UEG 2003.1 | Física — Questões de Física comentadas — Método TEF

Processo Seletivo UEG 2003/1 · Conhecimentos Gerais II · Questões de Física selecionadas: 31 a 36 e 38 a 40. Gabarito oficial não localizado: as respostas vêm da resolução do Método TEF.

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Q31
Mecânica — Hidrodinâmica — Viscosidade e escoamento do sangue

O sangue, como todo líquido, é praticamente incompressível. Sua densidade é aproximadamente igual à da água. No entanto, em conseqüência da grande concentração de glóbulos vermelhos, a viscosidade do sangue é de três a cinco vezes maior que a da água. Os vasos sanguíneos, por sua vez, não são rígidos, mas distendem-se como mangueiras de borracha flexível. Em condições normais, o volume de sangue contido no corpo é suficiente para manter todos os vasos permanentemente inflados entre duas pulsações sucessivas, mesmo em repouso. Por isso, sempre existe tensão nas paredes dos vasos, o que torna a pressão interna maior que a pressão externa.

Em média, para pessoas saudáveis, a pressão sangüínea atinge o valor máximo de 120 torr, ou simplesmente 12, como se costuma dizer. Essa é a pressão sistólica, correspondente à contração do coração. O valor mínimo é 80 torr, ou 8, pressão diastólica, correspondente ao estado de repouso do coração entre duas pulsações sucessivas.

De acordo com o texto acima, é CORRETO afirmar:

A)A viscosidade é uma grandeza relacionada com a velocidade de escoamento de um líquido.
B)A densidade do sangue está compreendida entre 3 kg/cm³ e 5 kg/cm³.
C)Quanto maior a viscosidade, maior a velocidade.
D)A pressão externa não é a pressão atmosférica.
E)O torr é uma unidade de força.

Gabarito — resolução Método TEF

A
Resolução

A viscosidade mede a resistência ao escoamento; quanto mais viscoso, mais difícil escoar. Ela está, portanto, relacionada à velocidade de escoamento. Alternativa A.

B: a densidade do sangue é próxima à da água (cerca de $10^{-3}$ kg/cm³); 3 a 5 é o fator da viscosidade. C: maior viscosidade implica menor velocidade. D: a pressão externa aos vasos é a pressão dos tecidos, referida à atmosférica. E: o torr é unidade de pressão (1 torr = 1 mmHg).

Q32
Termologia — Termodinâmica — Transformações gasosas e trabalho pelo gráfico P × V

A interação das moléculas de um gás com o recipiente que o contém determina as transformações que o sistema pode sofrer. Levando em conta as variáveis de um gás perfeito num sistema termodinâmico – pressão, volume, temperatura (ou energia interna) e calor – podem-se considerar quatro transformações: isobárica, isotérmica, isométrica e adiabática.

O gráfico abaixo representa a transformação de um sistema termodinâmico constituído por uma amostra de 2,0 mol de um gás monoatômico ideal.

De acordo com o gráfico e com as leis da termodinâmica, marque a alternativa CORRETA:

Figura da questão 32 — UEG 2003.1
A)O trabalho realizado nessa transformação é nulo.
B)De A até B, a transformação é isobárica, e de B até C, a transformação é isotérmica.
C)Não houve variação de energia interna.
D)O trabalho realizado foi de $8{,}0\times10^4$ J.
E)Tanto de A até B, quanto de B até C, representam isotermas.

Gabarito — resolução Método TEF

D
Resolução

De A até B o volume é constante (isométrica, trabalho nulo). De B até C a pressão é constante, $P=2{,}0\times10^6\text{ Pa}$, e o volume varia de $4{,}0\times10^{-2}\text{ m}^3$ até praticamente zero. Em módulo, $|W|=P\,|\Delta V|=2{,}0\times10^6\times4{,}0\times10^{-2}=8{,}0\times10^4\text{ J}$ (negativo, pois o gás é comprimido). Alternativa D.

A: há trabalho em B→C. B: A→B é isométrica e B→C é isobárica. C e E: $PV$ não é constante, então a temperatura (e a energia interna) varia; isotermas seriam hipérboles.

Q33
Eletromagnetismo — Indução eletromagnética — Fluxo magnético e lei de Faraday

Após a experiência de Oersted, que mostrava que uma corrente elétrica criava um campo magnético no espaço em torno dela, os cientistas da época passaram a pesquisar a possibilidade de ocorrência do efeito inverso: obterem-se correntes elétricas a partir de campos magnéticos. Michael Faraday, por volta de 1830, descobriu o fenômeno da indução eletromagnética, que provocou uma verdadeira revolução no estudo do eletromagnetismo. Graças a essa descoberta, foi possível construir os dínamos que transformam energia mecânica em energia elétrica. Por causa disso, Faraday tornou-se um dos maiores físicos experimentais da história.

Com base na teoria eletromagnética, é INCORRETO afirmar:

A)A corrente estabelecida por meio de uma indução eletromagnética é denominada corrente induzida.
B)O fluxo magnético por meio de uma superfície é independente do número de linhas de campo que atravessam essa superfície.
C)Ao girarmos uma superfície dentro de um campo magnético, ocorrerá uma variação no fluxo magnético por meio dessa superfície.
D)Sempre que o fluxo magnético em um circuito fechado variar, nesse circuito será estabelecida uma corrente induzida.
E)Quando o fluxo é aumentado, a corrente apresenta sentido contrário ao que apresenta quando o fluxo é diminuído.

Gabarito — resolução Método TEF

B
Resolução

O fluxo magnético é proporcional ao número de linhas de campo que atravessam a superfície: $\Phi=BA\cos\theta$. A afirmação B nega isso e é a incorreta.

A e D: definição de corrente induzida e lei de Faraday. C: girar a espiral varia $\theta$, logo varia $\Phi$. E: pela lei de Lenz o sentido da corrente se inverte quando o fluxo passa de crescente a decrescente.

Q34
Física moderna — Física nuclear — Fusão nuclear nas estrelas

A certeza da existência de vida extraterrestre é estatística. A grandiosidade do universo é tamanha que não há razão para que a Terra seja o único astro dotado de vida. Há cerca de 10 bilhões de galáxias, cada uma com uma média de 100 bilhões de estrelas. Em todas as galáxias, há talvez tantos planetas quanto estrelas, 10 sextilhões. Perante números tão esmagadores, que probabilidade há de apenas uma estrela comum, o Sol, ser acompanhado por um planeta habitado? Por que nós seríamos aconchegados num canto esquecido do cosmos, tão afortunados? A mim, parece-me mais provável que o universo esteja transbordante de vida. Mas nós, homens, ainda não o sabemos.

De acordo com a física, é CORRETO afirmar que

A)todas as estrelas existentes no universo emitem predominantemente luz branca.
B)a energia irradiada pelo Sol é devido à queima do carbono no seu interior.
C)a fusão nuclear é o processo pelo qual as estrelas produzem energia.
D)existem mais galáxias que estrelas no universo.
E)galáxias são estrelas que podem emitir energia.

Gabarito — resolução Método TEF

C
Resolução

As estrelas produzem energia por fusão nuclear (no Sol, fusão de hidrogênio em hélio). Alternativa C.

A: a cor depende da temperatura superficial. B: não é queima química de carbono. D: pelo texto há cerca de $10^{10}$ galáxias com $10^{11}$ estrelas cada: muito mais estrelas que galáxias. E: galáxias são aglomerados de bilhões de estrelas.

Q35
Ondas — Acústica — Som e ondas: conceitos básicos

Onda é uma palavra intimamente ligada a movimento, tanto em física quanto na linguagem cotidiana. Estacionário significa imóvel, parado, sem movimento. Assim, onda estacionária soa tão estranho quanto “movimento parado”. Na verdade, essa contradição é aparente; o adjetivo estacionário, nesse caso, não se relaciona com o substantivo onda. Onda estacionária é apenas um nome composto, baseado na expressão reduzida de algo como “fenômeno ou configuração estacionária gerada por ondas em propagação simultânea no mesmo meio”.

De acordo com a física, é CORRETO afirmar:

A)O comprimento de uma onda $\lambda$ representa a distância da crista ao vale.
B)O comprimento de uma onda é diretamente proporcional à freqüência.
C)Qualquer som que ouvimos tem origem em corpos que se encontram em vibração.
D)A sensação sonora é estimulada em nossos ouvidos por uma onda transversal cuja freqüência está compreendida entre 0 e 20 hertz.
E)Um som de pequena freqüência é agudo, e um de alta freqüência é grave.

Gabarito — resolução Método TEF

C
Resolução

Todo som é produzido por corpos em vibração, que perturbam o meio elástico. Alternativa C.

A: $\lambda$ é a distância entre duas cristas (ou dois vales) consecutivos. B: de $v=\lambda f$, a $v$ constante, $\lambda$ é inversamente proporcional a $f$. D: o som é onda longitudinal, audível de cerca de 20 Hz a 20 kHz. E: baixa frequência é grave; alta é agudo.

Q36
Ondas — Ondas eletromagnéticas — Espectro eletromagnético e laser

Todas as ondas que constituem o espectro eletromagnético propagam-se no vácuo com a mesma velocidade, $v=3{,}0\times10^8$ m/s, e podem ser originadas pela aceleração de uma carga elétrica. Então, sempre que uma carga elétrica é acelerada, ela irradia um certo tipo de onda eletromagnética que dependerá do valor da aceleração da carga.

O laser, cujas iniciais em português significam “amplificação da luz por emissão estimulada de radiação”, é um exemplo de radiação eletromagnética visível, com enorme quantidade de aplicações tecnológicas, nas áreas de ótica e telecomunicações.

Com base no texto e nas leis da ótica, marque a alternativa INCORRETA:

A)A luz laser é constituída de radiações que apresentam mais de uma freqüência, sendo, portanto, policromática.
B)A leitura do código universal de produtos (código de barras) pode ser feita por um aparelho que utiliza o raio laser.
C)Microondas, além de aquecerem alimentos, são também utilizados em transmissões via satélite de eventos na TV e nos aparelhos celulares.
D)Em uma chapa, a quantidade de raios X que incidiu nas regiões claras é menor que a quantidade que incidiu nas regiões escuras.
E)Sabe-se que a luz visível varia de 4.000 Å a 7.000 Å. Então, uma onda eletromagnética, propagando-se no vácuo com uma freqüência de $5{,}0\times10^{14}$ Hz, é visível.

Gabarito — resolução Método TEF

A
Resolução

A luz laser é monocromática (uma única frequência) e coerente, e não policromática. A é a afirmação incorreta.

B e C: aplicações reais do laser e das microondas. D: nas regiões claras da chapa chegou menos raios X (foram absorvidos pelo osso). E: $\lambda=\dfrac{c}{f}=\dfrac{3\times10^8}{5\times10^{14}}=6\times10^{-7}\text{ m}=6000\ \text{Å}$, dentro da faixa visível.

Q38
Mecânica — Trabalho e energia — Potência e rendimento

O automóvel é uma máquina muito ineficiente. Mesmo em condições ideais, menos de 15% da potência do combustível é aproveitada para que ele se movimente. Esse rendimento piora ainda mais no trânsito congestionado das grandes cidades. Suponha um automóvel com velocidade constante numa estrada plana, retilínea e horizontal. Se a velocidade é constante, toda a potência fornecida pelo combustível é inteiramente consumida. A potência útil fornecida pelo motor é de 25%. Dessa potência útil, 10% são gastos por atrito no automóvel e 3% são usados no bombeamento de óleo, acionamento de freios, sistema elétrico e acessórios, como direção hidráulica e ar-condicionado. Restam, finalmente, 12% dessa potência para vencer o atrito dos pneus com o solo e a resistência com o ar, ou seja, para movimentar de fato o automóvel.

Considerando o texto e com base na mecânica, marque a alternativa CORRETA:

A)Potência pode ser definida como sendo o produto do trabalho pela variação do tempo.
B)O rendimento não é uma grandeza adimensional.
C)O rendimento é a razão entre a potência útil e a potência total.
D)Existem máquinas com rendimento maior que 100%.
E)A unidade de potência é o joule.

Gabarito — resolução Método TEF

C
Resolução

Rendimento é $\eta=\dfrac{P_{útil}}{P_{total}}$. Alternativa C.

A: $P=\dfrac{W}{\Delta t}$ (quociente, não produto). B: sendo razão entre potências, é adimensional. D: $\eta>1$ violaria a conservação de energia. E: a unidade de potência é o watt (J/s).

Q39
Mecânica — Dinâmica — Conservação da quantidade de movimento

Dois patinadores, A e B, com massas $m_A=80$ kg e $m_B=40$ kg, respectivamente, deslizam no gelo, onde o atrito entre os patins e a superfície gelada é desprezível, bem como a resistência do ar. Em certo momento, os dois patinadores encontram-se em repouso, um em relação ao outro. Eles se empurram mutuamente e se separam, adquirindo velocidade relativa de 12 m/s.

Considerando os dados do texto e de acordo com a física, é CORRETO afirmar:

A)A velocidade adquirida pelo patinador A é o dobro da velocidade adquirida pelo patinador B.
B)A quantidade de movimento do patinador A é menor que a quantidade de movimento do patinador B.
C)A velocidade adquirida pelos patinadores A e B são, respectivamente, $V_A=4$ m/s e $V_B=8$ m/s.
D)O patinador A irá parar antes do patinador B.
E)Sendo a massa do patinador A maior que a massa do patinador B, isso implica em uma quantidade de movimento maior.

Gabarito — resolução Método TEF

C
Resolução

O sistema é isolado: $m_Av_A=m_Bv_B\Rightarrow80v_A=40v_B\Rightarrow v_B=2v_A$. Velocidade relativa de afastamento: $v_A+v_B=12\Rightarrow3v_A=12$, $v_A=4\text{ m/s}$ e $v_B=8\text{ m/s}$. Alternativa C.

A: $v_A$ é a metade de $v_B$. B e E: as quantidades de movimento têm o mesmo módulo (e sentidos opostos). D: sem atrito, nenhum dos dois para.

Q40
Eletricidade — Eletrostática — Potencial elétrico de um condutor esférico

O potencial elétrico criado por um condutor esférico pode ser representado pelo gráfico abaixo, considerando que o condutor tenha raio $R$ e esteja eletrizado com uma carga $Q$, sendo $d$ a distância do centro da esfera a um ponto externo $P$. Suponha ainda que tal condutor esteja no vácuo, cuja constante eletrostática é $k_0$.

Dados $k_0=9\times10^9\ \text{N·m}^2/\text{C}^2$, $Q=9\times10^{-12}$ C e $R=1$ m.

Com base no gráfico e nas afirmações acima, marque a alternativa INCORRETA:

Figura da questão 40 — UEG 2003.1
A)Em todos os pontos internos e superficiais do condutor, o potencial é o mesmo.
B)Para pontos externos ao condutor, calcula-se o potencial elétrico como se a carga $Q$ fosse puntiforme e estivesse no centro da esfera.
C)O potencial elétrico em um ponto $P$ a uma distância $d=3$ m do centro é $V=27$ mV.
D)O potencial elétrico em qualquer ponto interno à superfície é constante e vale $V=8{,}1$ mV.
E)A intensidade do campo elétrico num ponto externo e bem próximo da superfície $E=81$ mV/m.

Gabarito — resolução Método TEF

D
Resolução

No interior e na superfície, $V=k_0\dfrac{Q}{R}=\dfrac{9\times10^9\cdot9\times10^{-12}}{1}=8{,}1\times10^{-2}\text{ V}=81\text{ mV}$, e não 8,1 mV. D é a afirmação incorreta.

A e B: propriedades do condutor esférico. C: $V=\dfrac{k_0Q}{d}=\dfrac{0{,}081}{3}=27\text{ mV}$. E: $E=\dfrac{k_0Q}{R^2}=0{,}081\text{ V/m}=81\text{ mV/m}$.

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