Provas Anteriores | UFG 2012-2 | Física

Q41

História da Física — Revolução Industrial e Termodinâmica

Uma invenção científica, realizada em um país europeu, culminou no surgimento de uma nova área do conhecimento da Física, provocando uma grande transformação econômica. Essa invenção levou ao exponencial crescimento da exploração de um determinado minério. Tal fato viabilizou a criação de uma grande rede que mudou o cenário europeu.

Essa invenção, a área do conhecimento e o extrativismo mineral foram, respectivamente,

A)a máquina a vapor, o desenvolvimento da termodinâmica e o ferro, para a construção dessas máquinas e da rede ferroviária.

B)o motor elétrico, o desenvolvimento do eletromagnetismo e o cobre, para a distribuição de energia através da rede elétrica.

C)o motor de combustão interna, o desenvolvimento da termodinâmica e o petróleo, para o abastecimento dos automóveis, que geraram a rede rodoviária.

D)a máquina a vapor, o desenvolvimento da termodinâmica e o carvão, para alimentar navios a vapor, que geraram a rede pluvial.

E)o transistor, o desenvolvimento dos semicondutores e o silício, para a produção de dispositivos eletrônicos, que geraram a rede mundial de computadores.

Gabarito oficial — UFG 2012-2

A

Resolução

A máquina a vapor foi decisiva na Revolução Industrial e impulsionou o estudo sistemático das transformações de calor em trabalho, dando origem à termodinâmica. A expansão das ferrovias e a fabricação de máquinas também elevaram fortemente a demanda por ferro.

Alternativa correta: A

Q42

Eletrostática — Potencial de uma Esfera Condutora

Uma esfera de raio 1,8 cm é carregada negativamente no vácuo até alcançar o potencial de 4,0 kV. A massa total dos elétrons, em kg, que produzem esse potencial, é:

Dados: $k=9\times10^9$ N·m²/C²; $m_e=9\times10^{-31}$ kg; $e=1{,}6\times10^{-19}$ C.

A)$8{,}1\times10^{-22}$

B)$4{,}5\times10^{-20}$

C)$8{,}1\times10^{-18}$

D)$4{,}5\times10^{-18}$

E)$4{,}0\times10^{-10}$

Gabarito oficial — UFG 2012-2

B

Resolução

Na superfície da esfera, $V=kQ/R$. Logo,

$Q=VR/k=(4{,}0\times10^3)(1{,}8\times10^{-2})/(9\times10^9)=8{,}0\times10^{-9}$ C.

O número de elétrons é $N=Q/e=5{,}0\times10^{10}$.

Assim, $m=Nm_e=4{,}5\times10^{-20}$ kg.

Alternativa correta: B

Q43

Astronomia — Longitude e Rotação da Terra

No século XVIII, a dificuldade de medir a longitude fez o Parlamento britânico oferecer um prêmio por uma solução. O ganhador foi o fabricante de relógios John Harrison, em 1736, criador do cronômetro marítimo. A longitude é a posição na direção leste-oeste na Terra, medida a partir do meridiano que passa em Londres. Entretanto, essa medida não pode ser obtida somente pela observação do Sol, mas pela hora local na embarcação em relação ao horário de Londres.

As medidas de longitude, que são obtidas por relógios de precisão, terão como referência o meridiano de Londres, devido

A)às correntes marítimas sincronizadas com a rotação da Terra.

B)ao movimento da embarcação em relação ao continente.

C)ao movimento de rotação da Terra em torno de seu eixo.

D)à redução das distâncias percorridas em altas latitudes.

E)ao movimento de translação da Terra que altera a duração dos dias.

Gabarito oficial — UFG 2012-2

C

Resolução

A diferença de horário entre dois meridianos decorre da rotação terrestre. Como a Terra gira 360° em aproximadamente 24 h, a diferença entre a hora local e a hora de Greenwich permite determinar a diferença de longitude.

Alternativa correta: C

Q44

Óptica Geométrica — Espelho Côncavo

Um objeto retangular é colocado diante de um espelho côncavo, conforme representado na figura a seguir.

Objeto retangular diante de um espelho côncavo, com centro, foco e vértice indicados

Alternativas gráficas para a imagem formada pelo espelho côncavo

Para a situação apresentada, a imagem conjugada por esse espelho é:

A)Figura A.

B)Figura B.

C)Figura C.

D)Figura D.

E)Figura E.

Gabarito oficial — UFG 2012-2

A

Resolução

O objeto está além do centro de curvatura. Nesse caso, um espelho côncavo forma uma imagem real, invertida e menor, localizada entre o centro de curvatura e o foco.

A orientação dos vértices também deve ser invertida verticalmente, como mostrado na alternativa A.

Alternativa correta: A

Q45

Termologia — Capacidade Térmica e Correntes Marítimas

O clima terrestre é fortemente influenciado pela latitude, pela maritimidade/continentalidade e pelas correntes marítimas. Por exemplo, o sul do Canadá e a Europa apresentam temperaturas médias bem distintas, apesar de estarem na mesma faixa de latitude. O que justifica essa diferença nas regiões costeiras é que na costa do Canadá chega a corrente fria

A)do Atlântico Norte, enquanto na Europa chega a corrente quente do Golfo. A baixa temperatura costeira deve-se à baixa capacidade térmica do oceano.

B)do Atlântico Norte, enquanto na Europa chega a corrente quente do Golfo. A baixa variação da temperatura costeira deve-se às correntes de convecção do ar, os ventos Alísios provenientes do continente.

C)da Groenlândia, enquanto na Europa chega a corrente quente do Atlântico Norte. A baixa variação da temperatura costeira deve-se à elevada condutividade térmica do oceano.

D)do Labrador, enquanto na Europa chega a corrente quente do Atlântico Norte. A baixa temperatura costeira deve-se ao baixo calor específico da água.

E)do Labrador, enquanto na Europa chega a corrente quente do Atlântico Norte. A baixa variação da temperatura costeira deve-se à elevada capacidade térmica do oceano.

Gabarito oficial — UFG 2012-2

E

Resolução

A costa leste do Canadá é influenciada pela corrente fria do Labrador, enquanto a Europa ocidental recebe a influência da corrente quente do Atlântico Norte.

Além disso, a água possui elevada capacidade térmica, o que reduz a amplitude das variações de temperatura nas regiões costeiras.

Alternativa correta: E

Q46

Física Nuclear — Decaimento Beta

A datação arqueológica consiste na quantificação do carbono-14 ($^{14}_{6}C$), um isótopo radioativo do carbono, em um determinado corpo ou objeto em estudo. O $^{14}_{6}C$ é formado quando um nêutron proveniente dos raios cósmicos é capturado por um átomo de nitrogênio ($^{14}_{7}N$), expelindo um próton. O $^{14}_{6}C$ decai espontaneamente para $^{14}_{7}N$ com tempo de meia-vida superior a 5.000 anos.

Nesse processo de decaimento radioativo ocorre a emissão de:

A)partículas alfa.

B)partículas beta.

C)partículas gama.

D)prótons.

E)nêutrons.

Gabarito oficial — UFG 2012-2

B

Resolução

No decaimento do carbono-14 para nitrogênio-14, o número de massa permanece 14 e o número atômico aumenta de 6 para 7. Isso caracteriza decaimento beta menos, no qual um nêutron transforma-se em próton com emissão de um elétron.

Alternativa correta: B

Q47

Hidrostática — Pressão e Densidade

Na indústria sucroalcooleira, o controle de qualidade de líquidos é feito utilizando-se sensores que permitem quantificar suas propriedades características. Uma propriedade em particular é medida de acordo com o esquema.

Sensor ligado a dois pontos de um líquido separados por uma diferença de altura h

A propriedade física do líquido obtida por esse sensor, baseada apenas na diferença de altura, é

A)a temperatura.

B)a massa.

C)o volume.

D)a densidade.

E)a viscosidade.

Gabarito oficial — UFG 2012-2

D

Resolução

Entre dois pontos de um mesmo líquido separados verticalmente por $h$, a diferença de pressão é $\Delta p=\rho gh$.

Conhecendo $h$ e medindo $\Delta p$, o sensor determina a densidade $\rho$ do líquido.

Alternativa correta: D

Q48

Dinâmica — Frenagem e Curva Plana

Em uma competição de motociclismo, as motos atingem velocidades de até 324 km/h e executam as curvas a cerca de 108 km/h. Os coeficientes de atrito cinético ($\mu_c$) e estático ($\mu_e$) entre o asfalto e o pneu são fundamentais para o alto desempenho na prova. Para uma freagem em 150 m de distância, desde a velocidade máxima até a melhor velocidade para realizar uma curva, a desaceleração em m/s² e o coeficiente de atrito que permite realizar uma curva de raio 90 m são, respectivamente:

Dado: $g=10$ m/s².

A)48 e $\mu_c\ge0{,}3$.

B)48 e $\mu_e\le0{,}3$.

C)32 e $\mu_e\ge1{,}0$.

D)24 e $\mu_c\le1{,}0$.

E)24 e $\mu_e\ge1{,}0$.

Gabarito oficial — UFG 2012-2

E

Resolução

$324$ km/h $=90$ m/s e $108$ km/h $=30$ m/s.

Na frenagem, $v^2=v_0^2+2a\Delta s$:

$30^2=90^2+2a(150)\Rightarrow a=-24$ m/s².

Na curva plana, o atrito estático fornece a força centrípeta:

$\mu_e mg\ge mv^2/R\Rightarrow\mu_e\ge v^2/(Rg)=30^2/(90\cdot10)=1$.

Alternativa correta: E

Q49

Física Moderna — Espectro de Absorção e Energia de Fótons

O espectro de absorção de luz por uma substância representa suas transições eletrônicas e está diretamente relacionado à sua coloração. Na figura a seguir, estão apresentados os espectros de duas moléculas orgânicas encontradas em alguns seres vivos.

Espectros de absorção 1 e 2 em função do comprimento de onda, com picos em 414, 460, 490 e 690 nm

As moléculas representadas pelos espectros 1 e 2 e a energia do pico de maior frequência, em elétron-volt (eV), são, respectivamente,

Dados: $c=3\times10^8$ m/s; $h=4{,}14\times10^{-15}$ eV·s.

A)clorofila, xantofila e 1,8 eV.

B)melanina, xantofila e 2,7 eV.

C)clorofila, β-caroteno e 3,0 eV.

D)β-caroteno, clorofila e 1,8 eV.

E)xantofila, melanina e 3,0 eV.

Gabarito oficial — UFG 2012-2

C

Resolução

O espectro 1 apresenta absorção intensa nas regiões azul e vermelha, característica da clorofila. O espectro 2 absorve principalmente na região azul-verde, comportamento típico do β-caroteno.

A maior frequência corresponde ao menor comprimento de onda indicado, $\lambda=414$ nm.

$E=hc/\lambda\approx(4{,}14\times10^{-15})(3\times10^8)/(414\times10^{-9})\approx3{,}0$ eV.

Alternativa correta: C

Q50

Eletricidade — Ruptura Dielétrica do Ar

Os fogões residenciais a gás com acendimento automático são alimentados por uma ddp de 220 V. Neles, um circuito elétrico produz uma tensão de 17 kV no faiscador. Com o gás aberto, a chama acende porque a ddp de

A)17 kV gera uma corrente elétrica na superfície do material, que aquece a boca do fogão e a mistura gás-nitrogênio.

B)220 V supera o campo de ruptura do ar e gera uma centelha que fornece calor para a mistura gás-oxigênio.

C)17 kV gera uma corrente elétrica na superfície do material; essa aquece a boca do fogão que, por sua vez, aquece a mistura gás-oxigênio.

D)17 kV supera o campo de ruptura do ar e gera uma centelha que fornece calor para a mistura gás-oxigênio.

E)220 V gera uma corrente elétrica no ar condutor, que aquece a mistura gás-nitrogênio.

Gabarito oficial — UFG 2012-2

D

Resolução

A alta tensão de 17 kV produz um campo elétrico suficientemente intenso para ionizar o ar entre os eletrodos do faiscador, provocando sua ruptura dielétrica.

A centelha resultante fornece energia para iniciar a combustão da mistura de gás combustível e oxigênio.

Alternativa correta: D