Prova UEMA PAES 2012 · 1ª etapa — Física com Gabarito e Resolução

Q17

Mecânica — Cinemática — Rolamento e rapidez média

Um ciclista viaja das 06h20 às 10h50. A roda de diâmetro 26 polegadas completa 56000 voltas sem deslizar. Adote π=3,14 e 1 polegada=2,54 cm. Determine a distância e a rapidez média.

A)457 km e 102 km/h

B)1160 m e 10,2 m/h

C)4570 m e 10,2 km/h

D)45,7 m e 102 m/h

E)116,0 km e 25,8 km/h

PAES 2012 · 1ª etapa

Resolução

$$d=26\cdot0{,}0254=0{,}6604\ \text{m}$$

$$s=56000\pi d\approx116{,}12\ \text{km}$$

$$\Delta t=4{,}5\ \text{h}$$

$$v_m=\frac{116{,}12}{4{,}5}\approx25{,}8\ \text{km/h}$$

O resultado corresponde à distância percorrida por tempo; a velocidade vetorial dependeria do deslocamento.

Alternativa correta: E.

Q18

Termologia — Termometria — Pontos fixos Fahrenheit

A 1 atm, quais são os valores em graus Fahrenheit dos pontos de fusão e ebulição da água, respectivamente?

A)32 e 212

B)0 e 32

C)0 e 100

D)100 e 212

E)32 e 100

PAES 2012 · 1ª etapa

Resolução

$$T_F=\frac95T_C+32$$

$$T_F(0)=32\ ^\circ\text{F}$$

$$T_F(100)=212\ ^\circ\text{F}$$

Alternativa correta: A.

Q19

Termologia — Calorimetria — Economia com aquecimento solar

Um aquecedor solar eleva a água de 27 °C a 70 °C. Qual energia deixa de ser fornecida por outra fonte para levar 2 kg dessa água à fervura? O caderno pergunta pelo ganho de energia térmica. Adote c=1 cal/(g °C) e 1 cal=4,19 J.

A)8,6×10⁵ J

B)3,6×10⁵ J

C)8,6×10⁶ J

D)3,6×10⁴ J

E)3,6×10⁶ J

PAES 2012 · 1ª etapa

Resolução

O ganho proporcionado pelo aquecedor solar é:

$$\Delta T=70-27=43\ ^\circ\text{C}$$

$$Q=2000\cdot1\cdot43=86000\ \text{cal}$$

$$Q=86000\cdot4{,}19=360340\ \text{J}$$

Para aquecer de 70 °C a 100 °C seriam necessários outros 251400 J, sem vaporização. O caderno não explicita o calor específico, aqui adotado como o valor escolar usual da água.

Alternativa correta: B.

Q20

Ondulatória — Ondas — Refração em cordas

Uma onda passa de uma corda A, onde v=15 m/s e λ=30 cm, para uma corda B, onde v=30 m/s. Qual é o comprimento de onda na corda B?

A)15 cm

B)30 cm

C)60 cm

D)90 cm

E)6 cm

PAES 2012 · 1ª etapa

Resolução

$$f=\frac{15}{0{,}30}=50\ \text{Hz}$$

$$\lambda_B=\frac{30}{50}=0{,}60\ \text{m}$$

$$\lambda_B=60\ \text{cm}$$

Alternativa correta: C.

Q21

Óptica — Reflexão — Altura por espelho horizontal

Um farol e uma parede têm bases no mesmo nível, separadas por D. Um espelho horizontal reflete um raio do farol para um ponto da parede situado a 1,40 m do chão. O espelho está a 2D/21 da parede. Determine a altura do farol.

A)30,00 m

B)26,60 m

C)6,65 m

D)13,30 m

E)20,00 m

PAES 2012 · 1ª etapa

Resolução

$$d_{FE}=D-\frac{2D}{21}=\frac{19D}{21}$$

$$\frac H{19D/21}=\frac{1{,}40}{2D/21}$$

$$H=1{,}40\frac{19}{2}=13{,}30\ \text{m}$$

Alternativa correta: D.

Q22

Ondulatória — Acústica — Cancelamento de ruído

Um sistema capta ruído e emite uma onda que o cancela. Qual fenômeno fundamenta esse procedimento?

A)Interferência

B)Polarização

C)Difração

D)Reverberação

E)Reflexão

PAES 2012 · 1ª etapa

Resolução

O sistema produz uma perturbação que chega em oposição de fase ao ruído. Pela superposição, as variações de pressão se compensam total ou parcialmente: trata-se de interferência destrutiva. Cancelamento perfeito exige amplitudes iguais e oposição de fase no ponto considerado.

Alternativa correta: A.

Q23

Eletricidade — Eletrostática — Campo de carga pontual

Uma carga produz campo elétrico de módulo E em P. Se a carga e sua distância a P forem ambas dobradas, qual será o novo módulo?

A)8E

B)E/4

C)2E

D)4E

E)E/2

PAES 2012 · 1ª etapa

Resolução

$$E=k\frac{|q|}{r^2}$$

$$E_{novo}=k\frac{2|q|}{(2r)^2}$$

$$E_{novo}=\frac E2$$

Alternativa correta: E.

Q24

Física Moderna — Fótons — Efeito fotoelétrico

Como se chama a emissão de elétrons de um material provocada pela absorção de radiação eletromagnética?

A)Efeito fotoelétrico

B)Efeito Compton

C)Fusão nuclear

D)Fissão nuclear

E)Radiação do corpo negro

PAES 2012 · 1ª etapa

Resolução

No efeito fotoelétrico, um elétron absorve energia de um fóton e pode escapar do material se a energia superar a função trabalho. A energia excedente aparece como energia cinética máxima.

$$K_{max}=hf-\phi$$

Alternativa correta: A.

Dados da prova