URCA 2008.1: Física com gabarito e resolução

Q01

Mecânica — Cinemática — Projétil e retorno do som

Um indivíduo dispara um projétil com velocidade de 200 m/s sobre um alvo. Ele ouve o impacto do projétil no alvo, 2,2 s depois do disparo. Sabendo-se que a velocidade do som no ar é de 340 m/s, qual a distância do indivíduo ao alvo?

A)289 m

B)304 m

C)277 m

D)304 m

E)199 m

Gabarito revisado — URCA 2008.1

Resolução comentada

O tempo total é $d/200+d/340=2{,}2$ s. Logo, $d=2{,}2/(1/200+1/340)\approx277$ m. Alternativa C; som e projétil percorrem a mesma distância em etapas consecutivas.

Q02

Mecânica — Cinemática — Fotografia estroboscópica

A Figura abaixo representa o movimento de uma esfera que foi fotografado com efeito estroboscópio. Isso significa que os intervalos de tempos entre posições sucessivas são iguais. Com base na figura podemos afirmar:

Posições da esfera em intervalos de tempo iguais, com espaçamentos variáveis.

A)que o movimento da esfera é retilíneo e uniforme;

B)que a velocidade escalar média da esfera em cada intervalo de tempo é sempre a mesma;

C)que a velocidade da esfera diminui com o tempo;

D)que o movimento da esfera é acelerado;

E)que o movimento da esfera é uniformemente acelerado.

Gabarito revisado — URCA 2008.1

Resolução comentada

As separações entre posições sucessivas não são constantes. A velocidade varia, logo o movimento é acelerado no sentido geral de possuir aceleração. Alternativa D. A imagem não sustenta aceleração constante, pois o último intervalo se reduz.

Q03

Mecânica — Movimento circular — Velocidades angular e linear

Um disco gira no sentido anti-horário com velocidade angular constante. Três pontos foram marcados na superfície do disco, conforme figura. Marque (V) para verdadeiro e (F) para falso. ( ) Os três pontos marcados apresentam velocidades lineares iguais; ( ) A velocidade linear de B é maior; ( ) A velocidade angular dos três pontos são iguais. A seqüência correta é:

Disco com pontos A, B e C a distâncias distintas do eixo.

A)F, V e V

B)V, F e V

C)F, V e F

D)V, V e F

E)F, F e V

Gabarito revisado — URCA 2008.1

Resolução comentada

Num disco rígido todos os pontos têm a mesma velocidade angular. A velocidade linear tem módulo $v=\omega r$, maior para B, o ponto mais distante do eixo. A sequência é F, V, V: A.

Q04

Mecânica — Trabalho e potência — Trabalho do motor

Para arrastar um corpo de 1000 kg entre dois pontos, com movimento uniforme, um motor de potência igual 1500 W opera durante 90 s. Determine o trabalho motor realizado:

A)140 KJ

B)135 KJ

C)16 KJ

D)160 KJ

E)125 KJ

Gabarito revisado — URCA 2008.1

Resolução comentada

$W=Pt=1500\cdot90=135000$ J = 135 kJ. Alternativa B.

Q05

Óptica — Princípios — Independência dos raios

“Quando dois ou mais raios de luz vindos de fontes diferentes se cruzam, seguem suas trajetórias de forma independente, como se os outros não existissem.” Este texto caracteriza:

A)O princípio da reversibilidade dos raios de luminosos;

B)O princípio da propagação retilínea da luz;

C)A refração da luz;

D)O princípio da independência dos raios luminosos;

E)A polarização da luz.

Gabarito revisado — URCA 2008.1

Resolução comentada

Na óptica geométrica linear, raios de fontes diferentes podem se cruzar e continuar seguindo suas trajetórias independentemente. É o princípio da independência dos raios luminosos: D.

Q06

Ondulatória — Ondas eletromagnéticas — Comprimento de onda

Uma emissora de rádio transmite na freqüência de 895 kHz. Sabendo-se que a velocidade das ondas de rádio é de $3\times10^8$ m/s. Determine o comprimento de onda dessa emissora:

A)$3{,}35\times10^{2}$ m

B)$2{,}68\times10^{3}$ m

C)$3{,}35\times10^{5}$ m

D)$2{,}68\times10^{10}$ m

E)$3{,}35\times10^{10}$ m

Gabarito revisado — URCA 2008.1

Resolução comentada

$\lambda=c/f=3\times10^8/(895\times10^3)\approx335$ m = $3{,}35\times10^2$ m. Alternativa A.

Q07

Física moderna — Partículas — Hádrons e léptons

Podemos classificar as partículas, a grosso modo, na base da força forte agir ou não sobre elas. As partículas sobre as quais atua a força forte são chamadas de _____________. As partículas sobre as quais não atua a força forte, e para as quais a força fraca é dominante, são chamadas de ______________.

A)elétrons e hádrons;

B)bárions e nêutrons;

C)quarks e léptons;

D)férmions e hádrons;

E)hádrons e léptons.

Gabarito revisado — URCA 2008.1

Resolução comentada

Hádrons são partículas compostas sujeitas à interação forte; léptons não participam dessa interação. Alternativa E. Quarks também sentem a força forte, mas a classificação apresentada usa as famílias hádrons e léptons; léptons carregados também interagem eletromagneticamente.

Q08

Física moderna — Relatividade — Constância de c

“A velocidade da luz no vácuo tem o mesmo valor c em todas as direções e em todos os referenciais inerciais.” Este postulado refere-se:

A)A teoria da gravitação universal;

B)A teoria da relatividade restrita;

C)Ao princípio de Huygens;

D)Ao efeito Doppler;

E)A teoria de Maxwell.

Gabarito revisado — URCA 2008.1

Resolução comentada

A invariância da velocidade da luz no vácuo entre referenciais inerciais é um postulado da relatividade restrita. Alternativa B.

Q09

Termologia — Termometria — Fahrenheit para Celsius

Em um dia típico de inverno em Nova York os termômetros marcavam 14 °F. Converta a temperatura para graus Celsius.

A)-10 °C

B)10 °C

C)-3 °C

D)12 °C

E)18 °C

Gabarito revisado — URCA 2008.1

Resolução comentada

$T_C=(14-32)5/9=-10$ °C. Alternativa A.

Q10

Mecânica — Trabalho e potência — Potência média

Determine a potência de um automóvel de 900 kg, que partindo do repouso atinge a velocidade de 108 Km/h em 6s. Considere desprezíveis as forças dissipativas.

A)32500 W

B)6750 W

C)67500 W

D)135000 W

E)12000 W

Gabarito revisado — URCA 2008.1

Resolução comentada

108 km/h = 30 m/s. A energia cinética aumenta $900\cdot30^2/2=405000$ J. A potência média em 6 s é 67500 W. Alternativa C; a potência instantânea pode variar durante a aceleração.

Q11

Mecânica — Queda livre — Altura do edifício

Um objeto é solto do alto de um edifício e atinge a velocidade final antes de tocar o solo de 15 m/s. Desprezando a resistência do ar e adotando g = 10 m/s², determine a altura do edifício:

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

A)10 m

B)15 m

C)18,5 m

D)22,5 m

E)30 m

Gabarito revisado — URCA 2008.1

Sem alternativa correta

Resolução comentada

$v^2=2gh$ dá $h=15^2/(2\cdot10)=11{,}25$ m. Nenhuma alternativa corresponde. Como não foi localizado gabarito oficial deste caderno, a revisão registra a inconsistência e exclui a questão da pontuação.

Q12

Fundamentos — Densidade — Barra metálica

Um barra metálica tem massa igual a 3 kg e medidas de 3x10x18 cm. Determine a densidade da barra metálica:

A)180 g/cm³

B)18 g/cm³

C)5,5 g/cm³

D)12,5 g/cm³

E)20 g/cm³

Gabarito revisado — URCA 2008.1

Resolução comentada

O volume é $3\cdot10\cdot18=540$ cm³ e a massa é 3000 g. Logo, $\rho=3000/540\approx5{,}56$ g/cm³. Alternativa C, arredondada a 5,5 g/cm³.

Q13

Fundamentos — Vetores — Limites da representação

Uma das propriedades dos vetores é apresentarem Módulo, direção e sentido. Analisando a figura abaixo podemos disser que o módulo a direção e o sentido deste vetor são:

Vetor diagonal apontando para baixo e direita, sobre régua horizontal.

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

A)7; de cima para baixo; da esquerda para direita.

B)8; de baixo para cima; da esquerda para direita.

C)8; da esquerda para direita; de cima para baixo.

D)7; de baixo para cima; da direita para a esquerda.

E)8; de cima para baixo; da esquerda para direita.

Gabarito revisado — URCA 2008.1

Sem alternativa correta

Resolução comentada

A seta tem sentido da esquerda para a direita e componente vertical para baixo. A régua horizontal permite estimar uma projeção horizontal de cerca de 8 unidades, mas não fornece a escala vertical nem o módulo do vetor diagonal. Além disso, as opções trocam direção e sentido. Não há alternativa tecnicamente inequívoca; a questão não recebe pontuação.

Q14

Eletrostática — Eletrização — Processos básicos

A eletrização de um material pode ocorrer, basicamente, por três processos:

A)atrito, indução e contato;

B)atrito, raios e contato;

C)positivo, negativo e neutro;

D)transferência de carga, condutores e isolantes;

E)aquecimento, contato e condutores.

Gabarito revisado — URCA 2008.1

Resolução comentada

Os processos básicos apresentados são atrito, contato e indução. Alternativa A; eles redistribuem cargas, respeitando sua conservação.

Q15

Eletrostática — Materiais — Isolantes elétricos

Assinale a alternativa que apresente somente materiais dielétricos (isolantes):

A)vidro, borracha, corpos de animais e água pura;

B)madeira seca, vidro, gases rarefeitos e ar seco;

C)madeira seca, porcelana, metais, algodão;

D)lã, seda, água pura e ar seco;

E)borracha, ebonite, bases e sais e algodão.

Resposta após revisão

B ou D

Resolução comentada

Nas condições usuais, madeira seca, vidro, ar seco e gases rarefeitos são isolantes, assim como lã, seda e água pura. Portanto, B e D são aceitáveis no modelo da questão. Água impura, materiais úmidos e gases ionizados podem conduzir; a revisão aceita ambas e não atribui uma falsa resposta oficial.

Q16

Eletromagnetismo — Lei de Gauss — Fluxo magnético

Considerando a Lei de Gauss do Magnetismo, que assegura ser o dipolo magnético a estrutura magnética mais simples que existe, podemos dizer que:

A)não existem campos magnéticos;

B)não existem monopólos magnéticos;

C)não existem forças magnéticas;

D)não existem ondas magnéticas;

E)não existem materiais magnéticos.

Gabarito revisado — URCA 2008.1

Resolução comentada

A lei de Gauss magnética afirma que o fluxo líquido através de uma superfície fechada é zero. No eletromagnetismo clássico, isso corresponde à ausência de monopolos magnéticos. Alternativa B.

Q17

Termologia — Calorimetria — Capacidade e calor específico

Um corpo de 600g precisou liberar 3600 cal para que a sua temperatura baixasse de 34 °C para 22 °C. Determine a capacidade térmica do corpo e o calor específico da substância de que o corpo é constituído:

A)300 cal/ ̊C; 0,8 cal/g ̊C;

B)105 cal/ ̊C; 0,5 cal/g ̊C;

C)300 cal/ ̊C; 0,5 cal/g ̊C;

D)163 cal/ ̊C; 0,8 cal/g ̊C;

E)50 cal/ ̊C; 0,5 cal/g ̊C.

Gabarito revisado — URCA 2008.1

Resolução comentada

$|\Delta T|=12$ °C. A capacidade térmica é $C=3600/12=300$ cal/°C. O calor específico é $c=C/m=300/600=0{,}5$ cal/(g·°C). Alternativa C.

Q18

Mecânica — Hidrostática — Princípio de Pascal

Quando você espreme um tubo de pasta de dente, assiste ao princípio de ____________ em ação. Este princípio é também a base para manobra de Heimlich, em que um aumento agudo de pressão propriamente aplicado ao abdome é transmitido à garganta, ejetando uma partícula de comida que tenha se alojado ali. Como ficou conhecido esse princípio proposto em 1652?

A)Princípio de Arquimedes;

B)Princípio de Pascal;

C)Princípio da relatividade;

D)Princípio da complementaridade;

E)Princípio da correspondência.

Gabarito revisado — URCA 2008.1

Resolução comentada

O exemplo da pasta de dente pretende ilustrar a transmissão de pressão num fluido confinado, princípio de Pascal. Alternativa B. A referência histórica e a analogia médica são contexto da prova, não uma instrução de execução de manobras.

Q19

Mecânica — Movimento circular — Forças centrípeta e centrífuga

Força ___________ - Força fictícia que tende a mover as partículas de um objeto que gira para fora do centro de rotação. Força _______________ - Força dirigida para o centro. Necessária para se manter uma massa em movimento em uma trajetória circular.

A)centrípeta, de reação;

B)centrífuga, de ação;

C)centrípeta, centrífuga;

D)centrífuga, normal;

E)centrífuga, centrípeta.

Gabarito revisado — URCA 2008.1

Resolução comentada

No referencial em rotação, a força fictícia dirigida para fora é centrífuga. A resultante radial necessária ao movimento circular, dirigida para o centro, é centrípeta. Alternativa E; centrípeta designa uma função da resultante, não uma interação nova.

Q20

Eletrodinâmica — Energia — Efeito Joule

O __________________ é explicado pelo aquecimento dos condutores, ao serem percorridos por uma corrente elétrica, estando os elétrons livres no condutor metálico possuem grande mobilidade podendo se deslocar se chocando com outros átomos da rede cristalina, durante seus movimentos, sofrem contínuas colisões com os átomos da rede cristalina desse condutor. A cada colisão, parte da energia cinética do elétron livre é transferida para o átomo com o qual ele colidiu, e esse passa a vibrar com uma energia maior. Esse aumento no grau de vibração dos átomos do condutor tem como conseqüência um aumento de temperatura. Através desse aumento de temperatura ocorre o aparecimento da incandescência que nada mais é que a luz emitida nessa temperatura.

A)efeito Compton;

B)efeito Joule;

C)efeito fotoelétrico;

D)efeito Cerenkow;

E)efeito Doppler.

Gabarito revisado — URCA 2008.1

Resolução comentada

A conversão de energia elétrica em energia interna num condutor resistivo é o efeito Joule. Alternativa B. As interações dos portadores com a rede transferem energia ao material.