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URCA · 2006.1 — Física comentada — Método TEF

Universidade Regional do Cariri

Q01
Mecânica — Leis de Newton — Máquina de Atwood

Considere o sistema mostrado na figura abaixo (Máquina de Atwood). Qual o valor da aceleração das massas?

Máquina de Atwood com massas raiz de 2 vezes m e 2m.
A)$2g/(2+\sqrt2)^2$
B)$2mg/(2+\sqrt2)^2$
C)$g/[2(2-\sqrt2)^2]$
D)$2g/(2-\sqrt2)^2$
E)$2g/(\sqrt2-2)^2$

Gabarito oficial — URCA 2006.1

A
Resolução comentada

As massas são $\sqrt2m$ e 2m. $a=(2-\sqrt2)g/(2+\sqrt2)=2g/(2+\sqrt2)^2$. Alternativa A.

Q02
Mecânica — Leis de Newton — Tração de Atwood

Considere o sistema da questão anterior. Qual o valor da tensão na corda?

Máquina de Atwood utilizada também na questão anterior.
A)$4g/(2+\sqrt2)^2$
B)$4mg\sqrt2/(2+\sqrt2)$
C)$4mg/(2+\sqrt2)^2$
D)$4g/(2-\sqrt2)^2$
E)$2g/(2-\sqrt2)^2$

Gabarito oficial — URCA 2006.1

B
Resolução comentada

$F_T=2m_1m_2g/(m_1+m_2)=4\sqrt2mg/(2+\sqrt2)$. Alternativa B. A figura da questão anterior foi repetida aqui para permitir leitura independente.

Q03
Mecânica — Dinâmica — Força resultante

Considere o caso em que uma força horizontal atua sobre um corpo em condições de se mover livremente, próximo a superfície terrestre. Nessa situação seria correto afirmar que:

A)haverá aceleração se a força for menor que o peso.
B)haverá aceleração se a força for maior que o peso.
C)haverá equilíbrio se a força for igual ao peso.
D)haverá aceleração apenas na horizontal.
E)haverá aceleração.

Gabarito oficial — URCA 2006.1

E
Resolução comentada

Uma força horizontal não nula produz aceleração se não for cancelada por outra força. Em condições de movimento livre, isso ocorre independentemente de seu módulo ser maior ou menor que o peso. Alternativa E; a frase não fornece apoio capaz de cancelar a gravidade para garantir aceleração apenas horizontal.

Q04
Mecânica — Resistência do ar — Velocidade terminal

Os pingos de chuva caem com velocidade constante no estágio final de sua queda. Qual seria a melhor justificativa para esse efeito?

A)A atuação da força gravitacional.
B)A atuação da força peso.
C)A atuação da resistência do ar.
D)A força de atrito com o ar se iguala à força peso.
E)A força de atrito com o ar supera a força peso.

Gabarito oficial — URCA 2006.1

D
Resolução comentada

Na velocidade terminal, a resistência do ar equilibra o peso. A resultante é zero e a velocidade permanece constante. Alternativa D.

Q05
Mecânica — Queda livre — Aceleração gravitacional

Qual das alternativas está relacionada com a aceleração de um corpo em queda livre?

A)massa do corpo
B)resistência do ar.
C)peso
D)aerodinâmica
E)aceleração constante.

Gabarito oficial — URCA 2006.1

E
Resolução comentada

No modelo próximo à superfície terrestre, sem resistência do ar, a queda livre tem aceleração aproximadamente constante g, independente da massa. Alternativa E.

Q06
Mecânica — Trabalho — Objeto sustentado

Considere que um homem de 80 kg segura um objeto de 10 kg. Qual o trabalho realizado pelo homem sobre o objeto?

A)10 J
B)0 J
C)1/8 J
D)800 J
E)80 J

Gabarito oficial — URCA 2006.1

B
Resolução comentada

Mantendo o objeto parado, seu deslocamento é zero, portanto o trabalho mecânico da força do homem sobre ele é zero. Alternativa B. Isso não implica gasto metabólico nulo.

Q07
Mecânica — Quantidade de movimento — Mesma energia cinética

Dois corpos possuem massas diferentes e a mesma energia cinética de translação. Qual a relação entre a quantidade de movimento dos corpos?

A)O corpo de maior massa possui maior quantidade de movimento.
B)O corpo de maior massa possui menor quantidade de movimento.
C)Os dois corpos possuem a mesma quantidade de movimento.
D)Se dois corpos possuem massa diferente não podem ter a mesma energia cinética.
E)Não existe relação entre a quantidade de movimento dos corpos.

Gabarito oficial — URCA 2006.1

A
Resolução comentada

$K=p^2/(2m)$, logo $p=\sqrt{2mK}$. Para a mesma energia cinética, o corpo de maior massa tem maior módulo de quantidade de movimento. Alternativa A.

Q08
Mecânica — Hidrostática — Pressão e profundidade

Qual o gráfico que melhor representa a variação da pressão com a profundidade?

A)Reta crescente com pressão inicial positiva.Reta crescente com pressão inicial positiva.
B)Reta crescente iniciada após uma profundidade positiva.Reta crescente iniciada após uma profundidade positiva.
C)Curva crescente em forma de S.Curva crescente em forma de S.
D)Reta crescente passando pela origem.Reta crescente passando pela origem.
E)Curva crescente que tende a um patamar.Curva crescente que tende a um patamar.

Gabarito oficial — URCA 2006.1

A
Resolução comentada

$p=p_0+\rho gh$ para líquido de densidade constante. A pressão absoluta cresce linearmente com a profundidade e começa em p₀, normalmente a pressão atmosférica. O gráfico A representa isso. D representaria pressão manométrica, se esse fosse o comando.

Q09
Termologia — Teoria cinética — Colisões elásticas

Qual das alternativas está associada com a teoria cinética dos gases?

A)As colisões entre as moléculas do gás são perfeitamente elásticas.
B)As colisões entre as moléculas do gás e as moléculas do recipiente são perfeitamente elásticas.
C)Todas as colisões moleculares são perfeitamente elásticas.
D)Somente ocorre colisão entre as moléculas do gás.
E)Somente ocorre colisão entre as moléculas do gás e as moléculas do recipiente.

Resposta após revisão

A ou B ou C
Resolução comentada

No modelo de gás ideal, as colisões entre partículas e com as paredes são tratadas como perfeitamente elásticas. C resume as hipóteses, mas A e B também descrevem propriedades válidas do mesmo modelo. Como o comando pede uma alternativa associada à teoria, a revisão aceita A, B e C e preserva C como referência oficial.

Q10
Termologia — Calor — Energia em trânsito

Qual das alternativas traduz o conceito de calor?

A)Calor é a temperatura do corpo
B)Calor é o estado energético do corpo
C)Calor é uma forma de energia química
D)Calor é a energia transferida de um corpo a outro devido apenas à diferença de temperatura entre eles.
E)Calor é a energia transferida de um corpo a outro devido à diferença de massa entre eles.

Gabarito oficial — URCA 2006.1

D
Resolução comentada

Calor é energia transferida exclusivamente em razão de diferença de temperatura. Alternativa D. Não é a temperatura nem uma substância armazenada no corpo.

Q11
Termologia — Transferência de energia — Radiação solar

A vida na terra é mantida pela energia proveniente do Sol. Qual o processo de transferência de energia que ocorre nesse caso?

A)Condução
B)Convecção
C)Temperatura
D)Irradiação
E)Calor

Gabarito oficial — URCA 2006.1

D
Resolução comentada

A energia atravessa o espaço por radiação eletromagnética, que não exige meio material. Alternativa D.

Q12
Termologia — Primeira lei — Conservação de energia

O primeiro princípio da termodinâmica está associado com que lei de conservação?

A)Conservação da massa
B)Conservação da carga
C)Conservação da energia
D)Conservação do momento linear
E)Conservação do momento angular

Gabarito oficial — URCA 2006.1

C
Resolução comentada

A primeira lei relaciona calor, trabalho e variação de energia interna, expressando a conservação da energia. Alternativa C.

Q13
Termologia — Segunda lei — Enunciado de Kelvin-Planck

Qual das alternativas apresenta o melhor enunciado do segundo princípio da termodinâmica?

A)a entropia se conserva.
B)a entropia sempre decresce.
C)nenhuma máquina térmica pode retirar calor de uma fonte e transformá-lo integralmente em trabalho.
D)uma máquina térmica, operando em ciclos, pode retirar calor de uma fonte e transformá-lo integralmente em trabalho.
E)nenhuma máquina térmica, operando em ciclos, pode retirar calor de uma fonte e transformá-lo integralmente em trabalho.

Gabarito oficial — URCA 2006.1

E
Resolução comentada

Nenhuma máquina cíclica pode ter como único resultado retirar calor de uma fonte e convertê-lo integralmente em trabalho. A exigência de operação em ciclos é essencial. Alternativa E.

Q14
Termologia — Entropia — Unidade no SI

Qual a unidade de entropia no Sistema Internacional (SI)?

A)J / K
B)K / J
C)J. s
D)J
E)K

Gabarito oficial — URCA 2006.1

A
Resolução comentada

Da relação reversível $dS=\delta Q_{rev}/T$, a unidade de entropia é joule por kelvin, J/K. Alternativa A.

Q15
Termologia — Máquina térmica — Erro na identificação da fonte

Qual o rendimento de uma máquina térmica que recebe 6000 J e cede 3000 J para uma fonte quente?

Esta questão apresenta inconsistência ou ambiguidade. Consulte a revisão na resolução; esta questão não recebe pontuação.

A)30 %
B)20 %
C)50 %
D)10 %
E)60 %

Resposta após revisão

Sem alternativa correta

Revisão: a referência registra C. Confira a análise da divergência na resolução.

Resolução comentada

O cálculo pretendido é $\eta=(6000-3000)/6000=50\%$, alternativa C, se 3000 J forem rejeitados à fonte fria. Porém, o texto impresso diz fonte quente. Essa troca impede identificar corretamente o ciclo térmico; a revisão preserva o texto e registra a resposta como condicional, excluindo a questão da pontuação.

Q16
Eletrostática — Distribuição de carga — Corpos extensos

Considere dois corpos carregados conforme representado na figura abaixo. Nesta situação é correto afirmar que:

Corpos extensos com distribuição de carga.
A)Os corpos possuem apenas interação eletrostática.
B)Os corpos não podem apresentar interação gravitacional.
C)A força eletrostática e a força gravitacional anulam-se.
D)A força eletrostática pode ser calculada por aplicação direta da Lei de Coulomb.
E)A força eletrostática não pode ser calculada por aplicação direta da Lei de Coulomb.

Gabarito oficial — URCA 2006.1

E
Resolução comentada

A figura mostra corpos extensos com distribuição de carga. A forma pontual $F=kq_1q_2/r^2$ não pode ser aplicada diretamente à carga total usando uma distância arbitrária; é necessário conhecer a distribuição e integrar, salvo simetrias especiais. Alternativa E.

Q17
Eletrostática — Superposição — Força entre duas cargas

A força Coulombiana, que uma carga exerce sobre a outra, é alterada pela proximidade de outras cargas?

A)Não é alterada, deste que à distância entre as duas cargas não mude.
B)É sempre alterada.
C)Pode ser alterada, dependendo da proximidade das outras cargas.
D)Não pode ser alterada, mas depende da configuração das cargas que estão se aproximando.
E)Não pode ser alterada em determinado meio.

Gabarito oficial — URCA 2006.1

A
Resolução comentada

A força que uma carga pontual exerce sobre outra, no mesmo meio e à mesma distância, não muda pela presença de outras cargas. A força resultante sobre cada uma muda pela soma das contribuições adicionais. Alternativa A.

Q18
Eletrostática — Polarização — Átomo em campo uniforme

Um átomo está submetido a um campo elétrico uniforme. Qual das alternativas melhor representa esta situação?

A)Núcleo e nuvem eletrônica aproximadamente centrados.Núcleo e nuvem eletrônica aproximadamente centrados.
B)Núcleo acima da nuvem eletrônica.Núcleo acima da nuvem eletrônica.
C)Núcleo abaixo da nuvem eletrônica.Núcleo abaixo da nuvem eletrônica.
D)Núcleo à direita da nuvem eletrônica.Núcleo à direita da nuvem eletrônica.
E)Núcleo à esquerda da nuvem eletrônica.Núcleo à esquerda da nuvem eletrônica.

Gabarito oficial — URCA 2006.1

D
Resolução comentada

O núcleo positivo desloca-se relativamente no sentido do campo e a nuvem eletrônica no sentido oposto, formando um dipolo induzido. Na figura, o campo aponta à direita e D coloca o núcleo à direita da nuvem. Alternativa D.

Q19
Eletrostática — Potencial — Superposição de cargas

Acompanhando uma linha reta existe uma distribuição de cargas positivas, de mesmo módulo q e separadas pela mesma distância a, conforme é representado na figura abaixo. Qual das alternativas representa a dependência matemática do potencial elétrico no ponto P? (k representa a constante eletrostática)

Cinco cargas positivas equidistantes à esquerda do ponto P.
A)$kqa(1+1/2+1/3+1/4+1/5)$
B)$kqa^{-2}(1+1/2+1/3+1/4+1/5)$
C)$kqa^{-1}(1+1/2+1/3+1/4+1/5)$
D)$5kqa^{-1}$
E)$5kqa^{-2}$

Gabarito oficial — URCA 2006.1

C
Resolução comentada

As cinco cargas ficam a distâncias a, 2a, 3a, 4a e 5a de P. Somando potenciais escalares, $V=(kq/a)(1+1/2+1/3+1/4+1/5)$. Alternativa C.

Q20
Eletromagnetismo — Força magnética — Condutor paralelo ao campo

Um condutor linear, percorrido por uma corrente elétrica contínua i, está imerso num campo magnético uniforme B. A situação é representada na figura abaixo. Qual o módulo da força magnética que atua sobre o condutor?

Condutor com corrente paralela ao campo magnético.
A)B / i
B)B i
C)i / B
D)B i2
E)zero

Gabarito oficial — URCA 2006.1

E
Resolução comentada

$F=BiL\sin\theta$. A figura mostra a corrente paralela ao campo, portanto θ = 0 e F = 0. Alternativa E.