Unifor 2011.2 — Demais cursos — Física com gabarito e resolução comentada
Universidade de Fortaleza
Prova de Física do Processo Seletivo 2011.2 da Unifor para os demais cursos, com resolução comentada pelo Método TEF.
Q16
Mecânica — Dinâmica — Atrito estático no rotor
Um rotor é um cilindro oco de raio R muito comum em parques de diversões. Ele funciona da seguinte forma: uma pessoa entra no cilindro e fica em pé, encostada na parede interna. O cilindro começa a girar até atingir uma determinada velocidade escalar que a partir daí se mantém constante. Então o piso do cilindro é abaixado, mas a pessoa não desliza em relação à parede interna do rotor devido ao atrito estático existente entre a parede e a pessoa.
Dois amigos discutem sobre a segurança do rotor.
— “Rapaz, é seguro! Eu te garanto.” — “Tá louco, cara. Você é magrinho, mas eu sou mais pesado. De repente eu escorrego e a queda é feia. Não viu a profundidade do buraco?”
Por que ambos ficarão “colados” na parede do cilindro e não escorregarão?
A)Porque o coeficiente de atrito estático entre a parede do cilindro e os seus passageiros é: $\mu_{\min}=\dfrac{R^2g}{V}$
B)Porque o coeficiente de atrito estático entre a parede do cilindro e os seus passageiros é: $\mu_{\min}=\dfrac{Vg}{R}$
C)Porque o coeficiente de atrito estático entre a parede do cilindro e os seus passageiros é: $\mu_{\min}=\dfrac{Rg}{V^2}$
D)Porque o coeficiente de atrito estático entre a parede do cilindro e os seus passageiros é: $\mu_{\min}=\dfrac{Rg}{V}$
E)Nenhuma das respostas anteriores é correta.
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
C
Resolução
A parede empurra a pessoa para o centro e essa normal é a resultante centrípeta:
\[N=\frac{mV^2}{R}\]
O atrito estático equilibra o peso e deve ser, no máximo, $\mu N$:
A massa se cancela: magros e pesados ficam colados sob a mesma condição.
Q17
Eletricidade — Eletrodinâmica — Segunda lei de Ohm com fios de mesmo volume
A energia elétrica é um dos insumos fundamentais no nosso mundo atual estando presente em praticamente todas atividades humanas. Sua transmissão utiliza em larga escala fios metálicos, e o cobre é o metal mais utilizado na fabricação desses fios. Uma fábrica, com uma mesma quantidade de cobre, fabrica dois fios de formato cilíndrico. O primeiro com comprimento $L_1$ e diâmetro $D_1$, e o segundo de comprimento $2L_1$ e diâmetro desconhecido. Se o primeiro fio tem uma resistência elétrica R, a resistência elétrica do segundo fio será:
A)R/2
B)R
C)2R
D)4R
E)8R
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
Óptica — Refração — Refração em lâmina com incidência rasante
A trajetória da luz em determinado espaço é representada por um raio que indica sua fonte, ou seja, de onde sai a luz e para onde ela se dirige. Assim, considerando a trajetória de um raio de luz monocromática que incide rasante em uma das faces de uma lâmina de vidro de faces paralelas, imersa no ar, com índice de refração igual a $\sqrt{2}$, pode-se afirmar que esta trajetória é melhor representada como:
A)
B)
C)
D)
E)
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
E
Resolução
Incidência rasante significa ângulo de incidência de $90^\circ$ com a normal. Pela lei de Snell:
Nas faces paralelas, o ângulo de incidência na segunda face é também $45^\circ$, logo o raio emerge com $\mathrm{sen}\,\alpha=\sqrt2\,\mathrm{sen}\,45^\circ=1$, isto é, rasante (90°), paralelo ao raio incidente. A figura que mostra a refração de 45° e a saída rasante é a E.
Q19
Termologia — Termodinâmica — Trabalho no diagrama P × V
Um garoto necessita encher o pneu de sua bicicleta e utiliza uma bombinha manual. Considere que a bombinha corresponde ao modelo do cilindro mostrado na figura abaixo. O ar no interior do cilindro se comporta de modo aproximado ao de um gás ideal. Um gás ideal é um modelo consistindo de partículas pontuais que não interagem e se movem de modo aleatório. No cilindro, estamos comprimindo ar de maneira extremamente lenta (processo quase estático). O gráfico que representa esta compressão é o diagrama P x V. Podemos afirmar que a área sobre a curva do diagrama P x V representa:
A)o calor liberado pelo gás.
B)o calor liberado sobre o gás.
C)a energia cinética média das moléculas do gás.
D)o trabalho realizado pelo gás.
E)o trabalho realizado sobre o gás.
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
E
Resolução
No diagrama $P\times V$, a área sob a curva é numericamente igual ao módulo do trabalho:
\[|W|=\int P\,dV\]
No processo de A para B o volume diminui (compressão), então o ambiente realiza trabalho sobre o gás: a área representa o trabalho realizado sobre o gás.
Q20
Termologia — Dilatação térmica — Dilatação térmica no cotidiano
Praticamente todas as substâncias, sejam sólidas, líquidas ou gasosas, sofrem os efeitos da variação de temperatura com consequências na vida cotidiana. Sabe-se que as dimensões de um corpo estão sujeitas às mudanças quando ele é submetido a diferentes temperaturas. Na maioria das vezes, uma elevação da temperatura implica o aumento dimensional do corpo, enquanto a contração dele é possível com a redução da temperatura. Assim, assinale a assertiva correta:
A)O encaixe firme de um eixo em um furo pode ser conseguido aplicando-se esse fenômeno.
B)Ao recortar um disco circular de uma folha de alumínio, os diâmetros do disco e do orifício serão aumentados distintamente quando aquecidos igualmente.
C)Ao se colocar um líquido muito quente em um copo de vidro comum não há qualquer possibilidade de ele trincar, uma vez que as dilatações de seus lados, interno e externo, são iguais.
D)Ao se colocar um líquido muito quente em um copo de vidro comum, o risco de o copo trincar é menor quando ele se encontrar parcialmente preenchido pelo líquido.
E)Ao se preencher dois copos de vidro, um comum e outro pirex, com um líquido muito quente, pode-se afirmar que as chances de sofrerem trincas são iguais.
Resposta pela resolução — gabarito oficial não localizado
A
Resolução
A) Verdadeira: resfriando-se o eixo (ou aquecendo-se a peça com o furo) ele entra com folga; ao voltarem à mesma temperatura o encaixe fica firme (ajuste por dilatação térmica).
B) Falsa: o orifício dilata como se fosse feito do próprio material; disco e orifício aumentam na mesma proporção.
C) Falsa: o interior do copo aquece antes do exterior e as dilatações diferentes geram tensões que podem trincá-lo.
D) Falsa: o risco de trincar não diminui por o copo estar parcialmente cheio; a diferença de temperatura entre as regiões continua.
E) Falsa: o pirex tem coeficiente de dilatação muito menor, e trinca bem menos que o vidro comum.
