Prova PUC Goiás 2020/1 — Física com Gabarito e Resolução

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Eletricidade — Eletrodinâmica — Capacitores

O bit (simplificação para dígito binário) é definido como sendo a menor unidade de informação que pode ser armazenada ou transmitida. Na lógica transistor - transistor (TTL), um bit pode assumir valor zero, com entrada de $0{,}8\text{ V}$, ou valor um, com entrada de $2{,}2\text{ V}$.

Marque a resposta que corretamente apresenta a carga elétrica que um capacitor de $6\text{ }\mu\text{F}$, que receba bit de valor zero, irá gerar:

A)$0\text{ C}$.

B)$2{,}6\text{ }\mu\text{C}$.

C)$4{,}8\text{ }\mu\text{C}$.

D)$13{,}2\text{ }\mu\text{C}$.

Gabarito sugerido

C

Resolução

A carga elétrica $Q$ armazenada em um capacitor é dada pelo produto da sua capacitância $C$ pela diferença de potencial (tensão) $U$ aplicada aos seus terminais: $Q = C \cdot U$.

Para o bit de valor zero, a tensão fornecida é $U = 0{,}8\text{ V}$.

Sendo a capacitância $C = 6\text{ }\mu\text{F} = 6 \cdot 10^{-6}\text{ F}$, temos:

$Q = (6\text{ }\mu\text{F}) \times 0{,}8\text{ V} = 4{,}8\text{ }\mu\text{C}$.

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Óptica — Princípios da Óptica — Princípios Fundamentais

No dia 16 de julho de 2019, aniversário de 50 anos da chegada do homem à Lua, os goianos puderam acompanhar um eclipse lunar parcial. Esse fenômeno ocorre sempre que há um alinhamento entre o Sol, a Terra e a Lua e a sombra da Terra é projetada sobre a Lua.

Assinale a alternativa que corretamente indica qual o princípio da ótica geométrica que justifica o fenômeno ocorrido:

A)Princípio da propagação retilínea da luz.

B)Princípio da independência dos raios luminosos.

C)Princípio da reversibilidade dos raios luminosos.

D)Princípio da difração dos raios luminosos.

Gabarito sugerido

A

Resolução

A formação de sombras e penumbras (fenômenos responsáveis pela ocorrência de eclipses solares e lunares) é uma consequência direta do Princípio da Propagação Retilínea da Luz, o qual postula que, em meios homogêneos e transparentes, a luz se propaga em linha reta. Quando um obstáculo opaco (a Terra) é interposto no caminho da luz (do Sol), forma-se uma região de sombra que, ao atingir a Lua, configura o eclipse.

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Ondulatória — Fenômenos Ondulatórios — Fenômenos Ondulatórios

Leia o texto seguinte sobre os impactos do sonar de navios e seus efeitos na vida marinha:

Não é de hoje que cientistas sabem que o sonar de navios impacta a vida marinha, mas só recentemente é que um novo estudo publicado pela Royal Society B explica as causas e o impacto desse som nas baleias.

Os mamíferos marinhos são os que mais sofrem com o sonar. Atordoados com o barulho, os animais nadam milhares de metros e oscilam, mergulhando em direção ao fundo do mar e de volta à superfície. O resultado, segundo o estudo, é a união de um efeito doloroso de descompressão e bolhas de nitrogênio no sangue. O sonar de um navio pode produzir um barulho ensurdecedor, variando entre 170 e 196 decibéis.

Assinale a resposta que corretamente indica os principais fenômenos ondulatórios, envolvidos na utilização de sonares nos navios e submarinos que fazem o mapeamento do fundo marinho, localizam a posição e a velocidade de cardumes ou outros objetos submersos que se aproximam ou que se afastam e que têm impactado a vida marinha:

A)Refração e absorção.

B)Reflexão e dispersão.

C)Interferência e ressonância.

D)Reflexão e Efeito Doppler.

Gabarito sugerido

D

Resolução

O funcionamento básico do sonar apoia-se em dois princípios físicos fundamentais relacionados à propagação de ondas sonoras na água:

Para mapear o fundo ou localizar cardumes, o sonar emite ondas que batem no obstáculo e retornam ao receptor. Esse processo de bate-e-volta configura o fenômeno do eco, que nada mais é do que a Reflexão do som.
Para medir a velocidade de aproximação ou afastamento dos objetos submersos, analisa-se a alteração na frequência da onda refletida causada pelo movimento relativo entre o objeto (fonte secundária) e o submarino/navio (observador). Essa alteração de frequência aparente é o Efeito Doppler.

Reflexão e Efeito Doppler respondem corretamente ao processo.

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Mecânica — Trabalho e Energia — Trabalho da Força Peso

Leia atentamente as informações apresentadas no texto a seguir:

É impossível conhecer o Hot Park sem notar os grandiosos toboáguas do Acqua Race. Formado por três escorregadores com ponto de descida localizado a $13\text{ m}$ de altura, com uma descida alucinante de $110\text{ m}$ de comprimento, e com velocidade que pode chegar a $30\text{ km/h}$, a atração faz parte das mais radicais de todo o parque!

Considere o seguinte problema:

Uma pessoa adulta, com massa de $80\text{ kg}$, entra em um dos escorregadores do Acqua Race. A partir do ponto de descida, de quanto será o trabalho realizado pela força peso para deslocá-la até a parte inferior do brinquedo, no nível do solo?

Dado: módulo da aceleração da gravidade $g=10\text{ m/s}^2$; despreze a ação de forças dissipativas.

A)$3900\text{ J}$.

B)$10400\text{ J}$.

C)$24000\text{ J}$.

D)$31200\text{ J}$.

Gabarito sugerido

B

Resolução

O trabalho realizado pela força peso não depende da trajetória percorrida (os $110\text{ m}$ de comprimento do toboágua são uma informação distratora), dependendo exclusivamente da variação da altura (desnível vertical) entre o ponto de partida e o de chegada.

A fórmula para o trabalho da força peso na descida é: $W = m \cdot g \cdot h$

Substituindo os valores fornecidos ($m = 80\text{ kg}$, $g = 10\text{ m/s}^2$, $h = 13\text{ m}$):

$W = 80 \times 10 \times 13 = 800 \times 13 = 10.400\text{ J}$.

PUC-GO 2020/1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados para as questões numéricas