Vestibular 2005.2 · Questões de Física (1–20) · Material histórico comentado.
Fonte: Vestibular Comentado UVA/2005.2, 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
Eletricidade — Potencial elétrico — Energia em elétron-volt
Qual a energia, em eletronvolts, adquirida por uma partícula a (o núcleo do 2+ átomo de hélio, 4He ), quando é acelerado por um potencial de 10 V?
A)1
B)2
C)10
D)20
Cuidado, armadilha! O comentário impresso confunde partículas no núcleo: um núcleo de hélio tem dois PRÓTONS, não dois elétrons.
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
Um núcleo de hélio tem carga $+2e$. A energia adquirida ao atravessar uma ddp de $10\text{ V}$ é $\Delta E=qU=2e\cdot10\text{ V}=20\text{ eV}$. Observação: o comentário original cita elétrons no núcleo, mas a carga positiva resulta de dois prótons.
Alternativa indicada pelo material de referência: D.
Q02
Fundamentos — Unidades físicas — Pressão
Qual das unidades de medida listadas abaixo não é uma unidade de medida de pressão?
A)Bar
B)libras
C)torr
D)atm
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
Bar, torr e atmosfera são unidades de pressão. Libra, sem especificação de libra-força por área, é unidade de massa, não de pressão.
Alternativa indicada pelo material de referência: B.
Q03
Mecânica — Cinemática — Frenagem com reação
Um motorista viaja em seu automóvel, de massa 1200 kg, com a velocidade de 108 km/h. A 230 m do posto da polícia rodoviária ele vê a placa de velocidade máxima igual a 36 km/h. Se o tempo de reação do motorista é de um segundo, qual o módulo de sua aceleração para que ele passe em frente ao posto rodoviário com a velocidade permitida? 2
A)1 m/s²
B)2 m/s²
C)4 m/s²
D)5 m/s
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
A velocidade inicial é $30\text{ m/s}$ e a desejada é $10\text{ m/s}$. Durante o $1\text{ s}$ de reação, o veículo percorre $30\text{ m}$, restando $200\text{ m}$ para frear. Por Torricelli, $10^2=30^2+2a(200)$, obtendo-se $a=-2\text{ m/s}^2$ (módulo $2$).
Alternativa indicada pelo material de referência: B.
Q04
Mecânica — Dinâmica — Força de frenagem
Considerando ainda a questão anterior, que força média foi aplicada ao carro, para reduzir sua velocidade?
A)1200 N
B)2400 N
C)4800 N
D)6000 N
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
Aplicando a segunda lei de Newton ao automóvel, com massa $1200\text{ kg}$ e módulo da desaceleração $2\text{ m/s}^2$, $F=ma=1200\cdot2=2400\text{ N}$.
Alternativa indicada pelo material de referência: B.
Q05
Mecânica — Cinemática — Tempo de desaceleração
Considerando as questões 3 e 4 qual o tempo de atuação da força que fez o automóvel reduzir sua velocidade?
A)10 s
B)15 s
C)20 s
D)25 s
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
Como o movimento passa de $30\text{ m/s}$ a $10\text{ m/s}$ com aceleração $-2\text{ m/s}^2$, $v=v_0+at$ implica $10=30-2t$, portanto $t=10\text{ s}$ de frenagem.
Alternativa indicada pelo material de referência: A.
Q06
Mecânica — Cinemática — Movimento uniformemente variado
Um carro pipa foi abastecido em um açude. Ao sair pela estrada, verifica-se que devido a uma torneira mau fechada, um pingo de água cai no solo a cada dois segundos. Se a distância entre o quarto e o quinto pingo é de 14 m qual a aceleração do carro pipa? Considere que o primeiro pingo cai no chão no momento da partida do caminhão. 2
A)1 m/s²
B)2 m/s²
C)3 m/s²
D)4 m/s
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
Contando a primeira gota em $t=0$, a quarta cai em $6\text{ s}$ e a quinta em $8\text{ s}$. Para partida do repouso com aceleração constante, $\Delta x=\frac12a(8^2-6^2)=14a$. Como a distância é $14\text{ m}$, $a=1\text{ m/s}^2$.
Alternativa indicada pelo material de referência: A.
Q07
Mecânica — Cinemática — Velocidade vetorial média
Em um plano de vôo, o piloto traça, a partir da origem, uma rota de 300 km no sentido norte para ser percorrida em² h. Em seguida 400 km para ser percorrido no sentido leste em 3 h. Seguindo o plano de vôo, qual será a velocidade média do avião entre a origem e o ponto de chegada?
A)100 km/h
B)140 km/h
C)150 km/h
D)170 km/h
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
O deslocamento resultante é a hipotenusa de dois trechos perpendiculares: $\Delta r=\sqrt{300^2+400^2}=500\text{ km}$. O tempo total é $5\text{ h}$, de modo que o módulo da velocidade vetorial média é $500/5=100\text{ km/h}$.
Alternativa indicada pelo material de referência: A.
Q08
Mecânica — Hidrostática — Flutuação
A densidade do gelo é de 0,9 g/cm³. Em um copo com água de densidade 1 g/cm³, que percentagem do volume de um cubo de gelo ficará fora da água?
A)10%
B)50%
C)90%
D)100%
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
Na flutuação, peso e empuxo se equilibram: $\rho_{gelo}Vg=\rho_{agua}V_{imerso}g$. Logo, $V_{imerso}/V=0{,}9$ e a fração emersa é $1-0{,}9=0{,}10=10\%$.
Alternativa indicada pelo material de referência: A.
Convecção é a transferência de calor associada ao movimento macroscópico de porções de um fluido, geralmente relacionado a diferenças de temperatura e densidade.
Alternativa indicada pelo material de referência: C.
Q11
Ondulatória — Ondas eletromagnéticas — Velocidade da luz
Das grandezas abaixo, qual será igual nas microondas e na luz visível?
A)O comprimento de onda.
B)A freqüência.
C)A amplitude.
D)A velocidade no vácuo.
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
Micro-ondas e luz visível são ondas eletromagnéticas: embora tenham frequências e comprimentos de onda diferentes, ambas se propagam com a mesma velocidade $c$ no vácuo.
Alternativa indicada pelo material de referência: D.
Q12
Ondulatória — Ondas sonoras — Natureza das ondas
Qual a característica incorreta das ondas sonoras?
A)São ondas mecânicas.
B)São ondas transversais.
C)Podem sofrer reflexão.
D)Transportam energia.
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
Ondas sonoras no ar são mecânicas e longitudinais, podem refletir-se e transportam energia. Portanto, chamá-las de transversais, sem especificar outro modo de propagação, é incorreto.
Alternativa indicada pelo material de referência: B.
Q13
Eletricidade — Interações — Forças fundamentais
Considerando o átomo de hidrogênio como sendo composto de um próton, e, um elétron girando uma órbita circular em torno do próton, a uma distância r o . Podemos afirmar que:
A)A força elétrica entre o próton e o elétron é maior que a força gravitacional entre os dois.
B)A força gravitacional entre o próton e o elétron é maior que a força elétrica entre os dois.
C)A força elétrica e a força gravitacional entre o próton e o elétron são iguais.
D)Não haverá força elétrica, nem força gravitacional, entre o próton e o elétron.
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
A razão entre a força elétrica e a gravitacional entre elétron e próton independe da separação: $F_e/F_g=ke^2/(Gm_em_p)$, um número extremamente grande. A interação elétrica domina.
Alternativa indicada pelo material de referência: A.
Q14
Eletricidade — Eletrostática — Campo elétrico
Na figura abaixo uma carga elétrica puntiforme de valor 5 q está localizada à direita e a uma distância r de outra carga elétrica puntiforme de valor – q. Qual o sentido do campo elétrico a uma distância r, à esquerda de – q, ao longo da linha reta que passa pelas duas cargas? Considere que as cargas se encontram no vácuo.
A)para a direita. – q 5q
B)para a esquerda. r
C)para cima.
D)para baixo.
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
À esquerda de $-q$, o campo desta carga aponta para a direita; o campo de $+5q$, localizada a $2r$, aponta para a esquerda. Seus módulos são $kq/r^2$ e $5kq/(4r^2)$; o segundo é maior, logo o campo resultante aponta para a esquerda.
Alternativa indicada pelo material de referência: B.
Considerando, a questão anterior, qual o módulo da força elétrica resultante, sobre uma carga teste +q localizada no ponto médio da distância entre as duas cargas? K0 é a constante eletrostática do vácuo.
A)$k_0q^2/r^2$
B)$6k_0q^2/r^2$
C)$16k_0q^2/r^2$
D)$24k_0q^2/r^2$
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
No ponto médio entre as cargas, as duas forças sobre a carga de prova positiva apontam para a carga negativa. A distância a cada carga é $r/2$: $F_R=kq^2/(r/2)^2+5kq^2/(r/2)^2=4kq^2/r^2+20kq^2/r^2=24kq^2/r^2$.
Alternativa indicada pelo material de referência: D.
Q16
Eletricidade — Eletrostática — Potencial elétrico
Considerando ainda, as questões 14 e 15, qual o valor do potencial elétrico a uma distância r à direita de 5q?
A)K0q/ r
B)4,5 K 0q/ r
C)5 K 0q/ r
D)6 K 0q/ r
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
No ponto a uma distância $r$ à direita de $+5q$, a carga positiva dista $r$ e a negativa dista $2r$. Somando potenciais algébricos, $V=k(5q/r-q/(2r))=4{,}5kq/r$.
Alternativa indicada pelo material de referência: B.
Q17
Eletricidade — Circuitos — Resistor não ôhmico
Medindo-se a corrente elétrica que passa por um resistor em função do potencial aplicado aos terminais do mesmo, obtivemos os seguintes valores. A partir destes dados, qual a razão entre o valor da resistência quando o potencial é igual a 1 V e o valor da resistência quando o potencial for igual a 5 V?
Potencial (V)
0
1
2
3
4
5
Corrente (mA)
0
1
4
9
16
25
A)1
B)2
C)5
D)10
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
Pela tabela, com $U=1\text{ V}$ e $i=1\text{ mA}$, $R_1=1000\text{ }\Omega$. Com $U=5\text{ V}$ e $i=25\text{ mA}$, $R_5=200\text{ }\Omega$. A razão $R_1/R_5=5$.
Alternativa indicada pelo material de referência: C.
Q18
Mecânica — Hidrostática — Princípio de Pascal
O elevador hidráulico está baseado:
A)No princípio de Arquimedes
B)No teorema do empuxo
C)Na lei de Boyle
D)No princípio de Pascal
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
O princípio de Pascal estabelece que a variação de pressão aplicada a um fluido confinado se transmite integralmente por ele. É o fundamento do elevador hidráulico.
Alternativa indicada pelo material de referência: D.
Q19
Ondulatória — Acústica — Escala decibel
Uma conversa normal, a 1m de distância, possui um nível sonoro de 60 dB. Sabendo que o nível sonoro do limiar da dor no ouvido humano é 120 dB, podemos dizer que:
A)A intensidade sonora do limiar da dor é duas vezes maior que a intensidade sonora da conversa normal.
B)A intensidade sonora do limiar da dor é sessenta vezes maior que a intensidade sonora da conversa normal.
C)A intensidade sonora do limiar da dor é $10^2$ vezes maior que a intensidade sonora da conversa normal.
D)A intensidade sonora do limiar da dor é $10^6$ vezes maior que a intensidade sonora da conversa normal.
Gabarito indicado no material comentado — CLF (não identificado como oficial da UVA):
