UVA · 2018.1 — Questões de Física com gabarito e resolução
Universidade Estadual Vale do Acaraú
Dados e fonte da prova
Vestibular 2018.1 · 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
Mecânica — Cinemática — Movimento uniformemente variado
Um motorista viaja em seu veículo em uma estrada retilínea a 20 m/s, quando percebe uma possível situação de perigo a sua frente. Ele aplica os freios no tempo t = 0, pára, e retorna de marcha ré, alcançando a velocidade de 10 m/s no tempo t = 10 s. Qual o módulo da aceleração média do veículo nestes 10 s?
A)1 m/s².
B)2 m/s².
C)3 m/s².
D)4 m/s².
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C
Resolução comentada
$a_m=(-10-20)/10=-3$ m/s². Seu módulo é 3 m/s².
Gabarito oficial: alternativa C.
Q38
Mecânica — Dinâmica — Leis de Newton
Uma força F aplicada a um objeto de massa m₁ produz aceleração igual a 3,0 m/s². Se a força F for aplicada a um objeto de massa m₂ produz aceleração igual a 1,0 m/s². Se a força F for aplicada a um objeto de massa m₁ + m₂, qual o valor da sua aceleração?
A)0,50 m/s².
B)0,75 m/s².
C)0,80 m/s².
D)0,95 m/s².
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B
Resolução comentada
$m_1=F/3$ e $m_2=F$. Logo, $a=F/(m_1+m_2)=F/(4F/3)=0{,}75$ m/s².
Gabarito oficial: alternativa B.
Q39
Eletricidade — Eletrodinâmica — Potência e energia elétrica
Uma diferença de potencial de 110 V é aplicada a um aquecedor de ambientes de 1100 W. Qual a corrente no elemento de aquecimento?
A)1 A.
B)3 A.
C)10 A.
D)11 A.
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C
Resolução comentada
$I=P/U=1100/110=10$ A.
Gabarito oficial: alternativa C.
Q40
Eletricidade — Eletrostática — Capacitores
Um capacitor está conectado a uma bateria de 12 V e possui carga elétrica de módulo 48 μC em suas placas. Qual o módulo da carga nas placas do capacitor quando ele é conectado a uma pilha de 1,5 V?
A)1 μC.
B)2 μC.
C)4 μC.
D)6 μC.
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D
Resolução comentada
$C=Q/U=4$ μF. Assim, $Q'=C\cdot1{,}5=6$ μC.
Gabarito oficial: alternativa D.
Q41
Termologia — Termometria — Escalas termométricas
A olimpíada de inverno em Pyeong Chang, Coreia do Sul, registrou as temperaturas médias mais baixas deste tipo de competição. Se a temperatura média na cidade durante os jogos foi de 12,2 ºF, qual o valor da temperatura em graus Celsius?
A)−11 °C.
B)−20 °C.
C)−32 °C.
D)−44 °C.
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A
Resolução comentada
$T_C=(5/9)(T_F-32)=(5/9)(12{,}2-32)=-11$ °C.
Gabarito oficial: alternativa A.
Q42
Mecânica — Hidrostática — Pressão e empuxo
Um barco que flutua em água doce (massa específica = $10^3$ kg/m³) desloca um volume de água que pesa 40 kN. Qual o peso de água salgada (massa específica = $1{,}1\times10^3$ kg/m³) que esse barco desloca ao flutuar na mesma? Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².
A)32 kN.
B)36 kN.
C)40 kN.
D)44 kN.
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C
Resolução comentada
Para um corpo flutuando em equilíbrio, o empuxo iguala o peso da embarcação. Portanto, o peso do líquido deslocado continua 40 kN; muda apenas seu volume.
Gabarito oficial: alternativa C.
Q43
Mecânica — Oscilações — Movimento harmônico simples
Um sistema massa-mola executa um Movimento Harmônico Simples de amplitude A. Para qual deslocamento da massa m, metade da energia é cinética e metade é potencial elástica?
A)A/4.
B)$\frac{\sqrt2}{2}A$.
C)A/2.
D)$\sqrt2A$.
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B
Resolução comentada
$kx^2/2=E/2=kA^2/4$. Logo, $x=\pm A/\sqrt2$.
Gabarito oficial: alternativa B.
Q44
Óptica — Óptica geométrica — Refração
Um raio de luz se propaga no ar e incide sobre uma placa de vidro. No ar o raio incide fazendo um ângulo de 33º com a normal à superfície, e no vidro esse ângulo é de 21º. Qual o índice de refração do vidro? Dados sen(21º) = 0,36 e sen(33º) = 0,54. Considere o índice de refração do ar igual a 1:
A)1,2.
B)1,3.
C)1,4.
D)1,5.
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D
Resolução comentada
A lei de Snell, com os valores fornecidos, dá $n=\sin33^\circ/\sin21^\circ=0{,}54/0{,}36=1{,}50$.
Gabarito oficial: alternativa D.
Q11
Mecânica — Cinemática — Velocidade média
Um homem suspeito corre o mais rápido possível por uma esteira rolante de um grande centro comercial, levando 2,0 s para atravessá-la. Os seguranças aparecem e o homem retorna ao ponto de partida pela mesma esteira levando, neste caso, 10 s para atravessá-la. Qual a razão entre a velocidade do homem e a velocidade da esteira?
A)1,5.
B)2,5.
C)3.
D)5.
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A
Resolução comentada
$L/(v_p+v_e)=2$ e $L/(v_p-v_e)=10$. A razão das velocidades resultantes é 5. Resolvendo, $v_p/v_e=1{,}5$.
Gabarito oficial: alternativa A.
Q12
Mecânica — Energia — Trabalho e potência
Um projétil de massa igual a 9,0 kg é lançado verticalmente para cima. O arrasto do ar diminui a energia mecânica do projétil em 63 kJ durante a sua subida. Que altura adicional o projétil atingiria se o arrasto do ar fosse desprezível? Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².
A)540 m.
B)700 m.
C)860 m.
D)1400 m.
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B
Resolução comentada
A energia perdida corresponderia a $mg\Delta h$. Assim, $\Delta h=63000/(9\cdot10)=700$ m, ou 700 m.
Gabarito oficial: alternativa B.
Q13
Mecânica — Dinâmica — Quantidade de movimento
Em uma brincadeira comum, mas bastante perigosa, alguém puxa uma cadeira quando uma pessoa está prestes a se sentar, fazendo com que a vítima caia ao chão. Suponha que a vítima tenha 70 kg, caia de uma altura de 45 cm e que o choque com o chão tenha duração de 0,07 s. Qual o valor da força média aplicada pelo piso sobre a pessoa durante a colisão? Considere a queda da vítima como uma queda livre a partir do repouso e a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².
A)210 N.
B)1470 N.
C)2450 N.
D)3000 N.
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D
Resolução comentada
Atenção à interpretação e às ressalvas do enunciado.
A velocidade antes do impacto é $v=\sqrt{2gh}=3$ m/s. A força resultante média tem módulo $mv/\Delta t=3000$ N, valor D do gabarito. Se a expressão for interpretada como força do chão, é necessário somar o peso: $N=3000+700=3700$ N. A resposta oficial usa a aproximação de desprezar o peso durante o impacto.
Gabarito oficial: alternativa D.
Q14
Eletricidade — Eletrodinâmica — Potência e energia elétrica
A intensidade luminosa média na superfície da Terra é de 1250 W/m². A eficiência média de painéis solares fotovoltaicos é de 16 %. Uma determinada residência tem um consumo médio de 360 kWh em um mês de 30 dias. Se os painéis recebem iluminação durante 12 h por dia, qual a área que eles devem possuir para restituir à companhia de eletricidade o consumo da residência citada?
A)1,0 m².
B)2,5 m².
C)3,5 m².
D)5,0 m².
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D
Resolução comentada
São 360 h de iluminação por mês, então a potência elétrica é $360/360=1$ kW. Cada metro quadrado fornece $1250\cdot0{,}16=200$ W. Área necessária: 5 m².
Gabarito oficial: alternativa D.
Q15
Eletricidade — Eletrostática — Campo elétrico
Um elétron é colocado em repouso em um campo elétrico uniforme de 500 N/C. Qual a velocidade deste elétron 45,5 ns após ser solto? Sejam: Carga elementar, $e=1{,}6\times10^{-19}$ C, massa do elétron, $m=9{,}1\times10^{-31}$ kg.
A)$1{,}7\times10^6$ m/s.
B)$2{,}1\times10^6$ m/s.
C)$4{,}0\times10^6$ m/s.
D)$5{,}2\times10^6$ m/s.
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C
Resolução comentada
$a=eE/m$ e $v=at$. Substituindo os valores de carga e massa fornecidos, $v\approx4\times10^6$ m/s.
Gabarito oficial: alternativa C.
Q16
Eletricidade — Eletrostática — Campo elétrico
A Terra possui uma carga elétrica líquida que produz um campo elétrico orientado para o centro da Terra com módulo de 150 N/C em pontos na vizinhança de sua superfície. Qual seria a carga líquida que uma pessoa de 75 kg deveria possuir para que a força elétrica produzida sobre a pessoa por esse campo compensasse seu peso? Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².
A)+2 C.
B)−3 C.
C)+4 C.
D)−5 C.
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D
Resolução comentada
Para a força elétrica apontar para cima, a carga deve ser negativa. $q=-mg/E=-750/150=-5$ C.
Gabarito oficial: alternativa D.
Q17
Termologia — Dilatação — Dilatação térmica
O avião supersônico Concorde (já retirado de circulação) é feito basicamente de alumínio e possui um comprimento de 62 m quando em repouso no solo em um dia típico europeu (15 °C). Quando em voo, com velocidade igual a duas vezes a do som, o atrito com o ar faz com que se dilate 25 cm em seu comprimento. Qual a temperatura da parte externa do Concorde durante o voo? O coeficiente de dilatação térmica linear do alumínio é igual a $23\times10^{-6}/\mathrm{°C}$.
A)160 °C.
B)175 °C.
C)190 °C.
D)210 °C.
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C
Resolução comentada
$\Delta T=\Delta L/(L_0\alpha)=0{,}25/(62\cdot23\times10^{-6})\approx175$ °C. A temperatura final é aproximadamente 190 °C.
Gabarito oficial: alternativa C.
Q18
Termologia — Termodinâmica — Primeira lei
Em um certo processo termodinâmico, o calor liberado pelo sistema é igual a $2{,}7\times10^5$ J e, ao mesmo tempo, o sistema se contrai sob a ação de uma pressão externa de valor $9{,}0\times10^5$ Pa. A energia interna do sistema é a mesma nos estados inicial e final do processo. Qual a variação no volume do sistema?
A)0,3 m³.
B)3 m³.
C)3,3 m³.
D)24,3 m³.
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A
Resolução comentada
Pela primeira lei, $\Delta U=Q-W=0$, então $W=Q=-2{,}7\times10^5$ J. Como $W=P\Delta V$, $\Delta V=-0{,}3$ m³. O volume diminui 0,3 m³; a alternativa apresenta o módulo.
Gabarito oficial: alternativa A.
Q19
Ondulatória — Acústica — Propagação do som
Um sussurro (a 1 m de distância) possui nível sonoro de 20 dB. Uma conversa (a 1 m de distância) possui nível sonoro de 60 dB. Qual a razão entre a intensidade sonora da conversa e a intensidade sonora do sussurro? O limiar de audição possui nível sonoro de 0 dB e intensidade sonora $10^{-12}$ W/m².
Uma das extremidades de um fio de densidade linear 0,02 kg/m é presa a um dos ramos de um diapasão excitado eletricamente com frequência igual a 120 Hz. A outra extremidade passa sobre uma polia e suporta um objeto suspenso de massa igual a 1,8 kg. Qual o comprimento da onda gerada no fio? Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².
A)0,25 m.
B)0,43 m.
C)0,61 m.
D)0,78 m.
Gabarito oficial definitivo da UVA 2018.1
A
Resolução comentada
$v=\sqrt{18/0{,}02}=30$ m/s e $\lambda=v/f=30/120=0{,}25$ m.
