UFC 2007 · Cursos semipresenciais — Questões de Física comentadas — Método TEF

Os carros permanecem unidos: o choque é perfeitamente inelástico. Durante a colisão, desprezamos o impulso externo horizontal e conservamos a quantidade de movimento.

$$m v_1+m v_2=(2m)v_f$$

$$v_f=\frac{10+30}{2}=20\text{ m/s}$$

Calculamos separadamente as energias antes e depois.

$$K_i=\frac12(2000)(10)^2+\frac12(2000)(30)^2$$

$$K_i=1{,}0\times10^6\text{ J}$$

$$K_f=\frac12(4000)(20)^2$$

$$K_f=8{,}0\times10^5\text{ J}$$

A energia mecânica perdida é convertida em deformação, aquecimento e som.

$$E_{diss}=K_i-K_f$$

$$E_{diss}=2{,}0\times10^5\text{ J}=200\text{ kJ}$$

Alternativa correta: A.

No modelo hidrostático, a água mantém densidade constante e o cilindro mantém seu volume. Seja p₀ a pressão do gás sobre a superfície. As pressões no topo e na base do cilindro são:

$$p_1=p_0+\rho gh_1$$

$$p_2=p_0+\rho gh_2$$

Para área transversal A, a resultante vertical das forças de pressão é:

$$E=(p_2-p_1)A$$

$$E=\rho g(h_2-h_1)A$$

$$E=\rho gV$$

A pressão externa comum se cancela. Retirar o ar reduz a pressão absoluta sobre todas as faces, mas não altera o empuxo. Como inicialmente E = mg, o corpo permanece em equilíbrio no mesmo lugar, sem força restauradora que selecione outra profundidade. Desprezam-se evaporação, cavitação e deformações, ausentes do modelo do item.

Alternativa correta: E.

Para o oscilador massa–mola ideal, o período depende da massa e da constante elástica.

$$T_A=2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}$$

Uma alteração da gravidade pode deslocar a posição de equilíbrio de uma mola vertical, mas não altera esse período, mantidos m e k.

Para um pêndulo simples em pequenas oscilações:

$$T_B=2\pi\sqrt{\frac{L}{g}}$$

$$\frac{T_{B,\mathrm{Lua}}}{T_{B,\mathrm{Terra}}}=\sqrt{\frac{g_{\mathrm{Terra}}}{g_{\mathrm{Lua}}}}>1$$

Cada oscilação do pêndulo passa a durar mais. Mantida a calibração terrestre, o relógio conta menos oscilações no mesmo intervalo e atrasa; o relógio de mola mantém seu ritmo ideal.

Alternativa correta: C.

A trajetória descrita coincide com o eixo de simetria da espira. Ao longo desse eixo, o campo magnético aponta perpendicularmente ao plano da espira e é paralelo ou antiparalelo à velocidade.

$$\vec F_m=q\,\vec v\times\vec B$$

$$F_m=|q|vB\sin\alpha$$

Nas duas orientações possíveis da corrente:

$$\alpha=0^\circ\quad\text{ou}\quad180^\circ$$

$$F_m=0$$

Considerando apenas a interação magnética solicitada, o elétron mantém velocidade e trajetória retilínea. O sinal negativo da carga não altera a conclusão quando o produto vetorial é nulo. O campo varia em intensidade ao longo do eixo; a força nula decorre de sua direção, não da hipótese de campo espacialmente uniforme.

Alternativa correta: C.

O item deve ser lido no contexto da prova, aplicada em 20 de maio de 2007. A dificuldade indicada é tecnológica: manter o plasma em condições de temperatura, densidade e confinamento capazes de sustentar uma produção útil de energia.

A fusão pode liberar energia ao unir núcleos leves, mas o processo exige vencer a repulsão elétrica entre eles. Conseguir reações isoladas não equivale a operar uma instalação que produza mais energia utilizável do que consome.

O balanço relevante deve considerar a instalação e seus sistemas de aquecimento e operação, não apenas a energia de uma reação ou de um evento isolado. O enunciado e a escolha da banca são preservados como registro histórico; não são apresentados como descrição tecnológica atual.

As demais proposições não identificam essa limitação: há combustíveis possíveis, a fusão pode ser desencadeada e a comparação entre energias exige especificar a massa de combustível e a reação. Também não se adota a afirmação ampla do comentário de que a fusão não teria impactos ambientais.

Alternativa correta: E.