Prova UNINTA 2018.1 — Física com Gabarito e Resolução

Q31

Mecânica — Cinemática — Aceleração Média

A vítima de um acidente automobilístico tem 30 anos de idade, apresenta uma massa de 70,0 kg e estava dirigindo a uma velocidade de 57,6 km/h.

Considerando que o veículo partiu do repouso e após 20,0 s atingiu essa velocidade, então o módulo da aceleração que a vítima estava submetida imediatamente antes do acidente, em $\text{m/s}^2$, é igual a

A)1,4

B)1,2

C)1,0

D)0,8

E)0,6

Gabarito — UNINTA 2018.1

D

Resolução

Convertendo a velocidade: $57{,}6\text{ km/h}=\dfrac{57{,}6}{3{,}6}=16{,}0\text{ m/s}$.

Partindo do repouso, $a=\dfrac{\Delta v}{\Delta t}=\dfrac{16{,}0-0}{20{,}0}=0{,}8\text{ m/s}^2$.

Q32

Mecânica — Trabalho e energia — Energia Cinética

A vítima de um acidente automobilístico tem 30 anos de idade, apresenta uma massa de 70,0 kg e estava dirigindo a uma velocidade de 57,6 km/h.

A energia cinética da vítima, no instante imediatamente anterior ao acidente, em kJ, era igual a

A)4,50

B)5,79

C)6,82

D)7,65

E)8,96

Gabarito — UNINTA 2018.1

E

Resolução

Com $v=57{,}6\text{ km/h}=16{,}0\text{ m/s}$ e $m=70{,}0\text{ kg}$:

$E_c=\dfrac{m\,v^2}{2}=\dfrac{70{,}0\times16{,}0^2}{2}=35{,}0\times256=8\,960\text{ J}=8{,}96\text{ kJ}$.

Q33

Termologia — Calorimetria — Troca de Calor em Mistura

Uma enfermeira necessita imergir um paciente em 20,0 L de água morna à temperatura de 35 °C. Ela dispõe de água fria a 10 °C, de água quente a 30 °C e de 200,0 kcal, que deve ser totalmente usado.

Considerando-se o calor específico e a massa específica da água constantes e iguais, respectivamente, a $1{,}0\text{ cal/g}\,{}^\circ\text{C}$ e $1{,}0\text{ g/cm}^3$, conclui-se que a quantidade de água fria que deve ser misturada, em L, é igual a

A)2,0

B)5,0

C)8,0

D)12,0

E)15,0

Gabarito — UNINTA 2018.1

B

Resolução

Com densidade 1,0 g/cm³, 1 L de água tem 1 000 g. Seja $m_f$ a massa de água fria e $m_q=20\,000-m_f$ a de água quente (em g). A soma das trocas de calor é igual aos 200 kcal fornecidos:

$m_f\cdot1{,}0\cdot(35-10)+m_q\cdot1{,}0\cdot(35-30)=200\,000$ cal.

Substituindo $m_q$: $25\,m_f+5\,(20\,000-m_f)=200\,000\Rightarrow20\,m_f=100\,000\Rightarrow m_f=5\,000\text{ g}$.

Essa massa corresponde a 5,0 L de água fria.

Q34

Termologia — Transmissão de calor — Propagação de Calor

As trocas de calor entre o corpo humano e o ambiente são um dos motivos que geram eriçamento dos pelos. Esse efeito é provocado quando o corpo perde calor para o ambiente, ou seja, quando a diferença de temperatura entre os elementos provoca um fluxo de energia térmica.

Com base nos conhecimentos a respeito dos processos de propagação de calor, é correto afirmar:

A)A condução de calor pode ocorrer em meios materiais e no vácuo.

B)O calor é uma energia térmica em trânsito e é apenas transmitido por meios materiais.

C)Os processos de propagação de calor por condução e convecção ocorrem em todos os tipos de meios.

D)A sensação de frio é provocada pela perda de calor do corpo para o meio ambiente por meio do processo de radiação.

E)O processo de convecção térmica consiste na movimentação de partes do fluido dentro dele mesmo, em razão da diferença de densidade entre as suas partes.

Gabarito — UNINTA 2018.1

E

Resolução

A) a condução exige meio material; no vácuo só há radiação. B) o calor também se propaga por radiação, que dispensa meio material. C) a convecção ocorre apenas em fluidos (líquidos e gases), e não em sólidos. D) a sensação de frio pode vir de condução, convecção ou radiação, não só da radiação.

Na convecção, o fluido aquecido fica menos denso e sobe, enquanto o fluido mais frio e denso desce, o que cria correntes de convecção. É o que a última afirmação descreve.

Q35

Termologia — Calorimetria — Calorímetro e Equilíbrio Térmico

Para que a análise das trocas de calor em um sistema tenha uma boa precisão, é realizada dentro de um recipiente fechado, incapaz de trocar calor com o ambiente e com seu interior chamado calorímetro. Um bloco de material desconhecido de massa 400,0 g encontra-se a uma temperatura de 60 °C quando é colocado dentro de um recipiente de capacidade térmica $20\text{ cal/}{}^\circ\text{C}$, que contém 100,0 g de água, a 25 °C.

Sendo a temperatura final de equilíbrio igual a 35 °C e o calor específico da água igual a 1,0 cal/g, é correto afirmar que o calor específico do material de que é feito o bloco, em $\text{cal/g}\,{}^\circ\text{C}$, é igual a

A)0,20

B)0,16

C)0,12

D)0,08

E)0,04

Gabarito — UNINTA 2018.1

C

Resolução

Em um sistema isolado, a soma das quantidades de calor trocadas é nula: $Q_{\text{bloco}}+Q_{\text{água}}+Q_{\text{recipiente}}=0$.

$400{,}0\,c\,(35-60)+100{,}0\times1{,}0\times(35-25)+20\times(35-25)=0$

$-10\,000\,c+1\,000+200=0\Rightarrow c=\dfrac{1\,200}{10\,000}=0{,}12\text{ cal/g}\,{}^\circ\text{C}$.

Q36

Óptica — Reflexão e espelhos — Conceitos de Óptica Geométrica

Grande parte das informações que se percebe do mundo é através da visão, que é caracterizada pela interação da luz com a retina dos olhos.

Com base nos conhecimentos sobre Óptica Geométrica, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas.

( ) Um espelho plano é aquele em que a superfície de reflexão é parcialmente plana.

( ) Durante a reflexão de um raio de luz, são conservadas a frequência e a velocidade de propagação, enquanto, durante a sua refração, apenas a frequência é mantida constante.

( ) Quando um corpo opaco é colocado entre uma fonte de luz e um anteparo, é possível delimitar regiões de sombra e penumbra. A penumbra é a região do espaço que não recebe luz direta da fonte.

( ) Quando um espelho é transladado paralelamente a si mesmo, a imagem de um objeto fixo sofre translação no mesmo sentido do espelho, mas com comprimento equivalente ao dobro do comprimento da translação do espelho.

A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a

A)F V V F

B)F V F V

C)F F V V

D)V V F F

E)V F F V

Gabarito — UNINTA 2018.1

B

Resolução

1ª (F): espelho plano é aquele cuja superfície refletora é totalmente plana.

2ª (V): na reflexão, a luz continua no mesmo meio, por isso frequência e velocidade se mantêm; na refração, a velocidade muda com o meio e apenas a frequência (determinada pela fonte) é preservada.

3ª (F): a região que não recebe luz direta da fonte é a sombra. A penumbra recebe luz de parte da fonte.

4ª (V): quando o espelho se desloca de $d$, a distância do objeto ao espelho muda de $d$, e a imagem, simétrica ao objeto, se desloca $2d$ no mesmo sentido do espelho.

Q37

Ondas — Acústica — Qualidades do Som

As ondas mecânicas podem ser classificadas de acordo com as direções da vibração e da propagação. O som é um exemplo de onda mecânica e é caracterizado por três qualidades que dependem da sensação que se tem quando é ouvido.

Com base nos conhecimentos sobre Ondas, é correto afirmar:

A)As ondas mecânicas se propagam apenas em meios gasosos, como o ar.

B)Os efeitos físicos associados à superposição de duas ou mais ondas são chamados de difração.

C)O timbre é a característica que permite ao ouvido distinguir sons de altura e intensidade iguais produzidos por instrumentos diferentes.

D)A intensidade é uma propriedade relacionada com a frequência e é o que permite classificar o som como agudo ou grave.

E)A altura está relacionada com a energia transportada pela onda sonora e é o que permite classificar o som como forte ou fraco.

Gabarito — UNINTA 2018.1

C

Resolução

A) ondas mecânicas se propagam também em líquidos e sólidos. B) a superposição de ondas é a interferência; difração é o contorno de obstáculos. D) e E) estão com as qualidades trocadas: a altura depende da frequência (som agudo ou grave) e a intensidade está ligada à energia (som forte ou fraco).

O timbre é a qualidade que depende da forma da onda (harmônicos presentes) e que permite distinguir dois instrumentos tocando a mesma nota com a mesma intensidade.

Q38

Eletromagnetismo — Campo magnético — Campo de Fios Retilíneos

Dois fios paralelos verticais, Fio 1 e Fio 2, separados pela distância x, com correntes para cima. O ponto A fica à direita do fio 2, a uma distância y dele, na altura das setas de corrente.

A figura mostra dois fios paralelos e longos que transportam correntes constantes, de mesmo sentido e intensidades $i_1=10{,}0\text{ A}$ e $i_2=20{,}0\text{ A}$.

Considerando-se $x=1{,}0\text{ m}$, $y=3{,}0\text{ m}$ e $\mu_0=4\pi\cdot10^{-7}\text{ T}\cdot\text{m/A}$ (permeabilidade magnética do vácuo), é correto afirmar que a intensidade do campo magnético que essas correntes criam no ponto A, em μT, é, aproximadamente, igual a

A)1,83

B)1,77

C)1,62

D)1,53

E)1,45

Gabarito — UNINTA 2018.1

A

Resolução

O campo de um fio longo é $B=\dfrac{\mu_0\,i}{2\pi\,d}$. O ponto A está à direita dos dois fios, então os campos de $i_1$ e $i_2$ têm o mesmo sentido em A e seus módulos se somam.

Distâncias: fio 2 a $d_2=y=3{,}0\text{ m}$, e fio 1 a $d_1=x+y=4{,}0\text{ m}$.

$B_1=\dfrac{4\pi\cdot10^{-7}\times10{,}0}{2\pi\times4{,}0}=0{,}50\,\mu\text{T}$ e $B_2=\dfrac{4\pi\cdot10^{-7}\times20{,}0}{2\pi\times3{,}0}\approx1{,}33\,\mu\text{T}$.

$B=B_1+B_2\approx1{,}83\,\mu\text{T}$.

Q39

Eletricidade — Eletrodinâmica — Equação do Gerador

I (A)	2,0	3,0	6,0
U (V)	52,0	48,0	36,0

A energia elétrica é muito importante para o mundo de hoje, pois, através dela, o avanço tecnológico e as facilidades que completam a vida moderna são cada vez maiores. A tabela representa a intensidade I da corrente elétrica entre as extremidades de um gerador elétrico quando submetido a uma ddp U.

Com base nas informações fornecidas na tabela, é correto afirmar que a força eletromotriz desse gerador, em V, é igual a

A)54,0

B)56,0

C)58,0

D)60,0

E)62,0

Gabarito — UNINTA 2018.1

D

Resolução

A equação do gerador é $U=\varepsilon-r\,i$. Usando dois pontos da tabela, a resistência interna é o módulo da inclinação: $r=\dfrac{52{,}0-48{,}0}{3{,}0-2{,}0}=4{,}0\,\Omega$ (o ponto de $6{,}0\text{ A}$ confirma: $48{,}0-36{,}0=12{,}0$ para $3{,}0\text{ A}$).

Substituindo um ponto, por exemplo $i=2{,}0\text{ A}$ e $U=52{,}0\text{ V}$: $52{,}0=\varepsilon-4{,}0\times2{,}0\Rightarrow\varepsilon=60{,}0\text{ V}$.

Q40

Eletromagnetismo — Campo magnético — Campo no Centro de uma Bobina

Os prótons existentes nos tecidos humanos sofrem um tipo de ressonância conhecido como ressonância nuclear, quando submetidos a campos magnéticos gerados por bobinas supercondutoras.

Considerando-se uma bobina chata formada por 100 espiras circulares de raio $\pi$ cm, percorridas por uma corrente de 2,0 A e a permeabilidade magnética do meio igual a $4\pi\cdot10^{-7}\text{ T}\cdot\text{m/A}$, então a intensidade do vetor campo magnético no seu centro, em G, é igual a

A)40,0

B)35,0

C)30,0

D)25,0

E)20,0

Gabarito — UNINTA 2018.1

A

Resolução

No centro de uma bobina chata de $N$ espiras de raio $R$, $B=\dfrac{N\,\mu_0\,i}{2R}$. Com $R=\pi\text{ cm}=\pi\cdot10^{-2}\text{ m}$:

$B=\dfrac{100\times4\pi\cdot10^{-7}\times2{,}0}{2\,\pi\cdot10^{-2}}=4{,}0\cdot10^{-3}\text{ T}$.

Como $1\text{ T}=10^{4}\text{ G}$, $B=40{,}0\text{ G}$.