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Universidade Federal de Goiás

Processo Seletivo 2010-2 · Prova aplicada em 16/05/2010 · Física — questões 41 a 50.

Q41
Eletrodinâmica — Associação de Geradores e Resistores

Dois geradores ideais, de tensões iguais a $V$, foram ligados a dois resistores iguais, de resistência $R$, conforme ilustram os circuitos a seguir.

Figura: Dois circuitos com geradores ideais e resistores associados (imagem a inserir).

Considerando o exposto, a razão da corrente em um dos resistores do circuito (a) pela de um resistor de (b) é:

A)$1/4$
B)$1/2$
C)1
D)2
E)4

Gabarito oficial — UFG 2010-2

E
Resolução

No circuito (a), os geradores estão em série e fornecem tensão total $2V$. Como os resistores estão em paralelo, cada um recebe essa tensão:

$I_a=2V/R$.

No circuito (b), os geradores estão em paralelo, mantendo tensão $V$, e os resistores estão em série:

$I_b=V/(2R)$.

Logo, $I_a/I_b=4$.

Alternativa correta: E

Q42
Física Nuclear — Desvio de Partículas em Campo Magnético

Uma cavidade em um bloco de chumbo contém uma amostra radioativa do elemento químico bário. A figura (a) ilustra as trajetórias das partículas $\alpha$, $\beta$ e $\gamma$ emitidas após o decaimento radioativo.

Figura: Trajetórias de partículas alfa, beta e gama antes e depois da aplicação de campo magnético (imagem a inserir).

Aplica-se um campo magnético uniforme entrando no plano da folha, conforme ilustrado na figura (b). O comportamento representado pelas trajetórias ocorre porque

A)a partícula $\beta$ tem carga positiva e quantidade de movimento maior que a de $\alpha$.
B)as partículas $\alpha$ e $\beta$ têm cargas opostas e mesma quantidade de movimento.
C)a partícula $\alpha$ tem carga positiva e quantidade de movimento maior que a de $\beta$.
D)a partícula $\alpha$ tem carga maior e quantidade de movimento menor que a de $\beta$.
E)a partícula $\gamma$ tem carga positiva e quantidade de movimento menor que a de $\beta$.

Gabarito oficial — UFG 2010-2

C
Resolução

A partícula $\alpha$ possui carga positiva, enquanto a partícula $\beta$ possui carga negativa. Por isso, desviam-se em sentidos opostos.

Como o raio da trajetória é $r=p/(|q|B)$, a trajetória menos curvada da partícula $\alpha$ indica maior quantidade de movimento.

Alternativa correta: C

Q43
Astronomia — Acoplamento de Maré

A Lua sempre apresenta a mesma face quando observada de um ponto qualquer da superfície da Terra. Esse fato, conhecido como acoplamento de maré, ocorre porque

A)a Lua tem período de rotação igual ao seu período de revolução.
B)a Lua não tem movimento de rotação em torno do seu eixo.
C)o período de rotação da Lua é igual ao período de rotação da Terra.
D)o período de revolução da Lua é igual ao período de rotação da Terra.
E)o período de revolução da Lua é igual ao período de revolução da Terra.

Gabarito oficial — UFG 2010-2

A
Resolução

A Lua gira em torno de seu próprio eixo no mesmo intervalo em que completa uma volta ao redor da Terra.

Como os períodos de rotação e revolução são iguais, a mesma face permanece voltada para a Terra.

Alternativa correta: A

Q44
Cinemática — Movimento Acelerado

Ao abrir uma garrafa de refrigerante com gás, muitas bolhas de gás carbônico ali formadas sobem desde o fundo da garrafa com um movimento acelerado. Supondo-se que as bolhas têm o mesmo tamanho e a mesma quantidade de gás durante toda subida e desprezando-se quaisquer perdas de energia por resistência ao movimento, dos gráficos a seguir

Figura: Gráficos possíveis de posição e velocidade das bolhas em função do tempo (imagem a inserir).

aqueles que representam, respectivamente, a posição e a velocidade das bolhas são:

A)I e IV
B)I e VI
C)II e V
D)II e VI
E)III e V

Gabarito oficial — UFG 2010-2

D
Resolução

Com aceleração positiva constante, a posição cresce segundo uma curva côncava para cima, enquanto a velocidade cresce linearmente com o tempo.

Esses comportamentos correspondem aos gráficos II e VI.

Alternativa correta: D

Q45
Óptica — Dispersão da Luz em Prisma

Um feixe de luz branca, ao atravessar um prisma, decompõe-se em suas componentes monocromáticas por causa do efeito da dispersão. A componente que apresenta maior desvio da direção original é aquela que possui

A)maior amplitude.
B)menor comprimento de onda.
C)menor índice de refração.
D)menor frequência.
E)maior velocidade.

Gabarito oficial — UFG 2010-2

B
Resolução

Em um prisma, o índice de refração é maior para radiações de menor comprimento de onda. Assim, a luz violeta sofre o maior desvio.

Alternativa correta: B

Q46
Movimento Circular — Velocidade e Aceleração Centrípeta

A figura abaixo ilustra duas catracas fixas, cujos dentes têm o mesmo passo, da roda traseira de uma bicicleta de marchas que se desloca com velocidade constante, pela ação do ciclista.

Figura: Duas catracas concêntricas com pontos P e Q alinhados (imagem a inserir).

Os dentes P e Q estão sempre alinhados e localizados a distâncias $R_P$ e $R_Q$, com $R_P>R_Q$, em relação ao eixo da roda. As grandezas $\omega$, $v$, $\alpha$ e $a$ representam, respectivamente, a velocidade angular, a velocidade tangencial, a aceleração angular e a aceleração centrípeta. As duas grandezas físicas que variam linearmente com o raio e a razão de cada uma delas entre as posições Q e P são:

A)$v$, $\omega$ e 0,7
B)$a$, $v$ e 1,4
C)$\alpha$, $v$ e 1,4
D)$v$, $a$ e 0,7
E)$\omega$, $\alpha$ e 1,4

Gabarito oficial — UFG 2010-2

D
Resolução

Como as catracas são fixas ao mesmo eixo, possuem a mesma velocidade angular.

A velocidade tangencial é $v=\omega r$ e a aceleração centrípeta é $a=\omega^2r$. Ambas variam linearmente com o raio.

Assim, $v_Q/v_P=a_Q/a_P=R_Q/R_P=0{,}7$.

Alternativa correta: D

Q47
Ondulatória — Espalhamento de Rayleigh

A coloração do céu deve-se à dispersão da luz do Sol pelas partículas que compõem a atmosfera. Observamos que o céu é azul, exceto quando o Sol encontra-se na linha do horizonte, no crepúsculo, quando sua cor é avermelhada. Lord Rayleigh mostrou que a intensidade $I$ de luz espalhada é proporcional à quarta potência da frequência, $I\propto f^4$. O comprimento de onda do azul e do vermelho são, respectivamente, da ordem de 400 nm e 720 nm. A razão entre as intensidades dispersadas da luz azul pela da vermelha é de, aproximadamente,

A)0,1
B)0,3
C)1,8
D)3,2
E)10,5

Gabarito oficial — UFG 2010-2

E
Resolução

Como $f=c/\lambda$, temos $I\propto1/\lambda^4$.

$\dfrac{I_a}{I_v}=\left(\dfrac{720}{400}\right)^4=(1{,}8)^4\approx10{,}5$.

Alternativa correta: E

Q48
Impulso e Quantidade de Movimento

Um jogador de hockey no gelo consegue imprimir uma velocidade de 162 km/h ao puck, cuja massa é de 170 g. Considerando-se que o tempo de contato entre o puck e o stick é da ordem de um centésimo de segundo, a força impulsiva média, em newton, é de:

A)7,65
B)$7{,}65\times10^2$
C)$2{,}75\times10^3$
D)$7{,}65\times10^3$
E)$2{,}75\times10^4$

Gabarito oficial — UFG 2010-2

B
Resolução

$162\,\text{km/h}=45\,\text{m/s}$ e $m=0{,}170\,\text{kg}$.

$F_m\Delta t=m\Delta v$.

$F_m=0{,}170\cdot45/0{,}01=765\,\text{N}=7{,}65\times10^2\,\text{N}$.

Alternativa correta: B

Q49
Eletrostática — Carga Elétrica Resultante

Um fato pouco frisado é a igualdade numérica entre a carga do elétron e a do próton. Considere uma esfera de zinco de massa 6,54 g na qual a carga do elétron e a do próton diferem entre si por uma parte em um milhão da carga elementar, $|\Delta Q|=1{,}0\times10^{-6}e$. Nesse caso, o módulo do excesso de carga, em coulomb, é da ordem:

Dados: constante de Avogadro $6{,}0\times10^{23}$ e carga elementar $e=1{,}6\times10^{-19}\,\text{C}$.

A)0,0096
B)0,029
C)0,096
D)0,29
E)2,9

Gabarito — UFG 2010-2

D
Resolução

A esfera possui $6{,}54/65{,}4=0{,}10$ mol de zinco, ou $6\times10^{22}$ átomos.

Cada átomo tem 30 prótons e 30 elétrons, totalizando $1{,}8\times10^{24}$ pares de cargas.

O excesso de carga é:

$Q=1{,}8\times10^{24}\cdot10^{-6}\cdot1{,}6\times10^{-19}\approx0{,}29\,\text{C}$.

Alternativa correta: D

Q50
Dinâmica e Biologia — Força Muscular

A força muscular origina-se nas fibras musculares, conforme figura (a), como resultado das interações entre certas proteínas que experimentam mudanças de configuração e proporcionam a contração rápida e voluntária do músculo. A força máxima que um músculo pode exercer depende da sua área da seção reta e vale cerca de $30\,\text{N/cm}^2$. Considere um operário que movimenta com uma velocidade constante uma caixa de 120 kg sobre uma superfície rugosa, de coeficiente de atrito 0,8, usando os dois braços, conforme ilustrado na figura (b).

Figura: Representação de fibras musculares e operário empurrando uma caixa (imagem a inserir).

Dessa forma, a menor seção reta dos músculos de um dos braços do operário, em cm², e uma das proteínas responsáveis pela contração das miofibrilas são:

Dado: $g=10{,}0\,\text{m/s}^2$.

A)16 e actina.
B)16 e mielina.
C)20 e miosina.
D)32 e actina.
E)32 e miosina.

Gabarito oficial — UFG 2010-2

A
Resolução

A força de atrito é $F_a=\mu mg=0{,}8\cdot120\cdot10=960\,\text{N}$.

Dividindo igualmente entre os dois braços, cada braço exerce 480 N.

A área mínima é $A=480/30=16\,\text{cm}^2$.

A actina é uma das proteínas responsáveis pela contração muscular.

Alternativa correta: A

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