão na superfície de contato.
C)à diminuição da temperatura de fusão do gelo devido à diminuição da pressão na superfície de contato.
D)ao aumento da temperatura de fusão do gelo devido à diminuição da pressão na superfície de contato.

Gabarito oficial CEV/UECE 2021.1

A
Resolução

Ao colocar a menor face em contato com o gelo, mantendo o mesmo peso do bloco, a área de contato diminui, o que aumenta a pressão exercida sobre o gelo naquela região ($P=F/A$, com $A$ menor).

A água é uma das poucas substâncias em que a fase sólida (gelo) é menos densa que a líquida — por isso o gelo flutua. Consequência do diagrama de fases da água: a curva de fusão tem inclinação negativa, de modo que um aumento de pressão diminui a temperatura de fusão do gelo (o gelo derrete mais facilmente sob maior pressão, mesmo sem mudança de temperatura ambiente).

Assim, ao aumentar a pressão de contato (usando a face menor), reduz-se localmente a temperatura de fusão do gelo, favorecendo o derretimento de uma finíssima camada na interface bloco-gelo, o que reduz o atrito e facilita o arraste do objeto — alternativa A.

Q12
Física · UECE 2021.1 · 2ª Fase

Uma missão tripulada a Marte foi, por muito tempo, assunto de ficção científica. Com os avanços tecnológicos obtidos durante os séculos XX e XXI, a possibilidade de estabelecer colônia nesse planeta tem se mostrado promissora, pelo menos em um futuro próximo. Entre os diversos efeitos físicos e psicológicos a que uma missão tripulada estaria sujeita, pode-se destacar o que seria gerado pela permanência em um ambiente de baixa gravidade. Considerando que a massa da Terra é dez vezes maior do que a massa de Marte, que o raio da Terra corresponde ao dobro do raio de Marte e que os dois planetas apresentam densidade uniforme, assinale a opção que apresenta corretamente a razão entre as acelerações da gravidade da Terra e de Marte.

A)4/5.
B)5/2.
C)2/5.
D)5/4.

Gabarito oficial CEV/UECE 2021.1

B
Resolução

A aceleração da gravidade na superfície de um planeta é $g=\dfrac{GM}{R^2}$.

Assim, $\dfrac{g_{Terra}}{g_{Marte}}=\dfrac{M_{Terra}/R_{Terra}^2}{M_{Marte}/R_{Marte}^2}=\dfrac{M_{Terra}}{M_{Marte}}\times\left(\dfrac{R_{Marte}}{R_{Terra}}\right)^2$.

Com $M_{Terra}=10\,M_{Marte}$ e $R_{Terra}=2\,R_{Marte}$: $\dfrac{g_{Terra}}{g_{Marte}}=10\times\left(\dfrac{1}{2}\right)^2=10\times\dfrac14=\dfrac{10}{4}=\dfrac52$ — alternativa B.

Q13
Física · UECE 2021.1 · 2ª Fase

O combate à Covid-19 na região Amazônica exige uma logística complexa por parte das autoridades. Muitas pessoas residem em comunidades ribeirinhas, fazendo com que as vacinas só cheguem a esses locais de barco. Um destes barcos gasta 8 horas para subir e 4 horas para descer um mesmo trecho do rio Amazonas. Suponha que o barco seja capaz de manter uma velocidade constante, em módulo, em relação à água. Em virtude de uma falha mecânica, o barco fica à deriva com os motores desligados, descendo novamente todo o trecho do rio. Dessa forma, o tempo gasto, em horas, para o barco perfazer o mesmo percurso sob ação exclusiva da correnteza é igual a

A)10.
B)16.
C)12.
D)14.

Gabarito oficial CEV/UECE 2021.1

B
Resolução

Sejam $v_b$ a velocidade do barco em relação à água e $v_c$ a velocidade da correnteza, e $d$ a distância percorrida no trecho.

Subindo (contra a correnteza): $d=(v_b-v_c)\times8$. Descendo (a favor da correnteza): $d=(v_b+v_c)\times4$.

Igualando: $8(v_b-v_c)=4(v_b+v_c)\Rightarrow2(v_b-v_c)=v_b+v_c\Rightarrow2v_b-2v_c=v_b+v_c\Rightarrow v_b=3v_c$.

Substituindo em $d=(v_b+v_c)\times4=(3v_c+v_c)\times4=16v_c$.

À deriva (apenas com a correnteza, $v=v_c$), o tempo para percorrer o mesmo trecho é $t=\dfrac{d}{v_c}=\dfrac{16v_c}{v_c}=16\text{ h}$ — alternativa B.

Q14
Física · UECE 2021.1 · 2ª Fase

Ao montar um aparato ótico, um estudante fez uso de uma lente delgada convergente de distância focal de 24 cm e uma tela de projeções. Ao posicionar um objeto puntiforme a uma distância de 100 cm da tela, deslocando a lente entre o objeto e essa tela, constatou a formação de uma imagem nítida sobre ela para duas posições da lente, o que o levou a concluir que o módulo da distância, em cm, entre essas duas posições é igual a

A)50.
B)30.
C)40.
D)20.

Gabarito oficial CEV/UECE 2021.1

D
Resolução

Este é o clássico método de Bessel (ou "método das duas posições") para determinar a distância focal de uma lente convergente: mantendo fixas as posições do objeto e da tela, separadas por uma distância total $D$, existem duas posições da lente entre elas que produzem imagem nítida na tela, desde que $D>4f$.

A separação $d$ entre essas duas posições da lente relaciona-se com $D$ e $f$ pela fórmula: $d=\sqrt{D(D-4f)}$.

Substituindo $D=100\text{ cm}$ e $f=24\text{ cm}$: $d=\sqrt{100\times(100-4\times24)}=\sqrt{100\times(100-96)}=\sqrt{100\times4}=\sqrt{400}=20\text{ cm}$ — alternativa D.

Q15
Física · UECE 2021.1 · 2ª Fase

Uma maneira de simular o efeito do impacto de um projétil sobre o tecido muscular humano é através do uso de um dispositivo conhecido como gelatina balística que, por sua capacidade de simular a densidade e a viscosidade dos tecidos humanos, é bastante utilizado pela polícia forense em investigações criminais. Imagine que um bloco de 10 kg dessa gelatina, que repousa sobre uma superfície horizontal, é atingido por um projétil de 20 g que viaja a 500 m/s. Este projétil emerge da gelatina com uma velocidade de 100 m/s fazendo com que a mesma se desloque 0,10 m sobre a superfície horizontal até parar. Adotando-se g=10 m/s², é correto afirmar que o coeficiente de atrito entre o bloco e a superfície é

A)0,48.
B)0,16.
C)0,64.
D)0,32.

Gabarito oficial CEV/UECE 2021.1

D
Resolução

Etapa 1 — Colisão (conservação da quantidade de movimento): durante a curtíssima passagem do projétil pela gelatina, o sistema projétil+bloco está isolado horizontalmente (o atrito externo atua num intervalo de tempo desprezível comparado ao da colisão).

$m_{proj}\,v_{0}=m_{proj}\,v_{f}+M_{bloco}\,v_{bloco}$

$0{,}020\times500=0{,}020\times100+10\times v_{bloco}$

$10=2+10\,v_{bloco}\Rightarrow v_{bloco}=0{,}8\text{ m/s}$.

Etapa 2 — Desaceleração do bloco pelo atrito: após a colisão, o bloco desliza $d=0{,}10\text{ m}$ até parar, freado unicamente pelo atrito com a superfície. Usando Torricelli: $v_{bloco}^2=2\mu g\,d$.

$\mu=\dfrac{v_{bloco}^2}{2gd}=\dfrac{0{,}8^2}{2\times10\times0{,}10}=\dfrac{0{,}64}{2}=0{,}32$ — alternativa D.

Q16
Física · UECE 2021.1 · 2ª Fase

Dois líquidos miscíveis têm, respectivamente, densidades de 0,6 g/cm³ e 0,9 g/cm³. Sabendo-se que os líquidos podem ser misturados de modo a formar uma mistura homogênea, é correto concluir que a densidade de uma mistura, em g/cm³, obtida a partir da junção de massas iguais dos líquidos é

A)0,75.
B)0,54.
C)0,72.
D)0,64.

Gabarito oficial CEV/UECE 2021.1

C
Resolução

Sejam $m$ a massa igual de cada um dos líquidos misturados. Os volumes individuais são $V_1=\dfrac{m}{\rho_1}=\dfrac{m}{0{,}6}$ e $V_2=\dfrac{m}{\rho_2}=\dfrac{m}{0{,}9}$.

A massa total da mistura é $2m$, e o volume total (assumindo aditividade de volumes na mistura) é $V=V_1+V_2=m\left(\dfrac{1}{0{,}6}+\dfrac{1}{0{,}9}\right)=m(1{,}6667+1{,}1111)=2{,}7778\,m$.

A densidade da mistura é $\rho_{mist}=\dfrac{2m}{2{,}7778\,m}=\dfrac{2}{2{,}7778}\approx0{,}72\text{ g/cm}^3$ — alternativa C.

Q17
Física · UECE 2021.1 · 2ª Fase

Um fio cilíndrico de 2 m de comprimento e 2 mm de diâmetro, quando submetido a uma tensão constante, dissipa uma potência de 200 W. Considerando a resistividade invariante, é correto dizer que a potência dissipada, em watts, por um segundo fio de mesmo material, que apresenta mesmo comprimento e metade do diâmetro do primeiro, quando submetido ao dobro da voltagem é igual a

A)1600.
B)200.
C)800.
D)400.

Gabarito oficial CEV/UECE 2021.1

B
Resolução

A resistência de um fio é $R=\rho\dfrac{L}{A}$, onde $A=\dfrac{\pi d^2}{4}$ é a área da seção transversal. Como o segundo fio tem metade do diâmetro do primeiro, sua área é $A_2=\dfrac{\pi(d/2)^2}{4}=\dfrac14A_1$, logo $R_2=\rho\dfrac{L}{A_2}=4\,\rho\dfrac{L}{A_1}=4R_1$ (resistência quadruplicada).

A potência dissipada em um resistor é $P=\dfrac{V^2}{R}$. Para o segundo fio, a tensão é dobrada ($V_2=2V_1$) e a resistência é quadruplicada ($R_2=4R_1$):

$P_2=\dfrac{V_2^2}{R_2}=\dfrac{(2V_1)^2}{4R_1}=\dfrac{4V_1^2}{4R_1}=\dfrac{V_1^2}{R_1}=P_1$.

Como $P_1=200\text{ W}$, conclui-se que $P_2=200\text{ W}$ também — os efeitos do dobro da tensão e do quádruplo da resistência se cancelam exatamente — alternativa B.

Q18
Física · UECE 2021.1 · 2ª Fase

A temperatura de conservação indicada pelos fabricantes de vacina é um fator fundamental para a manutenção da qualidade do produto. A vacina AstraZeneca, por exemplo, requer uma temperatura de conservação que esteja entre 2 ºC e 8 ºC. Um termômetro graduado na escala Fahrenheit foi utilizado para aferir a temperatura de doses dessa vacina acondicionadas em quatro caixas térmicas numeradas 1, 2, 3 e 4, medindo respectivamente os valores de 37,4 ºF, 44,6 ºF, 41 ºF e 51,8 ºF. Assinale a opção que corresponde à caixa cujas doses da vacina NÃO estão mantidas à temperatura adequada.

A)4.
B)2.
C)1.
D)3.

Gabarito oficial CEV/UECE 2021.1

A
Resolução

Convertendo cada temperatura com $C=\dfrac59(F-32)$:

Caixa 1: $C=\dfrac59(37{,}4-32)=\dfrac59\times5{,}4=3{,}0°\text{C}$ — dentro de 2–8 °C.

Caixa 2: $C=\dfrac59(44{,}6-32)=\dfrac59\times12{,}6=7{,}0°\text{C}$ — dentro de 2–8 °C.

Caixa 3: $C=\dfrac59(41-32)=\dfrac59\times9=5{,}0°\text{C}$ — dentro de 2–8 °C.

Caixa 4: $C=\dfrac59(51{,}8-32)=\dfrac59\times19{,}8=11{,}0°\text{C}$ — fora do intervalo de 2–8 °C (acima do limite).

Portanto, a caixa cujas doses não estão à temperatura adequada é a caixa 4 — alternativa A.

Q19
Física · UECE 2021.1 · 2ª Fase

Um fio retilíneo é atravessado por uma corrente constante. Considerando a ocorrência em que um próton é lançado paralelamente ao fio e no mesmo sentido da corrente, no que diz respeito a sua trajetória, é correto dizer que esse próton

A)descreve uma trajetória circular em torno do fio.
B)se afasta do fio.
C)se aproxima do fio.
D)mantém sua trajetória inalterada.

Gabarito oficial CEV/UECE 2021.1

C
Resolução

Um fio retilíneo percorrido por corrente $I$ gera, ao seu redor, um campo magnético $\vec B$ com linhas de campo circulares, concêntricas ao fio, cujo sentido é dado pela regra da mão direita (polegar no sentido da corrente, dedos indicando o sentido de $\vec B$).

Adotando o fio ao longo do eixo $z$ (corrente no sentido $+z$) e o próton inicialmente na posição $(x,0,0)$ com $x>0$, o campo magnético nesse ponto aponta no sentido $+y$ (tangente à circunferência, perpendicular ao raio). O próton se move paralelamente ao fio e no mesmo sentido da corrente, ou seja, $\vec v=v\hat z$.

A força magnética é $\vec F=q\vec v\times\vec B=q(v\hat z)\times(B\hat y)=qvB(\hat z\times\hat y)=-qvB\,\hat x$. Como $q>0$ (próton) e o próton está em $x>0$, a força aponta no sentido $-\hat x$, ou seja, em direção ao fio.

Esse resultado é consistente com o fato conhecido de que dois condutores paralelos percorridos por correntes de mesmo sentido se atraem: uma carga positiva movendo-se paralelamente e no mesmo sentido da corrente do fio sofre uma força atrativa, aproximando-se dele — alternativa C.

Q20
Física · UECE 2021.1 · 2ª Fase

A qualidade do som percebida numa sala de concerto está relacionada à intensidade e à relação entre os sons que chegam aos ouvintes de forma direta e indireta, a partir da reflexão nas paredes. Um som pode ser considerado acusticamente agradável quando a diferença entre sua percepção direta e indireta possibilita uma sensação de continuidade. Esse fenômeno acústico é denominado de

A)difração.
B)polarização.
C)reverberação.
D)ressonância.

Gabarito oficial CEV/UECE 2021.1

C
Resolução

Quando o som direto (que chega diretamente da fonte ao ouvinte) se soma às múltiplas reflexões sucessivas nas paredes, teto e piso da sala (som indireto), o ouvido percebe uma persistência do som mesmo após a fonte ter cessado de emitir — esse prolongamento perceptivo é chamado de reverberação.

Uma reverberação bem calibrada (nem excessiva, que causaria embaralhamento sonoro, nem insuficiente, que tornaria o som "seco") é o que confere a sensação de continuidade e riqueza acústica em salas de concerto bem projetadas — alternativa C. (Isso se distingue do eco, que é a percepção de reflexões discretas e separadas no tempo, perceptíveis como repetições distintas do som original.)

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