UVA · 2016.1 — Questões de Física com gabarito e resolução
Universidade Estadual Vale do Acaraú
Dados e fonte da prova
Vestibular 2016.1 · Conhecimentos Gerais e Específicos · 18 questões de Física. Enunciados e alternativas transcritos dos cadernos do acervo; imagens somente nas figuras. Consultar gabarito oficial definitivo da UVA ↗. Resoluções e classificação pedagógica: Método TEF.
Q37
Fundamentos da Física — Grandezas físicas — Conversão de unidades
Uma unidade astronômica (UA) é a distância média entre a Terra e o Sol, $1{,}50\times10^8$ km. A velocidade da luz no vácuo é igual a $3{,}0\times10^8$ m/s. Qual o valor da velocidade da luz no vácuo em unidade astronômica por segundo? Obs: o m que antecede UA na resposta é o prefixo mili ($10^{-3}$).
A)2,0 mUA/s.
B)3,0 mUA/s.
C)4,5 mUA/s.
D)6,0 mUA/s.
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A
Resolução comentada
$1\text{ UA}=1{,}5\times10^{11}$ m. Portanto, $c=0{,}002$ UA/s, ou 2 mUA/s.
Gabarito oficial: alternativa A.
Q38
Mecânica — Cinemática — Movimento uniformemente variado
Um trem parte do repouso e após certo instante sua velocidade é de 30 m/s. 160 m adiante sua velocidade é de 50 m/s. Qual a aceleração deste trem?
A)1 m/s².
B)2 m/s².
C)5 m/s².
D)7 m/s².
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C
Resolução comentada
$a=(v^2-v_0^2)/(2s)=(2500-900)/320=5$ m/s².
Gabarito oficial: alternativa C.
Q39
Eletricidade — Eletrodinâmica — Corrente elétrica
Qual a carga total de 72,8 kg de elétrons? Dados: Massa do elétron: $9{,}1\times10^{-31}$ kg, carga elementar: $1{,}6\times10^{-19}$ C.
A)$1{,}3\times10^{13}$ C.
B)$2{,}1\times10^{15}$ C.
C)$4{,}7\times10^{19}$ C.
D)$8{,}9\times10^{21}$ C.
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A
Resolução comentada
O número de elétrons é $N=72{,}8/(9{,}1\times10^{-31})=8\times10^{31}$. O módulo da carga é $Ne=1{,}28\times10^{13}$ C, aproximadamente $1{,}3\times10^{13}$ C. A carga algébrica é negativa.
Gabarito oficial: alternativa A.
Q40
Eletricidade — Eletrodinâmica — Potência e energia elétrica
Uma corrente de 5,0 A é mantida em um circuito por uma bateria de 6,0 V durante 6,0 minutos. De quanto é reduzida a energia da bateria?
A)30 J.
B)180 J.
C)3600 J.
D)10800 J.
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D
Resolução comentada
$E=UIt=6\cdot5\cdot360=10800$ J.
Gabarito oficial: alternativa D.
Q41
Mecânica — Hidrostática — Pressão e empuxo
Um bloco de madeira flutua na água com dois terços de seu volume submerso. Qual a densidade do bloco de madeira? Dado: densidade da água 1,0 g/cm³.
A)0,50 g/cm³.
B)0,67 g/cm³.
C)1,0 g/cm³.
D)1,5 g/cm³.
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B
Resolução comentada
No equilíbrio, $\rho_bVg=\rho_aV_sg$. Assim, $\rho_b=\rho_a(V_s/V)=2/3\approx0{,}67$ g/cm³.
Gabarito oficial: alternativa B.
Q42
Termologia — Termometria — Escalas termométricas
A que temperatura a escala Fahrenheit indica um valor igual à metade da escala Celsius?
A)−40 °F.
B)−12,31 °F.
C)32 °F.
D)320 °F.
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B
Resolução comentada
Imponha $T_F=T_C/2$ na relação $T_F=1{,}8T_C+32$. Resulta $T_C=-32/1{,}3\approx-24{,}62$ °C e $T_F\approx-12{,}31$ °F, valor solicitado nas alternativas.
Gabarito oficial: alternativa B.
Q43
Óptica — Óptica geométrica — Espelhos
Uma pessoa entra em uma sala que possui espelhos planos localizados em duas paredes opostas. A distância entre os espelhos é de 5 m. Esta pessoa está a 2 m de um dos espelhos. A que distância, uma da outra, encontram-se as duas primeiras imagens de cada espelho?
A)2 m.
B)3 m.
C)5 m.
D)10 m.
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D
Resolução comentada
Coloque os espelhos em $x=0$ e $x=5$ m, e a pessoa em $x=2$ m. As primeiras imagens ficam em $x=-2$ m e $x=8$ m. A separação é 10 m.
Gabarito oficial: alternativa D.
Q44
Ondulatória — Acústica — Propagação do som
O morcego emite ondas sonoras cuja velocidade no ar é cerca de 340 m/s. O menor comprimento de onda emitido por um morcego é de 3,4 mm. Qual a frequência correspondente a esse comprimento de onda?
A)1 kHz.
B)10 kHz.
C)100 kHz.
D)1 MHz.
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C
Resolução comentada
$f=v/\lambda=340/(3{,}4\times10^{-3})=10^5$ Hz, ou 100 kHz.
Gabarito oficial: alternativa C.
Q11
Mecânica — Dinâmica — Atrito
Uma caixa de 224 kg é puxada pelo chão por uma corda que faz um ângulo de 30º com a horizontal. Se o coeficiente de atrito estático entre o chão e a caixa é 0,50, qual a menor tensão que, aplicada à corda, faz a caixa se movimentar? Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s², sen(30º) = 0,50, e cos(30º) = 0,87.
A)124 N.
B)620 N.
C)870 N.
D)1000 N.
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D
Resolução comentada
A normal é $N=mg-T\sin30^\circ$. Na iminência, $T\cos30^\circ=\mu N$. Assim, $T=\mu mg/(\cos30^\circ+\mu\sin30^\circ)=1120/1{,}12=1000$ N.
Gabarito oficial: alternativa D.
Q12
Mecânica — Cinemática — Lançamento de projéteis
Um dardo é lançado, horizontalmente, com velocidade 10 m/s em direção a um alvo. O dardo é lançado na mesma altura do centro do alvo (a mosca). O dardo atinge o alvo 0,2 s depois de lançado. Qual a distância entre a mosca e o ponto em que o dardo atinge o alvo? Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².
A)0,002 m.
B)0,02 m.
C)0,2 m.
D)2 m.
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C
Resolução comentada
A velocidade vertical inicial é nula. A queda é $y=gt^2/2=10\cdot0{,}2^2/2=0{,}20$ m.
Gabarito oficial: alternativa C.
Q13
Mecânica — Energia — Trabalho e potência
Em uma usina hidroelétrica, 1600 m³ de água, que caem de uma altura de 100 m, passam por um conjunto turbina-gerador a cada segundo. Se 75% da energia adquirida pela água durante a queda é transformada em energia elétrica, qual a potência do gerador? Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s² e a densidade da água $10^3$ kg/m³.
A)1,2 kW.
B)1,2 MW.
C)1,2 GW.
D)1,2 TW.
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C
Resolução comentada
$P=\eta\rho\dot Vgh=0{,}75\cdot1000\cdot1600\cdot10\cdot100=1{,}2\times10^9$ W, ou 1,2 GW.
Gabarito oficial: alternativa C.
Q14
Mecânica — Oscilações — Movimento harmônico simples
Um sistema oscilante massa/mola possui energia mecânica 1 J e amplitude 10 cm. Qual o valor da constante elástica da mola?
Qual seria a altura da atmosfera terrestre se a densidade do ar fosse constante e igual àquela ao nível do mar? Considere a pressão atmosférica ao nível do mar igual a $10^5$ N/m² e a densidade do ar igual a 1 kg/m³.
A)3 km.
B)10 km.
C)12 km.
D)100 km.
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B
Resolução comentada
Pela lei de Stevin, $p=\rho gh$. Logo, $h=10^5/(1\cdot10)=10000$ m, ou 10 km.
Gabarito oficial: alternativa B.
Q16
Eletricidade — Eletrostática — Lei de Coulomb
Suponha que cargas elétricas positivas e iguais sejam colocadas na superfície da Terra e da Lua de modo a neutralizar a atração gravitacional entre elas. Qual a ordem de grandeza (potência de 10) do valor destas cargas? Sejam: Constante gravitacional: $G=6{,}67\times10^{-11}\ \mathrm{Nm^2/kg^2}$, massa da terra: $5{,}98\times10^{24}$ kg, massa da Lua: $7{,}36\times10^{22}$ kg, Constante eletrostática no vácuo: $K_0=9\times10^9\ \mathrm{Nm^2/C^2}$.
A)$10^{13}$.
B)$10^{18}$.
C)$10^{21}$.
D)$10^{25}$.
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ANULADA
Resolução comentada
Questão anulada pela UVA.
Iguale $kq^2/r^2=GM_TM_L/r^2$. Assim, $q=\sqrt{GM_TM_L/k}\approx5{,}7\times10^{13}$ C. Pela convenção de potência de dez mais próxima, a ordem é $10^{14}$ C, ausente nas alternativas. O gabarito definitivo registra anulação.
Questão anulada no gabarito definitivo.
Q17
Eletricidade — Eletrostática — Campo elétrico
Um elétron é liberado, do repouso, em um campo elétrico uniforme de módulo $2{,}0\times10^4$ N/C. Desprezando a força de gravidade, qual a aceleração deste elétron? Sejam dados: Carga elementar: $1{,}6\times10^{-19}$ C e massa do elétron: $9{,}1\times10^{-31}$ kg.
A)$1{,}6\times10^8$ m/s².
B)$2{,}0\times10^{11}$ m/s².
C)$3{,}2\times10^{14}$ m/s².
D)$3{,}5\times10^{15}$ m/s².
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D
Resolução comentada
$a=eE/m=(1{,}6\times10^{-19}\cdot2\times10^4)/(9{,}1\times10^{-31})\approx3{,}5\times10^{15}$ m/s². O sentido é contrário ao campo, pois a carga é negativa.
Gabarito oficial: alternativa D.
Q18
Eletricidade — Eletrodinâmica — Lei de Ohm
Nove fios de cobre de comprimento ℓ, e diâmetro d, estão ligados em paralelo formando um único condutor composto de resistência R. Qual deve ser o diâmetro D, de um único fio de cobre de comprimento ℓ, para que ele tenha a mesma resistência R?
A)d/9.
B)d.
C)3d.
D)9d.
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C
Resolução comentada
O paralelo tem nove vezes a área condutora de um fio. Como a área é proporcional ao quadrado do diâmetro, $D^2=9d^2$, logo $D=3d$.
Gabarito oficial: alternativa C.
Q19
Termologia — Calorimetria — Calor sensível
Um aquecedor solar possui eficiência de 20% e recebe luz do Sol a uma intensidade constante de 500 W/m². Qual a área que esse aquecedor deve ter para aquecer 225 L de água, de 20 °C para 40 °C, em uma hora? Dados: Calor específico da água = 1 cal/g·°C, densidade da água $10^3$ kg/m³, 1 L = $10^{-3}$ m³. Considere 1 cal = 4 J.
A)50 m².
B)75 m².
C)100 m².
D)125 m².
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A
Resolução comentada
O calor é $Q=225000\cdot1\cdot20\cdot4=18\times10^6$ J. O ganho por m² é $0{,}2\cdot500\cdot3600=360000$ J. Portanto, $A=50$ m².
Gabarito oficial: alternativa A.
Q20
Óptica — Óptica geométrica — Espelhos
O tamanho de uma imagem real, formada pela reflexão em um espelho côncavo, é quatro vezes maior que o tamanho do objeto. O objeto está localizado a 30 cm do espelho. Para que ocorra imagem real em um espelho côncavo, ela deve se localizar após a distância focal e ser invertida. Qual o raio de curvatura deste espelho?
A)24 cm.
B)48 cm.
C)60 cm.
D)80 cm.
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B
Resolução comentada
$p'=4p=120$ cm. Então $f=pp'/(p+p')=24$ cm e $R=2f=48$ cm.
