Provas Anteriores | PUC Goiás 2024/2

Q10

Gravitação Universal

A força de atração gravitacional entre dois corpos celestes pode ser determinada por meio da Lei da Gravitação Universal de Newton. Quando Mercúrio, que possui uma massa de $3{,}3\times10^{23}\text{ kg}$, encontra-se mais próximo da Terra, essa distância vale, aproximadamente, $77$ milhões de quilômetros (centro a centro). A massa da Terra é, aproximadamente, de $6{,}0\times10^{24}\text{ kg}$.

Marque a resposta que, corretamente, indica qual será, aproximadamente, a força gravitacional entre Mercúrio e Terra no instante de menor distância possível, considerando a constante de gravitação universal $6{,}7\times10^{-11}\text{ N}\cdot\text{m}^2/\text{kg}^2$, aproximadamente:

A)$10^{23}\text{ N}$.

B)$3{,}8\times10^{26}\text{ N}$.

C)$4{,}0\times10^{27}\text{ N}$.

D)$2{,}2\times10^{16}\text{ N}$.

Gabarito sugerido

D

Resolução

Pela Lei da Gravitação Universal, $F=\dfrac{Gm_1m_2}{r^2}$, com $r=77\times10^9\text{ m}$.

$F=\dfrac{6{,}7\times10^{-11}\times3{,}3\times10^{23}\times6{,}0\times10^{24}}{(77\times10^9)^2}$.

Numerador: $6{,}7\times3{,}3\times6{,}0\times10^{-11+23+24}=132{,}66\times10^{36}=1{,}3266\times10^{38}$.

Denominador: $(77\times10^9)^2=5929\times10^{18}=5{,}929\times10^{21}$.

$F=\dfrac{1{,}3266\times10^{38}}{5{,}929\times10^{21}}\approx2{,}24\times10^{16}\text{ N}$ — confirma a alternativa (D).

Q19

Dilatação Térmica Superficial

Leia com atenção o fragmento de texto da reportagem Calor extremo faz piso do Cefet-MG dilatar e quebrar: sensação de 38°:

O piso do prédio principal do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (Cefet-MG), no Nova Gameleira, na região Oeste de Belo Horizonte, dilatou com o calor e quebrou, fazendo uma fileira do assoalho levantar, na tarde dessa quinta-feira (16 de novembro), por volta das 16h30. Segundo o professor de física da instituição, Sidney Maia, momentos antes do incidente, equipes do Cefet mediram a temperatura no corredor e registraram 35°C. "Dentro de uma sala de aula, deu 38°C", conta.

(Disponível em: https://www.otempo.com.br/cidades/video-calor-extremo-faz-piso-do-cefet-mg-dilatar-e-quebrar-sensacao-de-38-1.3276435. Acesso em: 12 dez. 2023. Adaptado.)

Suponha que o piso citado na reportagem seja feito de cerâmica, tenha dimensões $10\text{ m}\times10\text{ m}$ e que a temperatura ambiente, medida na sala em questão, às 8h, tenha sido de $17\text{°C}$.

Considere o coeficiente de dilatação linear da cerâmica valendo $43\times10^{-7}\text{°C}^{-1}$ e marque a alternativa correta que indica aproximadamente a dilatação total sofrida por esse piso, às 16h30, ao atingir a temperatura de $38\text{°C}$:

A)$0{,}096\text{ m}^2$.

B)$0{,}05\text{ m}^2$.

C)$0{,}018\text{ m}^2$.

D)$0{,}085\text{ m}^2$.

Gabarito sugerido

C

Resolução

A dilatação superficial é dada por $\Delta A=A_0\cdot2\alpha\cdot\Delta T$, onde $\alpha$ é o coeficiente de dilatação linear.

$A_0=10\times10=100\text{ m}^2$; $\Delta T=38-17=21\text{°C}$.

$\Delta A=100\times2\times43\times10^{-7}\times21=100\times86\times10^{-7}\times21\approx0{,}01806\text{ m}^2\approx0{,}018\text{ m}^2$ — confirma a alternativa (C).

Q39

Óptica — Espelhos Esféricos

Em um laboratório de Física, um estudante utiliza um espelho esférico côncavo para verificar a formação da imagem de um bibelô de $20\text{ cm}$ de altura. Após várias experimentações, ele registra em seu relatório que, em dado momento, o bibelô foi colocado a $50\text{ cm}$ de distância do vértice do espelho e sua imagem formada a uma distância de $12{,}5\text{ cm}$.

Considerando que o espelho utilizado obedece às condições de nitidez de Gauss, marque a resposta que corretamente indica as características da imagem obtida:

A)Virtual e com 10 cm de altura.

B)Virtual e com 12,5 cm de altura.

C)Real e com 5 cm de altura.

D)Real e com 7,5 cm de altura.

Gabarito sugerido

C

Resolução

Em um espelho esférico, quando objeto e imagem estão do mesmo lado do vértice (imagem real, no caso de um espelho côncavo com objeto além do centro de curvatura), a ampliação linear transversal é $A=-\dfrac{p'}{p}=-\dfrac{12{,}5}{50}=-0{,}25$.

O sinal negativo indica imagem real e invertida. A altura da imagem: $i=|A|\times o=0{,}25\times20=5\text{ cm}$.

Confirma-se a alternativa (C): imagem real com $5\text{ cm}$ de altura.

Q41

Eletrostática — Para-raios

Leia o fragmento da reportagem Gado morre após queda de raio durante fortes chuvas em Sergipe:

Doze garrotes foram atingidos por um raio durante as fortes chuvas que ocorreram entre os municípios sergipanos de Graccho Cardoso e Gararu. [...] "Já perdi animal por doença, mas por raio foi a primeira vez e nunca foi em grande quantidade. Eles estavam próximos de uma cerca de arame farpado quando começou a chover e acabaram sendo atingidos. [...]", relatou o pecuarista.

(Disponível em: https://g1.globo.com/se/sergipe/noticia/2024/02/18/gado-morre-apos-queda-de-raio-durante-chuva-forte-em-sergipe.ghtml. Acesso em: 18 fev. 2024. Adaptado.)

Uma forma de evitar o acidente descrito na reportagem é fazer a utilização de para-raios nas proximidades da área que se deseja proteger. Marque a única alternativa correta a respeito da ação dos para-raios, cujo uso se torna eficiente em casos como o da reportagem:

A)Foram desenvolvidos por Benjamin Franklin e fazem uso de torres metálicas pontiagudas que oferecem alta resistência à passagem das cargas elétricas até a Terra.

B)Impedem a ocorrência de descargas elétricas, ao criarem um caminho que desvia cargas elétricas até o solo.

C)São constituídos por hastes metálicas pontiagudas e conectados à Terra por fios condutores feitos de materiais que oferecem um caminho de baixa resistência para as descargas elétricas.

D)Atraem os raios para si e oferecem um caminho pelo qual as cargas podem atravessar, enquanto são dissipadas para o ambiente.

Gabarito sugerido

C

Resolução

O para-raios (haste de Franklin) funciona por meio do poder das pontas: cargas se concentram nas extremidades pontiagudas, facilitando a descarga controlada. A haste é conectada à Terra por condutores de baixa resistência elétrica, permitindo que a corrente elétrica seja escoada com segurança para o solo.

A alternativa (A) erra ao afirmar "alta resistência" (deve ser baixa). As alternativas (B) e (D) descrevem de forma imprecisa o mecanismo, sem mencionar corretamente a característica essencial (baixa resistência do condutor de aterramento). Confirma-se a alternativa (C).

Q46

Ondulatória — Eco

O eco é um fenômeno ondulatório relacionado à emissão de ondas sonoras e ao intervalo de tempo necessário para a compreensão destas ondas, refletidas em um obstáculo.

Considere uma pessoa que se encontra parada a uma distância de $60\text{ m}$ diante de um alto paredão rochoso. Se a velocidade do som no ar vale $340\text{ m/s}$, e se não houver ventos na região do paredão, essa pessoa, ao gritar o nome de alguém, após quanto tempo, aproximadamente, conseguirá ouvir esse nome?

Marque a resposta correta:

A)$0{,}40\text{ s}$.

B)$0{,}21\text{ s}$.

C)$0{,}29\text{ s}$.

D)$0{,}35\text{ s}$.

Gabarito sugerido

D

Resolução

O som percorre ida e volta até o paredão: $d_{\text{total}}=2\times60=120\text{ m}$.

$t=\dfrac{d}{v}=\dfrac{120}{340}\approx0{,}353\text{ s}\approx0{,}35\text{ s}$ — confirma a alternativa (D).

Q48

Astronomia — Horário de Verão

A instituição do horário de verão no Brasil teve início em 3 de outubro de 1931. Na ocasião, o então presidente Getúlio Vargas apresentou como principal motivo para o adiantamento dos relógios em uma hora o grande proveito do tesouro público devido à economia da luz artificial.

Considerando o exposto, assinale a alternativa correta que apresenta argumentos que, fisicamente, justificam a adoção do horário de verão em um país com características territoriais como o Brasil:

A)Maior duração do verão, se comparado às demais estações, resultando em maior duração do período claro.

B)Grande distribuição latitudinal do território brasileiro, o que resulta em maior tempo de incidência perpendicular dos raios solares de leste a oeste.

C)Maior distribuição de terras entre o Equador e o Trópico de Capricórnio, o que resulta em maior incidência de luz durante o verão.

D)Grande concentração de terras em torno do Trópico de Capricórnio, o que permite melhor distribuição dos raios solares ao longo do ano.

Gabarito sugerido

C

Resolução

O horário de verão é adotado principalmente nas regiões do território brasileiro situadas entre o Equador e o Trópico de Capricórnio (Sul, Sudeste, Centro-Oeste), justamente onde a variação sazonal na duração do dia é mais pronunciada — durante o verão, essas regiões recebem mais horas de luz solar, permitindo maior aproveitamento da claridade natural ao adiantar o relógio.

A alternativa (A) está fisicamente incorreta (a duração das estações do ano em dias/tempo é aproximadamente igual, o que muda é a duração do período claro por dia). A alternativa (B) menciona "leste a oeste" de forma equivocada quanto ao mecanismo físico. A alternativa (D) inverte a lógica geográfica (o Brasil se estende principalmente ao sul e entre o Equador e o trópico, não "concentrado" no trópico). Confirma-se a alternativa (C).