UVA · 2016.2 — Questões de Física com gabarito e resolução
Universidade Estadual Vale do Acaraú
Dados e fonte da prova
Vestibular 2016.2 · 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 — Sistema Internacional
Quando vamos calibrar os pneus de um veículo, em um posto de combustível ou em um borracheiro, qual a unidade de medida correta a que devemos nos referir quando usamos o sistema inglês de unidades? Sejam as abreviações: lb para libra (força) e in para polegada.
A)lb.
B)lb·in.
C)lb/in.
D)lb/in².
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D
Resolução comentada
Pressão é força por área. Nesse sistema, usa-se libra-força por polegada quadrada, lb/in², também chamada psi.
Gabarito oficial: alternativa D.
Q38
Fundamentos da Física — Grandezas físicas — Conversão de unidades
De maneira análoga ao ano-luz, 1 ns-luz é a distância que a luz percorre em 1 ns. Sendo a velocidade da luz no vácuo igual a $3\times10^8$ m/s, qual o valor de 1 ns-luz, no vácuo, em metros?
A)0,03 m.
B)0,3 m.
C)3 m.
D)30 m.
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B
Resolução comentada
$d=c\Delta t=3\times10^8\cdot10^{-9}=0{,}30$ m.
Gabarito oficial: alternativa B.
Q39
Mecânica — Energia — Trabalho e potência
Um elevador carregado tem massa $3{,}0\times10^3$ kg e sobe 210 m em 21 s com velocidade constante. Qual a potência com a qual a força do cabo realiza trabalho sobre o elevador? Considere a aceleração da gravidade, g, igual a 10 m/s².
A)$3{,}0\times10^3$ W.
B)$3{,}0\times10^4$ W.
C)$3{,}0\times10^5$ W.
D)$3{,}0\times10^6$ W.
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C
Resolução comentada
A velocidade é 10 m/s e a força do cabo equilibra o peso: 30000 N. Logo, $P=Fv=3\times10^5$ W.
Gabarito oficial: alternativa C.
Q40
Eletricidade — Eletrodinâmica — Corrente elétrica
Uma gota de água possui carga elétrica de $-1{,}00\times10^{-16}$ C. Quantos elétrons em excesso possui essa gota de água? Seja a carga elementar: $1{,}60\times10^{-19}$ C.
Eletricidade — Eletrostática — Energia e potencial elétrico
Qual a energia potencial elétrica entre dois elétrons separados por uma distância de 9 nm? Sejam dados: Carga elementar: $1{,}6\times10^{-19}$ C, $K_0=9\times10^9\ \mathrm{Nm^2/C^2}$, 1 eV = $1{,}6\times10^{-19}$ J, onde eV (eletron-volt) é uma unidade de medida de energia bastante usada em escala atômica e molecular.
A)0,16 eV.
B)1,60 eV.
C)2,56 eV.
D)4,10 eV.
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A
Resolução comentada
$U=ke^2/r=2{,}56\times10^{-20}$ J. Em elétron-volts, $U=0{,}16$ eV. É positiva porque as cargas têm o mesmo sinal.
Gabarito oficial: alternativa A.
Q42
Termologia — Termometria — Escalas termométricas
A temperatura na superfície do Sol é de aproximadamente 5778 K. Qual a temperatura da superfície do Sol na escala Fahrenheit? Considere 0º C=273 k.
A)4404 °F.
B)5505 °F.
C)9941 °F.
D)10400 °F.
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C
Resolução comentada
$T_C=5778-273=5505$ °C. Então $T_F=1{,}8\cdot5505+32=9941$ °F.
Gabarito oficial: alternativa C.
Q43
Ondulatória — Ondas — Velocidade e frequência
A tensão em um fio preso em ambas as extremidades é duplicada sem que o comprimento do fio varie. Qual a razão entre a nova e a antiga velocidade de uma onda transversal que se propaga neste fio?
A)$\sqrt2$.
B)$2\sqrt2$.
C)$1/\sqrt2$.
D)2.
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A
Resolução comentada
Como $v=\sqrt{T/\mu}$, $v'/v=\sqrt2$.
Gabarito oficial: alternativa A.
Q44
Óptica — Óptica geométrica — Espelhos
Um objeto localizado a 30,0 cm de um espelho esférico produz uma imagem invertida cuja ampliação é 0,75. Qual a distância desta imagem?
A)7,50 cm.
B)15,0 cm.
C)22,5 cm.
D)30,0 cm.
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C
Resolução comentada
$\lvert A\rvert=p'/p$. Portanto, $p'=0{,}75\cdot30=22{,}5$ cm. A imagem invertida é real.
Gabarito oficial: alternativa C.
Q11
Mecânica — Dinâmica — Leis de Newton
Um homem de 80 kg está parado sobre uma pequena ponte horizontal uniforme de peso 2,8 kN e comprimento L. A distância do homem até a extremidade esquerda da ponte é L/4. Qual a força vertical que o suporte da extremidade esquerda exerce sobre a ponte? Considere a aceleração da gravidade, g, igual a 10 m/s².
A)800 N.
B)2000 N.
C)2800 N.
D)3600 N.
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B
Resolução comentada
O peso total é 3600 N. Tomando momentos em torno do apoio direito: $R_eL=2800(L/2)+800(3L/4)$. Logo, $R_e=2000$ N.
Gabarito oficial: alternativa B.
Q12
Mecânica — Energia — Trabalho e potência
Uma bala de 30 g, viajando a 500 m/s, penetra horizontalmente 10 cm em uma parede antes de parar completamente. Suponha que a força que a parede faz sobre a bala é constante e que não há perdas de energia por calor. Qual o valor desta força?
A)7,5 kN.
B)12,5 kN.
C)25,0 kN.
D)37,5 kN.
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D
Resolução comentada
O trabalho de frenagem retira a energia cinética: $Fd=mv^2/2=3750$ J. Assim, $F=3750/0{,}10=37500$ N, ou 37,5 kN.
Gabarito oficial: alternativa D.
Q13
Mecânica — Dinâmica — Quantidade de movimento
Um foguete está subindo com velocidade de 4300 km/h em relação à Terra. Quando o combustível acaba, o motor é desacoplado e lançado para trás com velocidade 100 km/h em relação ao restante do foguete, o módulo de comando. Se o motor tem massa quatro vezes maior que a do módulo de comando, qual a velocidade final deste último em relação à Terra?
A)4200 km/h.
B)4300 km/h.
C)4400 km/h.
D)4700 km/h.
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D
Resolução comentada
Atenção à interpretação e às ressalvas do enunciado.
Com massas $4m$ e $m$ e velocidade relativa $v_m=v_c-100$, a conservação dá $5m\cdot4300=4m(v_c-100)+mv_c$, logo $v_c=4380$ km/h. Nenhuma alternativa coincide exatamente. O gabarito oficial D, 4700 km/h, resulta se os 100 km/h forem subtraídos de 4300 para o motor em relação à Terra, contrariando a referência relativa expressa no texto. Preserva-se D com essa ressalva.
Gabarito oficial: alternativa D.
Q14
Eletricidade — Eletrostática — Lei de Coulomb
O sal de cozinha é composto por cristais iônicos de cloreto de sódio (Na⁺Cl⁻). Se a distância entre os íons é aproximadamente 0,3 nm, qual a força elétrica entre os íons Na⁺ e Cl⁻? Sejam dados: Carga elementar: $1{,}6\times10^{-19}$ C, $K_0=9\times10^9\ \mathrm{Nm^2/C^2}$.
A)$2{,}56\times10^{-9}$ N.
B)$2{,}56\times10^{-10}$ N.
C)$2{,}56\times10^{-12}$ N.
D)$2{,}56\times10^{-15}$ N.
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A
Resolução comentada
$F=ke^2/r^2=2{,}56\times10^{-9}$ N, atrativa.
Gabarito oficial: alternativa A.
Q15
Eletricidade — Eletrostática — Capacitores
Quantos capacitores de 1,00 μF devem ser ligados em paralelo para armazenar uma carga de 1,00 C com uma diferença de potencial de 100 V entre as placas?
A)10.
B)$10^2$.
C)$10^4$.
D)$10^6$.
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C
Resolução comentada
A capacitância necessária é $C=Q/U=0{,}01$ F. Dividindo por $10^{-6}$ F, obtêm-se $10^4$ capacitores.
Gabarito oficial: alternativa C.
Q16
Eletricidade — Eletrodinâmica — Potência e energia elétrica
Os faróis de um automóvel em movimento consomem 10 A do alternador de 12 V, que é acionado pelo motor do automóvel. Se o alternador tem eficiência de 80%, qual a potência que o motor deve fornecer ao alternador para manter os faróis acesos? Considere 1 HP = 0,75 kW.
A)0,16 HP.
B)0,20 HP.
C)0,24 HP.
D)0,28 HP.
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B
Resolução comentada
A potência elétrica é $UI=120$ W. A entrada mecânica é $120/0{,}80=150$ W, ou $150/750=0{,}20$ HP.
Gabarito oficial: alternativa B.
Q17
Termologia — Termodinâmica — Primeira lei
Um gás ideal, inicialmente na temperatura de 300 K, é comprimido do volume de 3,0 m³ para 2,0 m³, à pressão constante de 25 N/m². Neste processo 75 J são perdidos pelo gás na forma de calor. Qual a variação na energia interna deste gás?
A)−50 J.
B)50 J.
C)−100 J.
D)100 J.
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A
Resolução comentada
$W=P\Delta V=25(-1)=-25$ J. Como $Q=-75$ J, $\Delta U=Q-W=-75+25=-50$ J.
Gabarito oficial: alternativa A.
Q18
Ondulatória — Acústica — Propagação do som
Dois espectadores (A e B) em um estádio de futebol veem e depois ouvem uma bola ser chutada em campo. Para o espectador A a diferença de tempo entre os dois eventos é 0,118s e para o espectador B, 0,089s. O ângulo entre a linha de visão do espectador A e a linha de visão do espectador B é de 90º. Qual a distância entre os dois espectadores? Seja dado: a velocidade do som no estádio igual a 340 m/s. Considere nos cálculos e na resposta valores inteiros.
A)30 m.
B)40 m.
C)50 m.
D)70 m.
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C
Resolução comentada
As distâncias ao chute são aproximadamente 40 m e 30 m. Como formam catetos perpendiculares, a separação é $\sqrt{40^2+30^2}=50$ m.
Gabarito oficial: alternativa C.
Q19
Mecânica — Hidrostática — Pressão e empuxo
Uma esfera oca de raio externo 5,0 cm e raio interno 3,0 cm flutua com metade de seu volume submerso em um líquido de densidade 800 kg/m”. Qual a densidade da esfera? Considere a massa de ar no interior da esfera desprezível.
A)180 kg/m³.
B)400 kg/m³.
C)510 kg/m³.
D)640 kg/m³.
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B
Resolução comentada
Atenção à interpretação e às ressalvas do enunciado.
A densidade média da esfera inteira, incluindo a cavidade, é $\rho_{med}=800\cdot0{,}5=400$ kg/m³, resposta B oficial. Se a pergunta se referisse apenas ao material da casca, seria $400\cdot5^3/(5^3-3^3)\approx510$ kg/m³. O raio interno é desnecessário para a densidade média adotada no gabarito.
Gabarito oficial: alternativa B.
Q20
Óptica — Óptica geométrica — Refração
O índice de refração do benzeno é 1,8. Qual o ângulo crítico para um raio luminoso que se propaga do benzeno para a interface benzeno-ar? Sejam dados: Índice de refração do ar igual a 1, arcsen(0) = 0°, arcsen(0,56) = 34°, arcsen(0,8) = 53°, arcsen(1) = 90°.
