Unifor 2019.2 — Demais cursos — Física com gabarito e resolução comentada

Universidade de Fortaleza

Prova de Física do Processo Seletivo 2019.2 da Unifor para os demais cursos, com gabarito oficial e resolução comentada pelo Método TEF.

Q16
Mecânica — Dinâmica — Distância de frenagem com e sem ABS

O sistema de freios ABS (Antilock Braking System, ou sistema de freio antibloqueio) é um mecanismo essencial para evitar acidentes de trânsito. Em janeiro de 2014, passou a valer uma nova determinação do Conselho Nacional de Trânsito, que obriga os veículos a saírem de fábrica no Brasil com esse tipo de sistema. O sistema de freios do tipo ABS é mais eficiente que os freios convencionais, a tambor ou a disco, pois não travam as rodas, reduzindo assim o espaço de frenagem, que é a distância necessária para que, após acionados os freios, um veículo consiga parar. Essa redução ocorre porque o ABS proporciona a prevalência do atrito estático entre o pneu e o solo, reduzindo a distância de parada e proporcionando maior segurança aos passageiros dos veículos. Qual a diferença entre os espaços de frenagens de um carro equipado com um sistema de freio convencional e outro equipado com ABS, ambos trafegando em asfalto seco a 108 km/h?

Dados: coeficiente de atrito estático entre os pneus e o asfalto seco: $\mu_e = 0{,}9$

Coeficiente de atrito cinético entre os pneus e o asfalto seco: $\mu_c = 0{,}9$

Gravidade: g = 10 m/s²

A)20 m
B)25 m
C)40 m
D)50 m
E)15 m

Gabarito oficial — Unifor 2019.2 (demais cursos)

B
Resolução

Convertendo a velocidade:

\[108\,\mathrm{km/h}=30\,\mathrm{m/s}\]

Em frenagem ideal na horizontal, com desaceleração μg:

\[s=\frac{v_0^2}{2\mu g}\]

O caderno fornece o mesmo coeficiente, 0,9, para o atrito estático e para o cinético. Com esses dados, a distância é a mesma nos dois sistemas:

\[s_{\text{convencional}}=s_{\text{ABS}}=\frac{30^2}{2\cdot0{,}9\cdot10}=50\,\mathrm m\;\Rightarrow\;\Delta s=0\]

Ressalva: a diferença nula não consta das alternativas. O gabarito oficial, mantido nesta página, indica B (25 m), valor que exigiria um coeficiente cinético de 0,6, dado que não está no texto.

Q17
Mecânica — Hidrostática — Pressão em barragem

O rompimento da barragem de Brumadinho, em 25 de janeiro de 2019, foi um dos maiores desastres com rejeitos de mineração no Brasil. Esse caso aconteceu três anos e dois meses após o rompimento da barragem de Mariana, ambas localizadas no estado de Minas Gerais. O rompimento resultou em um desastre de grandes proporções, fato que levou o governo federal a recomendar aos órgãos reguladores a fiscalização imediata de todas as barragens, com ênfase naquelas que apresentam risco à vida humana. Considere um tipo de barragem de armazenamento de água, com largura W = 300 m, como representada pela figura abaixo. A água atinge uma altura H = 80 m e a força exercida pela água em um ponto da barragem de altura h = 10 cm pode ser considerada constante. Qual a força que deve ser suportada por esse ponto da barragem? Dados: densidade da água: ρ = 1 g/cm³; aceleração da gravidade: g = 10 m/s².

Barragem em perspectiva, com a altura H da água, a largura W da barragem e a espessura d marcada na base.
A)2,4 × 10⁷ N
B)2,4 × 10⁸ N
C)2,7 × 10⁷ N
D)9,0 × 10⁵ N
E)8,0 × 10⁵ N

Gabarito oficial — Unifor 2019.2 (demais cursos)

A
Resolução

No pequeno trecho indicado ao fundo, aproximamos a pressão pela profundidade H:

\[p=\rho gH=1000\cdot10\cdot80=8\cdot10^5\,\mathrm{Pa}\]

A área do trecho de altura 10 cm e largura 300 m é:

\[S=300\cdot0{,}10=30\,\mathrm{m^2}\]

\[F=pS=8\cdot10^5\cdot30=2{,}4\cdot10^7\,\mathrm N\]

Q18
Eletricidade — Eletrodinâmica — Circuito resistivo em tela sensível ao toque

A tela sensível ao toque, conhecida como touch screen, é uma tecnologia surpreendente que se encontra presente hoje na grande maioria dos eletrônicos, principalmente em smartphones e tablets. Um tipo especial dessa tela é a de natureza resistiva, formada por três camadas finas, sendo uma resistiva e a outra de vidro normal recoberto por uma camada de metal condutor. A camada resistiva é separada da camada condutora por espaçadores, e uma corrente elétrica de baixa intensidade passa entre essas duas camadas. Quando a tela é tocada, a resistência do circuito é modificada no ponto de toque e um comando é percebido na tela. Um circuito simplificado de uma tela touch screen resistiva está representado na figura abaixo. A bateria fornece uma diferença de potencial de 6 V ao circuito, e todos os resistores possuem resistência iguais a 1kΩ. Um contato elétrico é inicialmente estabelecido na posição representada pela chave A, e uma corrente $i_A$ é fornecida ao circuito pela bateria. Um outro contato é agora estebelecido na posição B, e uma corrente $i_B$ é verificada. Qual o valor de $i_A$ e $i_B$, respectivamente?

Circuito com uma bateria V e quatro resistores de 1 kΩ, com as chaves A e B.
A)2,0 A e 3,0 A
B)3,0 A e 2,0 A
C)3,0 A e 3,0 A
D)6,0 A e 4,0 A
E)4,0 A e 6,0 A

Gabarito oficial — Unifor 2019.2 (demais cursos)

E
Resolução

Reduzindo as associações na posição A, obtemos:

\[R_A=1{,}5\,\mathrm{k\Omega}\]

\[i_A=\frac6{1500}=0{,}004\,\mathrm A=4\,\mathrm{mA}\]

Na posição B:

\[R_B=1\,\mathrm{k\Omega}\]

\[i_B=\frac6{1000}=0{,}006\,\mathrm A=6\,\mathrm{mA}\]

Ressalva: a alternativa E apresenta os valores 4,0 e 6,0 em ampères. Os resistores são de 1 kΩ, portanto as correntes devem estar em miliampères. Preservamos o gabarito oficial E e registramos a falha de unidade.

Q19
Termologia — Mudanças de fase — Gelo e refrigerante em equilíbrio

Um grupo de amigos ao sair da faculdade marca um encontro em uma lanchonete para matar aquela fome calorÍfica. Ao chegar primeiro, Yan, não aquentando de tanta fome, solicita à garçonete um cheesburguer e um copo de refrigerante com cubos de gelo conforme mostrado pela figura abaixo. A temperatura dos cubos de gelo e o refrigerante são iguais. Não existindo perdas de calor durante a fusão do gelo no refrigerante, o fenômeno físico que se observa no sistema refrigerante + gelo do lanche do Yan, indica que

Copo de refrigerante com cubos de gelo ao lado de um hambúrguer.
A)a temperatura do sistema mantém-se constante durante a fusão do gelo.
B)a temperatura do sistema aumenta durante a fusão do gelo.
C)a temperatura do sistema diminui.
D)a temperatura do gelo mantém-se constante e do refrigerante aumenta.
E)a temperatura do sistema sempre aumenta.

Gabarito oficial — Unifor 2019.2 (demais cursos)

A
Resolução

Gelo e refrigerante estão na mesma temperatura, a de fusão do gelo, e o sistema está isolado. Não há diferença de temperatura que force troca de calor.

Enquanto houver gelo se fundindo a pressão constante, a mistura permanece no patamar de temperatura da fusão. O calor latente necessário vem do refrigerante, sem alterar a temperatura de equilíbrio nesse intervalo.

Q20
Ondas — Ondas eletromagnéticas — Radiação de maior penetração

Os efeitos biológicos da radiação são decorrentes do uso das radiações ionizantes sobre o organismo. As alterações químicas provocadas pela radiação podem afetar uma célula de várias maneiras, resultando em morte prematura, impedimento ou retardo de divisão celular ou, ainda, modificação permanente que é passada para as células de gerações posteriores.

Sabendo-se que a radiação pode produzir efeitos em nível celular, causando sua morte ou modificação, devido aos danos causados nas fitas do ácido desoxirribonucleico (DNA) em um cromossomo, marque a alternativa que apresenta a radiação de maior penetração no organismo humano.

A)Luz visível
B)Raios gama
C)Ultravioleta
D)Infravermelho
E)Micro-ondas

Gabarito oficial — Unifor 2019.2 (demais cursos)

B
Resolução

No espectro eletromagnético, a energia de cada fóton cresce com a frequência:

\[E=hf\]

Entre as opções, as micro-ondas, o infravermelho, a luz visível e o ultravioleta têm frequências menores. Os raios gama têm as maiores frequências e, por isso, a maior penetração na matéria, o que os torna os mais danosos ao DNA.

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