Unifor 2000.2 — Conhecimentos Específicos — Física com gabarito e resolução comentada
Universidade de Fortaleza
Prova de Física do Vestibular 2000.2 da Unifor (Conhecimentos Específicos), com resolução comentada pelo Método TEF.
Q26
Mecânica — Introdução — Algarismos significativos numa subtração
A massa de uma bandeja com comida pronta é 750 g. A bandeja tem uma inscrição de fábrica indicando massa de 35,4 g. A massa real de comida pronta nessa bandeja, expressa em gramas com os algarismos significativos corretos, é igual a
A)714
B)714,6
C)714,60
D)715
E)715,0
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
D
Resolução
A subtração dá $750-35{,}4=714{,}6\ \mathrm g$. A massa de 750 g tem precisão de unidades de grama (sem casas decimais), portanto o resultado deve ser dado sem casa decimal: 715 g.
Q27
Mecânica — Cinemática — Diferença entre distâncias percorridas
Dois caminhoneiros que estão em viagem do Rio de Janeiro a Fortaleza, comunicam-se por rádio, informando suas posições. Às 7 h da manhã, a distância entre eles era, de aproximadamente, 200 km. À 1 h da tarde, o caminhoneiro que estava na frente constatou que sua velocidade média, desde às 7 h da manhã, era 10 km/h maior que a do colega. Nesse intervalo de tempo, a diferença entre as distâncias percorridas pelos dois caminhoneiros, em km, era igual a
A)30
B)60
C)140
D)170
E)200
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
Os 200 km iniciais não entram: a pergunta é sobre a diferença das distâncias percorridas.
Q28
Mecânica — Cinemática — Gráfico v × t de lançamento vertical
Atira-se uma pedra verticalmente. Ela sobe e, a seguir, volta ao ponto de partida. Desprezando-se a resistência do ar, o gráfico que pode representar a velocidade da pedra em função do tempo é o
A)
B)
C)
D)
E)
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
A
Resolução
A aceleração é constante, logo $v\times t$ é uma reta decrescente. Sem resistência do ar, a pedra volta ao ponto de partida com velocidade de mesmo módulo, mas sentido oposto: $v=-V_0$. Só o gráfico A cumpre as duas condições; B não tem velocidade negativa, C mostra o módulo, D tem aceleração impulsiva e E termina em $-V_0/2$.
Q29
Mecânica — Dinâmica — Aceleração de um container içado por cabo
Instruções: para responder às questões de números 29 a 31 utilize as informações que seguem.
Num intervalo de tempo de 6,0 s, um container de massa 4,00 toneladas é içado a partir do solo, usando-se um cabo de aço sob tração de $4{,}20\cdot10^4\ \mathrm N$, até a altura de 9,0 m. Despreze a resistência do ar e adote $g=10\ \mathrm{m/s^2}$.
O módulo da aceleração do container, em m/s², é igual a
A)10,5
B)10
C)5,0
D)2,5
E)0,50
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
Mecânica — Dinâmica — Maior reação normal ao longo de um trilho
Instruções: para responder às questões de números 32 a 34 utilize as informações abaixo.
Num parque de diversões, um carrinho com dois jovens, sendo a massa do conjunto 120 kg, está com velocidade de 10,0 m/s movendo-se sobre trilhos na parte horizontal e elevada do seu percurso representado parcialmente no esquema.
Considere desprezíveis as forças de atrito e a resistência do ar no trecho representado no esquema e adote $g=10\ \mathrm{m/s^2}$.
Quando o carrinho passa pelos pontos M, N, P, Q e R indicados no esquema, a força de reação dos trilhos sobre o carrinho tem maior módulo nas proximidades do ponto
A)M
B)N
C)P
D)Q
E)R
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
C
Resolução
Em P o carrinho está no fundo de um vale (concavidade para cima), onde a normal soma-se ao peso para fornecer a força centrípeta, e a velocidade é grande: $N=mg+m\,v^2/R>mg$. Em Q (topo de elevação), $N
Q33
Mecânica — Trabalho e energia — Energia mecânica do carrinho em relação ao solo
(Mesmo esquema: carrinho de 120 kg, a 10,0 m/s num trecho horizontal a 20 m do solo.)
A energia mecânica do conjunto em relação ao solo, quando está na posição indicada no esquema, é, em joules, igual a
A)$6{,}0\cdot10^4$
B)$3{,}0\cdot10^4$
C)$2{,}5\cdot10^4$
D)$6{,}5\cdot10^3$
E)$2{,}4\cdot10^3$
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
Mecânica — Hidrostática — Densidade de uma mistura de líquidos
Misturam-se 120 g de um líquido A de densidade $d_A=0{,}750\ \mathrm{g/cm^3}$ com 240 cm³ de um líquido B de densidade $d_B=1{,}25\ \mathrm{g/cm^3}$. Admitindo que os líquidos não reagem entre si e que o volume se conserva, a densidade da mistura, em g/cm³, vale
A)0,850
B)0,900
C)1,00
D)1,05
E)1,10
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
Mecânica — Hidrostática — Empuxo e força normal no fundo do recipiente
Um bloco metálico de peso 200 N está preso a um fio e com 80% de seu volume imerso num líquido, como mostra a figura abaixo.
Nessa situação, a intensidade da força de tração no fio vale 60,0 N. Cortando o fio, o bloco submerge totalmente, apoiando-se no fundo. Nessa nova situação, a intensidade da força normal que o fundo do recipiente exerce sobre o bloco, em newtons, vale
A)50
B)25
C)18
D)10
E)5,0
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
B
Resolução
Com 80% imerso: $E_{80}+T=P\Rightarrow E_{80}=200-60=140\ \mathrm N$.
Totalmente imerso, o empuxo é proporcional ao volume deslocado:
\[E=\frac{140}{0{,}80}=175\ \mathrm N\]
No fundo: $N+E=P\Rightarrow N=200-175=25\ \mathrm N$.
Q37
Termologia — Termometria — Escala arbitrária por gráfico
Uma escala de temperatura arbitrária X se relaciona com a escala Celsius de acordo com o gráfico abaixo.
Na escala X as temperaturas de fusão do gelo e ebulição da água, sob pressão normal, valem, respectivamente,
A)−40 e 60
B)−40 e 100
C)40 e 120
D)0 e 80
E)0 e 100
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
A
Resolução
A reta passa por $(40,\,0)$ e $(120,\,80)$, de coeficiente angular $\dfrac{80-0}{120-40}=1$:
\[t_X=t_C-40\]
Fusão do gelo ($0\ ^\circ\mathrm C$): $-40\ ^\circ\mathrm X$. Ebulição da água ($100\ ^\circ\mathrm C$): $60\ ^\circ\mathrm X$.
Q38
Termologia — Dilatação térmica — Coeficientes de dilatação por gráfico L × θ
Considere três barras metálicas homogêneas A, B e C. O gráfico abaixo representa o comprimento das barras em função da temperatura.
Os coeficientes de dilatação linear das barras A, B e C valem respectivamente $\alpha_A$, $\alpha_B$ e $\alpha_C$. A relação correta entre eles é
A)$\alpha_A=\alpha_B>\alpha_C$
B)$\alpha_A=\alpha_C>\alpha_B$
C)$\alpha_A>\alpha_B>\alpha_C$
D)$\alpha_A<\alpha_B<\alpha_C$
E)$\alpha_A<\alpha_C<\alpha_B$
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
E
Resolução
O coeficiente é a inclinação dividida pelo comprimento inicial. A tem a menor inclinação e o maior $L_0$, logo o menor $\alpha$. B e C têm o mesmo $L_0$, e B tem inclinação maior que C:
\[\alpha_A<\alpha_C<\alpha_B\]
Q39
Termologia — Calorimetria — Aquecimento de gelo com fusão e calorímetro
Um calorímetro de capacidade térmica 11 cal/°C contém 20 g de gelo. O calor necessário para aquecer o sistema de 270 K a 300 K, em calorias, vale
Dados: calor específico do gelo = 0,50 cal/g·°C; calor específico da água = 1,0 cal/g·°C; calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g.
A)$3{,}3\cdot10^2$
B)$6{,}3\cdot10^2$
C)$9{,}3\cdot10^2$
D)$2{,}5\cdot10^3$
E)$6{,}3\cdot10^3$
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
Termologia — Gases — Temperatura final numa transformação isocórica
Cinco mols de um gás perfeito ocupam um volume de 5 m³ sob pressão de 2,0 atmosferas e temperatura de 47 °C. Sofrendo uma transformação isocórica até que a pressão passe a ser de 3,0 atmosferas, a nova temperatura do gás, em °C, vale
A)24,6
B)70,5
C)207
D)320
E)400
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
C
Resolução
$T_1=47+273=320\ \mathrm K$. Com volume constante:
Ondas — Acústica — Distância mínima para ouvir o eco
Para se perceber dois sons distintamente, é necessário que eles sejam separados por um intervalo de tempo de, no mínimo, 0,10 s. A velocidade do som no ar é de $3{,}4\cdot10^2\ \mathrm{m/s}$. Uma pessoa produz um som a certa distância de uma parede. Para que a pessoa ouça nitidamente o eco, é necessário que a parede esteja à distância mínima de
A)10 m
B)17 m
C)30 m
D)42 m
E)70 m
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
Óptica — Reflexão e espelhos — Posição e tamanho da imagem num espelho côncavo
Dispõe-se um objeto, de tamanho 2,0 cm, perpendicularmente ao eixo principal de um espelho esférico côncavo de raio de curvatura 60 cm, à distância de 50 cm do espelho. A distância do espelho até um anteparo onde se pode captar a imagem nítida do objeto e o tamanho da imagem são, em cm, respectivamente,
A)38 e 1,5
B)50 e 2,0
C)60 e 2,4
D)75 e 3,0
E)150 e 6,0
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
Eletricidade — Eletrostática — Variação da energia potencial ao afastar duas cargas
Considere o sistema constituído por duas cargas elétricas, de mesmo sinal, $Q$ e $q$, sendo $r_1$ a distância entre elas. Se aumentarmos essa distância para $r_2$, a energia potencial do sistema
A)aumentará, sendo sua variação dada por $k\,Q\,q\left(\dfrac1{r_2}-\dfrac1{r_1}\right)$
B)diminuirá, sendo sua variação dada por $k\,Q\,q\left(\dfrac1{r_2}-\dfrac1{r_1}\right)$
C)aumentará, sendo sua variação dada por $k\,Q\,q\left(\dfrac1{r_2^2}-\dfrac1{r_1^2}\right)$
D)diminuirá, sendo sua variação dada por $k\,Q\,q\left(\dfrac1{r_2^2}-\dfrac1{r_1^2}\right)$
E)permanecerá constante.
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
B
Resolução
A energia potencial elétrica é $E_p=\dfrac{k\,Q\,q}{r}$. A variação é:
Como $r_2>r_1$ e $Q\,q>0$, $\Delta E_p<0$: a energia diminui (cargas de mesmo sinal se repelem e afastam-se espontaneamente).
Q47
Eletricidade — Eletrostática — Campo elétrico fora de uma esfera condutora
Um condutor esférico, de raio 50 cm e uniformemente carregado com carga $Q=2{,}0\ \mu\mathrm C$, está em equilíbrio elétrico no ar. A constante eletrostática do ar é $k=9{,}0\cdot10^9\ \mathrm{N\cdot m^2/C^2}$. Num ponto situado a 1,0 m do centro da esfera, o vetor campo elétrico aponta para
A)o centro e tem módulo $9{,}0\cdot10^{-3}\ \mathrm{V/m}$.
B)o centro e tem módulo $1{,}8\cdot10^4\ \mathrm{V/m}$.
C)fora do centro e tem módulo $9{,}0\cdot10^{-3}\ \mathrm{V/m}$.
D)fora do centro e tem módulo $1{,}8\cdot10^4\ \mathrm{V/m}$.
E)fora do centro e tem módulo $1{,}8\cdot10^{10}\ \mathrm{V/m}$.
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
D
Resolução
Fora do condutor, ele equivale a uma carga pontual no centro. A carga é positiva, então o campo aponta para fora do centro:
Eletricidade — Eletrodinâmica — Curva corrente × tensão de um dispositivo
Para certo dispositivo foi representada a curva corrente × tensão e foram feitas três afirmações.
I. O dispositivo obedece à lei de Ohm.
II. Quando os terminais do dispositivo estão submetidos a 100 V, sua resistência é de $5{,}0\cdot10^3\ \Omega$.
III. Quando submetido a 300 V, a potência dissipada no dispositivo é de 30 W.
Pode-se afirmar que SOMENTE
A)I é correta.
B)II é correta.
C)III é correta.
D)I e II são corretas.
E)II e III são corretas.
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
E
Resolução
I) Falsa: a curva não é uma reta pela origem.
II) Correta: em 100 V a corrente é 20 mA, logo $R=\dfrac{100}{20\cdot10^{-3}}=5{,}0\cdot10^3\ \Omega$.
III) Correta: em 300 V a corrente é 100 mA, logo $P=V\,i=300\cdot0{,}100=30\ \mathrm W$.
Q49
Eletricidade — Eletrodinâmica — Corrente e tensão num gerador real
A uma bateria, de força eletromotriz 20 V e resistência interna 2,0 Ω, liga-se um resistor de 8,0 Ω. Nessas condições, a corrente no circuito, em ampères, e a tensão nos terminais da bateria, em volts, são, respectivamente,
A)2,0 e 16
B)2,0 e 8,0
C)2,5 e 10
D)2,5 e 8,0
E)4,0 e 10
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
Eletromagnetismo — Magnetismo — Experiência de Oersted
A experiência de Oersted comprovou que
A)dividindo-se um ímã ao meio, cada metade constitui um pólo magnético.
B)um campo magnético é capaz de acelerar uma carga elétrica estacionária.
C)uma carga elétrica em movimento cria em torno de si um campo magnético.
D)uma carga elétrica sofre desvio quando se desloca num campo magnético, na mesma direção do campo.
E)dois fios paralelos, com correntes em sentidos opostos, se atraem.
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
C
Resolução
Em 1820, Oersted observou que uma corrente elétrica desviava a agulha de uma bússola, mostrando que cargas em movimento criam campo magnético. As demais afirmações são falsas: o ímã dividido gera dois ímãs com dois pólos cada; o campo não acelera carga em repouso; a carga não sofre força se vai na direção do campo; e fios com correntes opostas se repelem.
