As quantidades físicas podem ser classificadas de acordo com as representações matemáticas mais adequadas para descrevê-las. Algumas possíveis representações matemáticas para as grandezas físicas são escalares (números), vetores, matrizes entre outras. Na física clássica pré-relativística temos as chamadas grandezas escalares e as grandezas vetoriais. Podemos dizer que:
A)Massa é uma grandeza física escalar, mas escalar não é um conceito matemático.
B)Velocidade é um conceito físico e vetor é um conceito matemático.
C)Vetor é um conceito físico.
D)Escalar é um conceito físico.
E)Vetor é um conceito sem importância para a física.
Gabarito preliminar — URCA 2016.1
B
Resolução comentada
Velocidade é uma grandeza física; vetor é uma representação matemática com módulo, direção e sentido. Alternativa B. A massa é escalar, mas escalar também é um conceito matemático, tornando A inadequada.
Q02
Mecânica — Referenciais — Movimento relativo
Assinale a alternativa completa e correta:
A)A Terra se move em torno do Sol.
B)O Sol se move em torno da Terra.
C)O Sol se move em torno da Terra em relação a Terra.
D)A Terra não se move em torno do Sol, se adotarmos o referencial do Sol.
E)A Terra se move em relação a ela própria.
Gabarito preliminar — URCA 2016.1
C
Resolução comentada
A alternativa C explicita o referencial terrestre: o Sol se move em relação à Terra. Uma descrição do movimento precisa indicar o referencial; o corpo não se move em relação a si mesmo.
Q03
Fundamentos — Análise dimensional — Energia e aceleração
Suponha que um certo fenômeno físico seja descrito pela equação E= a . y. Se “a” representa aceleração e “E” representa energia então a unidade de medida de “y” no sistema MKS (metro-quilograma-segundo), é:
A)kg.
B)metro.
C)joule.
D)kg vezes metro.
E)kg vezes joule.
Gabarito preliminar — URCA 2016.1
D
Resolução comentada
De $E=ay$, $[y]=[E]/[a]=(\mathrm{kg\,m^2/s^2})/(\mathrm{m/s^2})=\mathrm{kg\,m}$. Alternativa D.
Q04
Mecânica — Cinemática — Desaceleração média
Um automóvel com uma velocidade cujo valor é 36km/h desacelera até parar 2 segundos depois do instante em que o freio foi acionado. O valor absoluto da desaceleração média deste automóvel no intervalo em consideração é:
A)10m/s2.
B)20m/s2.
C)30m/s2.
D)40m/s2.
E)(18km/h)/s.
Gabarito preliminar — URCA 2016.1
E
Resolução comentada
O módulo da variação de velocidade por tempo é $36/2=18\,(\mathrm{km/h})/\mathrm{s}$: E. Convertendo, 36 km/h = 10 m/s, e a desaceleração média vale 5 m/s².
Q05
Mecânica — Dinâmica — Queda com resistência constante
Uma bola de 0,5kg é colocada (momentaneamente em repouso) em uma certa altura, em relação ao solo, e cai sob ação da gravidade e de uma resistência do ar de 2N. Adote o valor aproximado da aceleração da gravidade de 10m/s2. O deslocamento da bola nos dois primeiros segundos de queda é de:
A)12 km.
B)12 milhas.
C)12 metros.
D)12 dm.
E)12 mm.
Gabarito preliminar — URCA 2016.1
C
Resolução comentada
O peso é $mg=0{,}5\cdot10=5$ N e a resistência para cima é 2 N. A resultante para baixo é 3 N, dando $a=3/0{,}5=6$ m/s². Com repouso inicial e resistência constante no modelo, $s=at^2/2=6\cdot4/2=12$ m. Alternativa C.
Q06
Eletrodinâmica — Potência elétrica — Energia consumida
A potência de um aparelho elétrico corresponde ao consumo por hora de uma certa quantidade de energia. Um certo aparelho de potência 2kW ficou ligado durante 3h. Desprezando perdas por energia térmica nos fios de ligação, qual a quantidade (aproximada) de energia consumida por este aparelho nesta situação?
A)1kWh.
B)1J.
C)3kWh.
D)6J.
E)6kWh.
Gabarito preliminar — URCA 2016.1
E
Resolução comentada
$E=P\Delta t=2\cdot3=6$ kWh, alternativa E. A potência é energia por unidade de tempo; kWh é unidade de energia.
Q07
Mecânica — Hidrostática — Pressão absoluta
A cada 10 metros de profundidade a pressão hidrostática em um profundo lago aumenta de aproximadamente 1 atmosfera. Supondo que a pressão atmosférica sobre a superfície do lago é de 1 atmosfera então a pressão total no fundo do lago, de profundidade 220 metros, é cerca de:
A)20 atmosfera.
B)21 atmosfera.
C)22 atmosfera.
D)23 atmosfera.
E)24 atmosfera.
Gabarito preliminar — URCA 2016.1
D
Resolução comentada
Os 220 m de água acrescentam aproximadamente 22 atm à pressão superficial de 1 atm. Logo, a pressão total é 23 atm: D. A pressão relativa seria 22 atm.
Q08
Termologia — Calorimetria — Fusão do gelo
A constante calorífica de derretimento do gelo, sob pressão atmosférica padrão, é cerca de 80cal/g. Ou seja, para derreter cada grama de gelo à 0 graus Celcius sob pressão atmosférica padrão é necessário transferir para ele 80cal de energia térmica. A quantidade de energia térmica necessária para derreter 10g de gelo à 0 graus Celcius sob pressão padrão é cerca de:
A)54kcal.
B)80kcal.
C)800kcal.
D)0,8kcal.
E)8000cal.
Gabarito preliminar — URCA 2016.1
D
Resolução comentada
$Q=mL=10\cdot80=800$ cal = 0,8 kcal. Alternativa D. O gelo já está a 0 °C, portanto o processo considerado exige apenas calor latente.
Q09
Fundamentos — Ordens de grandeza — Velocidade orbital
Para se ter uma ideia da magnitude da velocidade da luz no vácuo, $c=3\times10^5$ km/s, considere a velocidade orbital da Terra em torno do Sol, v=30km/s, que é bem maior do que a velocidade de um avião supersônico. A razão entre a velocidade da Terra em torno do Sol e a velocidade da luz “c” é:
A)$10^4$
B)$10^5$
C)$1/10^4$
D)$10^{-5}$
E)$10^6$
Gabarito preliminar — URCA 2016.1
C
Resolução comentada
Com ambas as velocidades em km/s, $v/c=30/(3\times10^5)=10^{-4}=1/10^4$. Alternativa C.
Q10
Termologia — Temperatura — Escala absoluta
Assinale a alternativa INCORRETA:
A)Uma temperatura de 20 graus célsius não é o dobro de uma temperatura de 10 graus célsius visto que, na escala kelvin, 20+273=293K não é o dobro de 10+273=283K.
B)Uma massa de 20kg é o dobro de uma massa de 10kg.
C)Uma temperatura de 20 graus célsius é o dobro de 10 graus célsius.
D)Um gás pode se expandir isotermicamente.
E)A expansão livre de um gás é um processo termodinamicamente irreversível.
Gabarito preliminar — URCA 2016.1
C
Resolução comentada
A incorreta é C: 20 °C e 10 °C correspondem a aproximadamente 293 K e 283 K, portanto a primeira temperatura absoluta não é o dobro da segunda. Razões de temperatura dependem de uma escala com zero absoluto.
Q11
Termologia — Transferência de energia — Definição de calor do texto
Considere o texto: Calor é uma forma de transferência de energia entre dois sistemas que decorre apenas da diferença de temperatura entre eles. Note que, de acordo com este conceito, há três requisitos para haver transferência de calor entre dois sistemas: (a) transferência de energia, (b) diferença de temperatura entre os sistemas em foco e (c) tal transferência de energia deve ser consequência (decorrência) da referida diferença de temperatura (o que requer que os sistemas estejam de algum modo em contato térmico). Agora note que (a) a energia eletromagnética emitida pelo Sol se propaga pelo espaço vazio até chegar a Terra e interfere na temperatura desta e (b) a temperatura do Sol é muito maior do que a da Terra. Porém, se a Terra não existisse a radiação eletromagnética emitida pelo Sol continuaria a se propagar pelo espaço livre. Portanto, a energia eletromagnética emitida do Sol para a Terra não é provocada pela diferença de temperatura entre o Sol e a Terra mas advém de processos físicos no interior do Sol. Levando em consideração o texto apresentado acima (e apenas ele) podemos dizer que:
A)A energia transmitida do Sol para a Terra não constitui transferência de calor no sentido estrito pois o requisito (c) do texto acima não é satisfeito para este caso. Enfim, esta transmissão de energia eletromagnética se dá através da propagação de ondas eletromagnéticas e não de calor.
B)A energia eletromagnética transmitida do Sol para a Terra é transferência de calor pois interfere na temperatura da Terra e temperatura é calor.
C)A energia eletromagnética transmitida do Sol para a Terra é calor porque realiza a fotossíntese.
D)A energia eletromagnética transmitida do Sol para a Terra é calor porque ondas eletromagnéticas constituem uma forma de transmissão de calor.
E)O calor é transmitido do Sol para a Terra através do vácuo mesmo que esta transferência de energia não seja decorrente ou causada pela diferença de temperatura entre o Sol e a Terra.
Gabarito preliminar — URCA 2016.1
A
Resolução comentada
O comando exige usar apenas a definição adotada no texto. Nela, a transferência precisa ser causada pela diferença de temperatura; como o texto afirma que a emissão solar persistiria sem a Terra, sua conclusão é A. Na linguagem usual da transferência de calor, a troca líquida de radiação térmica entre corpos é considerada transferência de calor por radiação; a emissão individual e a troca líquida não são a mesma coisa. A resposta fica vinculada à convenção explicitamente imposta pela questão.
Q12
Eletrodinâmica — Resistência elétrica — Condutor não ôhmico
Se uma amostra cilíndrica de um certo material é precorrida por uma corrente de 0,5 ampères quando submetida a uma diferença de potencial de 5 volts e é percorrida por uma corrente de 1 ampere quando submetida a 20 volts então as resistências elétricas desta mesma amostra nestas situações são, respectivamente:
A)1 ohm e 2 ohm e o material é não-ohmico.
B)1 ohm e 2 ohm e o material é ohmico.
C)2 ohm e 2 ohm e o material é ohmico.
D)10 ohm e 20 ohm e o material é nãoohmico.
E)10 ohm e 20 ohm e o material é ohmico.
Gabarito preliminar — URCA 2016.1
D
Resolução comentada
$R_1=5/0{,}5=10$ Ω e $R_2=20/1=20$ Ω. A resistência muda entre as condições dadas, caracterizando comportamento não ôhmico nesse intervalo. Alternativa D.
Q13
Eletrodinâmica — Lei de Ohm — Definição e propriedade
Considere as afirmações: I) A expressão R=V/i não constitui a lei de Ohm pois trata-se da definição de resistência elétrica R em termos da diferença de potencial “V” aplicada e a intensidade de corrente “i” que percorre o condutor em consideração. Ela permite calcular a resistência elétrica de um condutor independente deste ser ohmico ou não. II) A lei de Ohm declara que a resistência elétrica de cada condutor de uma ampla classe de condutores, especialmente os metálicos, é uma constante (quando outros fatores externos não interferem no condutor em foco) e, neste caso, pela definição de resistência R=V/i, a intensidade de corrente “i” que vai percorrer o condutor é diretamente proporcional a diferença de potencial “V” nele aplicada. Podemos dizer que:
A)ambas I e II são corretas.
B)somente I é correta.
C)nada se pode afirmar sobre I e II.
D)I e II estão incompletas.
E)somente II é correta.
Gabarito preliminar — URCA 2016.1
A
Resolução comentada
I apresenta a definição $R=V/i$, válida para calcular a resistência na condição observada. II descreve a constância de R em um condutor ôhmico sob condições físicas fixas. Ambas estão corretas: A.
Q14
Termologia — Termodinâmica — Trabalho adiabático
De acordo com a primeira lei da termodinâmica se, durante um processo adiabático sofrido por um sistema termodinâmico de massa fixa, a energia interna do sistema aumenta de 3J então o calor recebido e o trabalho realizado pelo sistema neste processo são, respectivamente:
A)0 e 3J.
B)3J e 0.
C)0 e 0.
D)3J e -3J.
E)0 e -3J.
Gabarito preliminar — URCA 2016.1
E
Resolução comentada
Em processo adiabático, $Q=0$. Como $\Delta U=Q-W=3$ J, o trabalho feito pelo sistema vale $W=-3$ J. Alternativa E. O sinal negativo indica trabalho recebido do meio.
Q15
Eletromagnetismo — Magnetismo da matéria — Momentos magnéticos
Um campo magnético é usualmente provocado por correntes elétricas ou cargas em movimento organizado. Podemos afirmar que:
A)O campo magnético de um ímã natural é provocado por uma corrente elétrica no sentido clássico pois, para funcionar, o ímã deve ser ligado a uma tomada de energia elétrica.
B)O campo magnético de um ímã natural é provocado por uma força misteriosa de natureza até hoje desconhecida.
C)O campo magnético de um ímã natural, embora se manifeste macroscopicamente, advém principalmente do alinhamento dos chamados momentos magnéticos orbitais dos átomos e contribuições do momento magnético dos spins atômicos, que são propriedades quânticas descobertas somente por volta da década de 1920.
D)O campo magnético de um ímã é uma força newtoniana gravitacional;
E)O campo magnético de um ímã é um campo gravitacional.
Gabarito preliminar — URCA 2016.1
C
Resolução comentada
O campo de um ímã permanente deriva da organização de momentos magnéticos microscópicos, especialmente dos spins eletrônicos, e de sua organização em domínios. Alternativa C. Não exige corrente alimentada por uma tomada nem tem origem gravitacional.
