Vestibular 2005.1 · Questões de Física (1–20) · Material histórico comentado.
Fonte: Vestibular Comentado UVA/2005.1, Colégio Luciano Feijão (CLF), com comentários de referência. Este PDF não é um caderno oficial nem comprova gabarito definitivo da UVA. Resultados foram revisados tecnicamente; ressalvas constam nas questões sinalizadas.
Q01
Mecânica — Cinemática — Aceleração média
Um corpo viaja com velocidade de 15 m/s em uma trajetória retilínea. Cinco segundos depois sua velocidade é de 10 m/s no sentido oposto. Qual o módulo da aceleração média que agiu sobre o corpo nestes cinco segundos?
A)1 m/s²
B)5 m/s²
C)10 m/s²
D)15 m/s²
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
O movimento é retilíneo e há inversão de sentido: $v_i=+15\text{ m/s}$ e $v_f=-10\text{ m/s}$. Assim, $|a_m|=|v_f-v_i|/\Delta t=25/5=5\text{ m/s}^2$.
Alternativa indicada pelo material de referência: B.
Q02
Mecânica — Dinâmica — Elevadores
Um elevador, de massa total 1000 kg, desce com velocidade constante de 12 m/s. A partir de determinação instante uma tensão, T, faz o elevador para após percorrer 36 m. Qual o valor da tensão T? Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².
A)8.000 N
B)10.000 N
C)12.000 N
D)14.000 N
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
A velocidade diminui de $12\text{ m/s}$ a zero em $36\text{ m}$. Pela equação de Torricelli, $0=12^2+2a(36)$, de onde a aceleração é $2\text{ m/s}^2$ para cima. Então $T-mg=ma$ e $T=1000(10+2)=12000\text{ N}$.
Alternativa indicada pelo material de referência: C.
Q03
Mecânica — Impulso — Teorema do impulso
Qual o módulo do impulso necessário para fazer um corpo de massa m = 5 kg e velocidade de V = 4 m/s inverter o sentido de seu movimento, e atingir a velocidade de final de 4 m/s?
A)10 kgm/s
B)20 kgm/s
C)30 kgm/s
D)40 kgm/s
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
O impulso corresponde à variação da quantidade de movimento. Se a velocidade inicial é $+4\text{ m/s}$ e a final $-4\text{ m/s}$, $|I|=m|\Delta v|=5\cdot8=40\text{ kg}\cdot\text{m/s}$.
Alternativa indicada pelo material de referência: D.
Q04
Mecânica — Dinâmica — Força média
Considerando ainda a questão anterior, que o módulo da força média que foi aplicada ao corpo, se todo o processo durou 4 s?
A)10 N
B)20 N
C)30 N
D)40 N
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
Da questão anterior, o módulo do impulso é $40\text{ N}\cdot\text{s}$. Como dura $4\text{ s}$, a força média tem módulo $F_m=I/\Delta t=40/4=10\text{ N}$.
Alternativa indicada pelo material de referência: A.
Q05
Mecânica — Movimento circular — Força centrípeta
Considerando um móvel em movimento circular uniforme, podemos afirmar verdadeiramente que:
A)O móvel manterá sua trajetória circular até que uma força externa atue sobre ele.
B)É necessário uma força para manter a trajetória circular.
C)Há aceleração, e ela é proporcional ao raio da trajetória circular.
D)O módulo da velocidade não varia e por isso não há aceleração.
Cuidado, armadilha! Interpretação: a necessidade de força centrípeta é inequívoca; a afirmação de proporcionalidade ao raio exigiria controlar a velocidade angular.
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
Em movimento circular uniforme, a direção do vetor velocidade varia continuamente. Essa mudança exige aceleração centrípeta e uma força resultante orientada para o centro: $F_c=mv^2/R$. A rapidez pode permanecer constante, mas a velocidade vetorial não.
Alternativa indicada pelo material de referência: B.
Q06
Mecânica — Hidrostática — Densidade média
Dois terços de um corpo de volume V é feito de um material de densidade 0,5 g/cm³ , e o terço restante por um material de densidade 5,0 g/cm³. A densidade média deste corpo é:
A)2 g/cm³
B)3 g/cm³
C)5 g/cm³
D)6 g/cm³
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
A massa total é a soma das massas dos materiais: $m=(2V/3)(0{,}5)+(V/3)(5)=2V$ em unidades compatíveis. Assim, $\rho_m=m/V=2\text{ g/cm}^3$.
Alternativa indicada pelo material de referência: A.
Q07
Mecânica — Hidrostática — Pressão
Uma bailarina de massa 40 kg está se apoiando nas pontas dos pés sobre uma superfície de contato com o solo de 4 cm². A pressão exercida pela bailarina sobre o solo é igual a: Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².
A)$10 ext{ N/m}^2$
B)$10^2 ext{ N/m}^2$
C)$10^4 ext{ N/m}^2$
D)$10^6 ext{ N/m}^2$
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
O peso é $F=mg=40\cdot10=400\text{ N}$ e a área $4\text{ cm}^2=4\times10^{-4}\text{ m}^2$. Portanto, $p=F/A=400/(4\times10^{-4})=10^6\text{ Pa}$.
Alternativa indicada pelo material de referência: D.
Q08
Mecânica — Hidrostática — Lei de Stevin
Quatro recipientes cilíndricos, usados no armazenamento de água está cheios. Eles tem mesma altura, mas áreas das bases diferentes e de valores iguais a 1 m², 2 m², 5 m² e 10 m². Podemos afirmar verdadeiramente que:
A)A pressão da água é igual no fundo de todos os recipientes.
B)A pressão da água é maior no fundo do recipiente de área da base a 10 m².
C)A pressão da água é maior no fundo do recipiente de área da base igual a 1 m².
D)Não é possível se determinar em qual dos recipientes a pressão no fundo é maior.
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
A pressão hidrostática no fundo é $p=p_0+\rho gh$. Todos os recipientes contêm o mesmo líquido até a mesma altura, logo possuem a mesma pressão no fundo, independentemente da área da base.
Alternativa indicada pelo material de referência: A.
Q09
Termologia — Calorimetria — Calor específico
O calor específico do cobre é 0,0921, o do chumbo 0,0306 e o do mercúrio 0,0332; valores dados em cal/g °C. Para aquecer 1 kg de cada um deles elementos de 30 °C até 100 °C, a quantidade de calor necessária será maior na seguinte ordem:
A)cobre, mercúrio, chumbo.
B)mercúrio, cobre, chumbo.
C)chumbo, mercúrio, cobre.
D)cobre, chumbo, mercúrio.
Cuidado, armadilha! A ordem da alternativa assinalada é crescente em calor específico, embora a redação mencione «maior».
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
Pelo calor sensível $Q=mc\Delta T$, as massas e as variações térmicas iguais fazem $Q$ depender diretamente do calor específico. Os valores crescem na ordem: chumbo $(0{,}0306)$, mercúrio $(0{,}0332)$, cobre $(0{,}0921)$. A redação “maior na seguinte ordem” requer interpretar a sequência apresentada como crescente.
Alternativa indicada pelo material de referência: C.
Q10
Termologia — Radiação térmica — Corpo negro
Em termodinâmica, o que é um corpo negro?
A)É um corpo de cor preta.
B)É um corpo que não emite radiação.
C)É um corpo que não absorve radiação.
D)É um radiador e absorvedor ideal.
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
Corpo negro ideal tem emissividade $\varepsilon=1$ e absorvidade igual a 1, emitindo radiação térmica com máxima eficiência para sua temperatura e absorvendo toda radiação incidente.
Alternativa indicada pelo material de referência: D.
Q11
Termologia — Gases — Compressibilidade
Se no fundo de uma piscina você soltar uma bolha de ar de volume V, à medida que ela subir para a superfície o volume irá:
A)Aumentar
B)Diminuir
C)Permanecer o mesmo
D)Não podemos concluir sem saber valores numéricos
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
Durante a subida, a pressão hidrostática externa diminui. Aproximadamente à temperatura constante, pela lei de Boyle $pV=\mathrm{constante}$, o volume da bolha aumenta.
Alternativa indicada pelo material de referência: A.
Q12
Termologia — Termodinâmica — Energia interna
Um gás ideal sofre uma transformação isotérmica. A variação da energia interna deste gás será:
A)Positiva
B)Negativa
C)Zero
D)Não se pode determinar
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
A energia interna de um gás ideal depende apenas da temperatura. Em transformação isotérmica, $\Delta T=0$, logo $\Delta U=0$.
Alternativa indicada pelo material de referência: C.
Q13
Eletricidade — Capacitores — Capacitância
Em um capacitor de placas paralelas se dobrarmos a área das placas e reduzirmos a distância entre elas a metade da distância original, a nova capacitância será:
A)Duplicada
B)Reduzida à metade
C)Quadruplicada
D)Não irá se alterar
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
A capacitância de placas paralelas é $C=\varepsilon A/d$. Dobrando $A$ e reduzindo $d$ à metade, a nova capacitância é $C\prime=\varepsilon(2A)/(d/2)=4C$.
Alternativa indicada pelo material de referência: C.
Q14
Eletricidade — Circuitos — Resistores em paralelo
Na figura abaixo, $I$ é a corrente que chega ao circuito. A corrente que passa pelo resistor de $200\text{ }\Omega$ é:
A)$I$
B)$2I$
C)$I/2$
D)$I/3$
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
Os resistores de $100\text{ }\Omega$ e $200\text{ }\Omega$ estão em paralelo, sujeitos à mesma ddp. Portanto, $i_{100}=U/100$ e $i_{200}=U/200=i_{100}/2$. A corrente total é $I=3i_{200}$, de onde $i_{200}=I/3$.
Alternativa indicada pelo material de referência: D.
Q15
Ondulatória — Ondas estacionárias — Corda fixa
Uma corda de 1 metro de comprimento, presa por suas extremidades oscila formando uma onda estacionária. O maior comprimento de onda possível será:
A)0,5 m
B)1,0 m
C)2,0 m
D)4,0 m
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
Para corda fixa em ambas as extremidades, o modo fundamental contém metade de um comprimento de onda no comprimento $L$: $L=\lambda_{max}/2$. Com $L=1\text{ m}$, resulta $\lambda_{max}=2\text{ m}$.
Alternativa indicada pelo material de referência: C.
Q16
Ondulatória — Ondas estacionárias — Tubo fechado
Uma coluna de ar vibra em um tubo sonoro de 1 m de comprimento, fechado em uma de suas extremidades. Se uma onda estacionária é formada, o maior comprimento de onda possível no interior do tubo será:
A)1 m
B)2 m
C)3 m
D)4 m
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
Em tubo fechado em uma extremidade, o modo fundamental satisfaz $L=\lambda_{max}/4$. Como $L=1\text{ m}$, o maior comprimento de onda possível é $\lambda_{max}=4\text{ m}$.
Alternativa indicada pelo material de referência: D.
Q17
Ondulatória — Ondas eletromagnéticas — Espectro
Ultra-violeta, visível e infra-vermelho, são regiões do espectro eletromagnético da luz. Pode-se afirmar verdadeiramente que:
A)a região ultra-violeta possui comprimentos de onda maiores que os da região da luz visível.
B)a região infra-vermelho possui comprimentos de onda maiores que os da região da luz visível.
C)a região visível possui freqüências maiores que as da região ultra-violeta.
D)a região visível possui freqüências menores que as da região infra- vermelho.
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
Em ordem de comprimento de onda crescente, temos ultravioleta, luz visível e infravermelho. Portanto, o infravermelho apresenta comprimentos de onda maiores do que a luz visível.
Alternativa indicada pelo material de referência: B.
Q18
Óptica — Refração — Velocidade em meios
Sejam os seguintes índices de refração: Água 1,33; vidro 1,50; diamante 2,42. Considerando as velocidades da luz nestes meios, a ordem correta do meio de menor velocidade para o meio de maior velocidade será:
A)Água, vidro e diamante
B)Vidro, água, e diamante
C)Diamante, água e vidro
D)Diamante, vidro e água
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
A velocidade no meio é $v=c/n$: quanto maior o índice de refração, menor a velocidade. Assim, a sequência da menor para a maior velocidade é diamante $(2{,}42)$, vidro $(1{,}50)$, água $(1{,}33)$.
Alternativa indicada pelo material de referência: D.
A corrente elétrica é carga por tempo: $1\text{ A}=1\text{ C/s}$, e não coulomb vezes segundo. As demais equivalências decorrem de $F=ma$, $W=Fd$ e $p=F/A$.
Alternativa indicada pelo material de referência: D.
Q20
Fundamentos — Sistema Internacional — Grandezas fundamentais
Qual das unidades de medida listadas abaixo não pertence a uma grandeza fundamental do sistema internacional de unidades?
A)Metro
B)Candela
C)Coulomb
D)Kelvin
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
No SI, metro, candela e kelvin são unidades de base; coulomb mede carga elétrica derivada, equivalente a ampère vezes segundo: $1\text{ C}=1\text{ A}\cdot\text{s}$.
Alternativa indicada pelo material de referência: C.
