Mecânica — Cinemática — Distância de reação e frenagem
O tempo de reação é o tempo entre o estímulo e a resposta que determinada pessoa tem quando percebe alguma coisa de modo a tomar uma atitude. Por exemplo, quando um motorista dirige com a velocidade de 20m/s, se seu tempo de reação é de 0,3s até o motorista acionar o freio, o carro se deslocará 6,0m. Supondo um motorista bêbado se deslocando, num carro, com uma velocidade de 20m/s com um tempo de reação de 0,4s. Pergunta-se; se o motorista vê, de forma repentina, uma pessoa atravessando a rua a uma distância de 45m e sabendo que o coeficiente de atrito cinético é de 0,5 o bêbado atropelará a pessoa? Qual distância o carro para? (Admita g = 9,8m/s²)
A)Não, porque o carro percorre um percurso total de 40,8 m.
B)Sim, porque o percurso total foi de 60,0 m.
C)Sim, porque o percurso total foi de 48,8 m.
D)Sim, porque o percurso total foi de 70,0 m.
E)Sim, porque a pessoa que estava atravessando também estava bêbada.
Gabarito definitivo CEV/URCA 2023.2
C
Resolução comentada
Durante a reação, $d_r=vt_r=20\cdot0{,}4=8\ \mathrm{m}$. Na frenagem, $|a|=\mu g=4{,}9\ \mathrm{m/s^2}$ e $d_f=v^2/(2\mu g)=400/9{,}8\approx40{,}8\ \mathrm{m}$. O percurso total é $48{,}8\ \mathrm{m}$, maior que os 45 m disponíveis, no modelo do enunciado.
Q02
Mecânica — Estática — Equilíbrio com atrito
Considere o sistema representado abaixo: Sendo mA = 50kg, µe = 0,5 e θ = 30°. Qual é o maior valor de mB para que o Bloco A não deslize?
A)23,4 kg
B)33,4 kg
C)14,4 kg
D)53,3 kg
E)44,4 kg
Gabarito definitivo CEV/URCA 2023.2
C
Resolução comentada
No bloco A, $T_A=f_{\max}=\mu_e m_Ag$. Na junção, $T_A=T\cos\theta$ e $T_B=T\sin\theta$, portanto $T_B/T_A=\tan\theta$. Como $T_B=m_Bg$, $m_B=\mu_e m_A\tan30^\circ=0{,}5\cdot50/\sqrt3\approx14{,}4\ \mathrm{kg}$. A força vertical da corda inclinada atua na junção, não diretamente em A.
Q03
Óptica — Refração — Lei de Snell
A Lei de Snel se refere a:
A)Descreve a relação entre o ângulo de incidência, refração e os índices de refração.
B)Afirma que existe uma relação entre os observadores do fenômeno.
C)O ângulo de incidência e o transmitido são iguais.
D)O ângulo do sinal transmitido é igual ao do incidente mais 90°.
E)Nenhuma resposta anterior está correta.
Gabarito definitivo CEV/URCA 2023.2
ANULADA
Resolução comentada
Questão anulada no gabarito definitivo. Como revisão, a lei de Snell-Descartes relaciona índices de refração e ângulos medidos em relação à normal: $n_1\sin i=n_2\sin r$. A descreve essa relação, mas o status oficial é anulada e não há alternativa avaliável.
Q04
Mecânica — Cinemática — Composição de velocidades
Uma pessoa se move sobre uma esteira, desligada, leva 1min e 40s para percorrer uma esteira de 100m de comprimento. A mesma pessoa é transportada pela mesma esteira em funcionamento, ao longo de seus 100m de comprimento, em um intervalo de tempo de 50s. Quanto tempo levará a esteira, em funcionamento, para transportar a mesma pessoa de uma ponta a outra de seu 100m de comprimento se a pessoa estiver se movendo sobre ela?
A)13 segundos.
B)23 segundos.
C)33 segundos.
D)43 segundos.
E)50 segundos.
Gabarito definitivo CEV/URCA 2023.2
C
Resolução comentada
A resposta pressupõe caminhada no mesmo sentido da esteira.
A pessoa caminha a $v_p=100/100=1\ \mathrm{m/s}$ em relação à esteira. A esteira move-se a $v_e=100/50=2\ \mathrm{m/s}$ em relação ao solo. Caminhando no mesmo sentido, $v=3\ \mathrm{m/s}$ e $t=100/3\approx33\ \mathrm{s}$.
Q05
Mecânica — Hidrostática — Densidade
Um ovo cozido é mais denso ou menos denso que um ovo cru? Por quê?
A)É menos denso porque as propriedades se alteram.
B)É menos denso porque o ovo cozido se expande.
C)É mais denso porque o conteúdo fica “sólido”.
D)É mais denso porque o ovo cozido absorve água.
E)A densidade se mantém porque a massa não se altera.
Gabarito definitivo CEV/URCA 2023.2
E
Resolução comentada
A manutenção da densidade também exige volume constante; a justificativa da alternativa E cita apenas a massa.
Gabarito oficial: E. A densidade é $\rho=m/V$. A interpretação da banca pressupõe massa e volume externo aproximadamente constantes. Entretanto, a justificativa E cita apenas a massa: massa constante não garante densidade constante se o volume variar. Cozinhar, por si só, não permite deduzir uma mudança determinada da densidade.
Q06
Ondulatória — Ondas Eletromagnéticas — Comprimento de onda
De quantas vezes o comprimento de uma onda de rádio que está transmitindo, por exemplo o jogo do Icasa e Horizonte, em uma frequência de 800 quilociclos por segundos, é em relação ao comprimento de uma mesa de estudo de 100cm de comprimento?
A)375 vezes maior.
B)375 vezes menor.
C)50 vezes maior.
D)50 vezes menor.
E)Não tem como comparar.
Gabarito definitivo CEV/URCA 2023.2
A
Resolução comentada
A frequência é $f=800\times10^3\ \mathrm{Hz}$. Para rádio no ar, adotamos $c\approx3\times10^8\ \mathrm{m/s}$. Assim, $\lambda=c/f=375\ \mathrm{m}$. A mesa mede 100 cm = 1 m: a razão é 375.
Q07
Eletricidade — Fontes de Energia — Geração de energia elétrica
Na sociedade atual cresce a demanda de energia, especialmente, uso da energia elétrica, fazendo com que se busque por novas fontes alternativas e processos de transformação. Com relação a geração da energia elétrica no Brasil marque a alternativa errada:
A)A biomassa se torna uma alternativa de combustível para as usinas termelétricas.
B)A energia eólica representa hoje uma fonte alternativa e renovável para a geração de energia elétrica.
C)As usinas hidroelétricas representam a maior parte da produção da energia elétrica no Brasil.
D)As usinas nucleares são termelétricas que usam a energia nuclear como fonte de energia térmica para o acionamento mecânico de seu gerador de energia elétrica.
E)O Brasil não possui usinas nucleares para compor a geração de eletricidade.
Gabarito definitivo CEV/URCA 2023.2
E
Resolução comentada
E é falsa: Angra 1 e Angra 2 já produziam eletricidade no Brasil na época da prova. Uma usina nuclear utiliza o calor da fissão para produzir vapor e movimentar uma turbina ligada ao gerador. A questão retrata a matriz elétrica no contexto de 2023.
Q08
Mecânica — Astronomia — Fases da Lua
O estudo da Astronomia na escola desperta muita curiosidade. Em outubro de 2023 acontecerá o fenômeno de um eclipse solar e poderá ser contemplado no Brasil, com maior magnitude, nas capitais de Natal (RN) e João Pessoa (PB). Analise as informações sobre o nosso satélite natural, a "Lua" , e escolha a alternativa que não corresponde a sua característica:
A)A gravidade da Lua é aproximadamente um sexto da que temos na Terra.
B)A Lua não consegue reter a atmosfera.
C)Só uma face da Lua pode ser vista da Terra.
D)A Lua nova é quando a face voltada para a Terra está toda iluminada pelo Sol.
E)Um eclipse lunar ocorre quando o Sol, a Terra e a Lua estão alinhados.
Gabarito definitivo CEV/URCA 2023.2
D
Resolução comentada
Na Lua nova, a face predominantemente iluminada está voltada para o lado oposto à Terra. A descrição D corresponde à Lua cheia. “Sem atmosfera” é uma simplificação escolar, pois existe uma exosfera tênue. A libração permite ver ao longo do tempo um pouco mais da metade da superfície lunar.
Q09
Mecânica — Hidrostática — Pressão atmosférica
A camada de ar que envolve a Terra exerce uma pressão na superfície, conhecida como pressão atmosférica. Uma experiência cotidiana simples para compreendermos a existência da pressão atmosférica é o "tampando a água com papel" , ou seja, enche-se um copo com água pela metade e em seguida tampa-se a boca do copo com um pedaço de papel impedindo a passagem do ar de fora para dentro do copo. Ao virar o copo de cabeça para baixo a água não cai, fica sustentada pelo papel. Qual a melhor explicação científica?
A)O papel fica molhado e gruda no copo servindo como espécie de cola, mas após um certo tempo a água é derramada.
B)A força exercida pela Terra sobre o copo impede que a água seja derramada.
C)A pressão atmosférica externa que atua no papel se iguala à soma da pressão do líquido contido no copo com a pressão do ar que está dentro do copo.
D)Neste caso a água não é derramada devido à força de reação exercida entre as paredes do papel sobre a água.
E)Neste caso peso e pressão são considerados a mesma coisa, assim a pressão atmosférica se iguala à força de ação exercida pelo peso da água.
Gabarito definitivo CEV/URCA 2023.2
ANULADA
Resolução comentada
Questão anulada no gabarito definitivo. A sustentação envolve o balanço de forças sobre o papel, a pressão externa e a pressão interna, determinada pelo ar aprisionado e pela coluna de água. Em um modelo de papel horizontal de área A e massa $m_p$, $p_{\mathrm{ext}}A=(p_{\mathrm{ar}}+\rho gh)A+m_pg$. Desprezando o peso do papel, isso aproxima C. Pressão e peso não são a mesma grandeza. O status oficial deve ser respeitado.
Q10
Termologia — Termodinâmica — Refrigerador
Se um refrigerador "consome", por ciclo, um trabalho de 100J, entregando 250J para o ambiente exterior, então a energia retirada do ambiente interno (onde se guarda os alimentos etc.), por ciclo, através de calor é de:
A)150 J.
B)200 J.
C)300 J.
D)400 J.
E)500 J.
Gabarito definitivo CEV/URCA 2023.2
A
Resolução comentada
Em um ciclo, a energia interna retorna ao valor inicial. O calor cedido ao exterior é a soma do calor retirado do interior com o trabalho recebido: $Q_q=Q_f+W$. Portanto, $Q_f=250-100=150\ \mathrm{J}$.
Q11
Termologia — Termometria — Variação Celsius e Kelvin
Se a temperatura de um corpo variou de 10°C então esta variação, expressa na escala Kelvin, é:
A)283 K.
B)300 K.
C)200 K.
D)100 K.
E)10 K.
Gabarito definitivo CEV/URCA 2023.2
E
Resolução comentada
As escalas Celsius e Kelvin têm intervalos unitários iguais. Entre temperaturas, $T_K=T_C+273{,}15$; entre variações, $\Delta T_K=\Delta T_C$. Uma variação de 10 °C corresponde a 10 K.
Q12
Física Moderna — Relatividade — Energia cinética relativística
A energia cinética de uma partícula de massa inercial m e velocidade de módulo v é, de acordo com a teoria da relatividade, dada por: $K=mc^2\left[\dfrac{1}{\sqrt{1-(c/v)^2}}-1\right]$ onde c é a velocidade da luz no vácuo. A expressão $mc^2$ representa a chamada energia de repouso da partícula. No caso do elétron, esta energia de repouso é cerca de 0,511 MeV. Então a energia cinética deste elétron quando ele adquire a velocidade de $0{,}8c$ é, aproximadamente:
A)0,34 MeV.
B)1 MeV.
C)2 MeV.
D)3 MeV.
E)4 MeV.
Gabarito definitivo CEV/URCA 2023.2
ANULADA
Resolução comentada
Questão anulada no gabarito definitivo. A fórmula foi preservada como impressa: contém $(c/v)^2$ em vez de $(v/c)^2$. Para $v=0{,}8c$, o radicando impresso é negativo. Com a fórmula correta, $\gamma=1/\sqrt{1-v^2/c^2}=5/3$ e $K=mc^2(\gamma-1)=0{,}511(5/3-1)\approx0{,}34\ \mathrm{MeV}$. Isso explica a intenção de A, mas não altera a anulação.
Q13
Termologia — Gases Ideais — Vazamento com pressão constante
Suponha que 3 mols de um gás ideal, colocado num recipiente de volume V , possua temperatura T. Suponha também que, devido a um vazamento, 1mol saiu do recipiente após um certo tempo. Caso a pressão do gás não se altere neste processo então o gás teve sua temperatura aumentada para:
A)$4T$
B)$3T$
C)$1{,}5T$
D)$5T$
E)$2{,}5T$
Gabarito definitivo CEV/URCA 2023.2
C
Resolução comentada
Com P e V constantes, $PV=nRT$ exige nT constante. Depois do vazamento, restam 2 mols. Logo, $3T=2T_f$ e $T_f=1{,}5T$. As temperaturas são absolutas.
Q14
Termologia — Transmissão de Calor — Lei de Stefan-Boltzmann
De acordo com a lei de Stefan- Boltzmann a intensidade I da luz irradiada por um corpo é proporcional a quarta potência da temperatura absoluta T de modo que I = eσ$T^4$; aqui e é a emissividade do corpo e σ é a constante de Stefan. Assim, se a temperatura do corpo aumentar de T para 3T então a intensidade da luz irradiada passa de I para
A)$3I$
B)$4I$
C)$80I$
D)$81I$
E)$82I$
Gabarito definitivo CEV/URCA 2023.2
D
Resolução comentada
Mantendo a emissividade constante, $I_f/I_i=(T_f/T_i)^4=3^4=81$. A intensidade passa a 81I. A temperatura da lei de Stefan-Boltzmann é absoluta.
Q15
Óptica — Refração — Frequência e comprimento de onda
Suponha que a velocidade da luz num determinado meio M é $2c/3$, onde c é a velocidade da luz no vácuo. Se, no vácuo, a frequência e o comprimento de onda de uma onda eletromagnética monocromática são, respectivamente, ν e λ então sua frequência e seu comprimento de onda ao passar para o meio M são, respetivamente:
A)$2\nu$ e $2\lambda$
B)$\nu$ e $2\lambda/3$
C)$\nu$ e $3\lambda/2$
D)$2\nu/3$ e $2\lambda/3$
E)$3\nu/2$ e $3\lambda/2$
Gabarito definitivo CEV/URCA 2023.2
B
Resolução comentada
A frequência permanece determinada pela fonte na passagem entre meios estacionários. Como $v=\nu\lambda$, $\nu_M=\nu$ e $\lambda_M=(2c/3)/\nu=2\lambda/3$.
Sendo mA = 50kg, µe = 0,5 e θ = 30°. Qual é o maior valor de mB para que o Bloco A não deslize?