Prova objetiva aplicada em 11/11/2012 · Acesso 2013 · Física — questões 17 a 24 — resolução comentada Método TEF.
Dados da prova
PAES 2013 — Processo Seletivo de Acesso à Educação Superior da UEMA.
Aplicação: 11/11/2012
Prova objetiva: 80 questões
Organização: UEMA · DOCV/PROG
Física neste acervo: Q17–Q24
Gabaritos conferidos com o gabarito definitivo oficial do PAES 2013.
Q17
Cinemática — Conversão de Unidades
Em recente evento, realizado no Distrito Federal, pela Aeronáutica, foi emitida a seguinte nota em relação à atuação dos caças:
"Nenhuma aeronave ultrapassou a barreira do som. Mas foi quase! Um dos caças excedeu o limite de velocidade para esse tipo de evento. A 1.100km/h, ele passou por cima do Palácio do Planalto."
Para saber se, realmente, a aeronave ultrapassou a velocidade do som, deve-se comparar a velocidade de 1.100km/h com a velocidade do som no ar que é igual a 340m/s. Assim, fazendo as devidas transformações das respectivas velocidades, nessa ordem, obtêm-se
a)$18,33\times10^{3}\text{ m/min}$ e $2,04\times10^{4}\text{ m/min}$
b)$3,00\times10^{3}\text{ cm/s}$ e $3,40\times10^{3}\text{ cm/s}$
c)$1,10\times10^{5}\text{ m/h}$ e $1,22\times10^{6}\text{ m/h}$
Analisando as alternativas, a correspondência correta encontra-se na letra A.
Alternativa correta: A.
Q18
Óptica — Refração e Reflexão Total
Para responder à questão, considere o aparecimento de uma miragem inferior em uma estrada, sabendo que a miragem constitui um fenômeno muito comum e que ocorre sempre em lugares muito quentes ou muito frios.
Em relação à camada de ar próxima ao asfalto e aos ângulos de incidência, pode-se afirmar que a camada é
a)mais quente e menos refringente. Os ângulos de incidência são maiores do que o ângulo limite, por isso ocorre a reflexão total.
b)mais quente e mais refringente. Os ângulos de incidência são maiores do que o ângulo limite, por isso ocorre a reflexão total.
c)menos quente e mais refringente. Os ângulos de incidência são maiores do que o ângulo limite, por isso ocorre a refração difusa.
d)menos quente e mais refringente. Os ângulos de incidência são maiores do que o ângulo limite, por isso ocorre a reflexão difusa.
e)menos quente e menos refringente. Os ângulos de incidência são maiores do que o ângulo limite, por isso ocorre a refração regular.
Gabarito definitivo — UEMA PAES 2013
A
Resolução
O fenômeno de miragem inferior no asfalto quente ocorre devido ao fato de o ar próximo à superfície estar mais quente e, consequentemente, menos denso. Portanto, possui um menor índice de refração (é menos refringente). À medida que os raios de luz provenientes do céu atingem camadas de ar com índices de refração cada vez menores, eles se afastam da normal até que o ângulo de incidência seja maior que o ângulo limite, sofrendo reflexão total e sendo redirecionados aos olhos do observador.
Alternativa correta: A.
Q19
Termologia — Dilatação Térmica
Para a festa de aniversário de São Luís, na comemoração de seus 400 anos, foi montado um palco com estrutura metálica composta por chapas de ferro quadradas de 1,00m de lado, à temperatura de 20ºC.
A área de cada uma das chapas, quando a temperatura se elevou para 35ºC sabendo-se que o coeficiente de dilatação linear do ferro é $12\times10^{-6}\text{ }^\circ\text{C}^{-1}$ foi, em m², de
a)1,00018
b)1,00036
c)1,00042
d)1,00048
e)1,00084
Gabarito definitivo — UEMA PAES 2013
B
Resolução
A área inicial ($S_0$) da chapa quadrada de $1{,}0\text{ m}$ de lado é:
$$S_0 = 1{,}0 \times 1{,}0 = 1{,}0\text{ m}^2$$
A variação de temperatura é $\Delta\theta = 35 - 20 = 15^\circ\text{C}$.
Sendo o coeficiente de dilatação linear $\alpha = 12\times 10^{-6}\text{ }^\circ\text{C}^{-1}$, o coeficiente de dilatação superficial $\beta$ é o dobro de $\alpha$:
Na conferência internacional Rio+20, ocorrida em junho deste ano, foram utilizados vários instrumentos ópticos, como recursos audiovisuais, entre eles o retroprojetor de imagens.
O retroprojetor é um instrumento óptico, constituído de
a)duas lentes convergentes: objetiva e ocular, onde: $A_i=A_{ob}\times A_{oc}$ ($A_i$ = aumento linear do instrumento; $A_{ob}$ = aumento linear da objetiva e $A_{oc}$ = aumento linear da ocular).
b)uma câmara escura e uma lente convergente com objetiva, cuja imagem é focalizada, variando-se a distância entre essa imagem e o filme.
c)duas lentes convergentes: objetiva e ocular, onde: $A_n=f_1/f_2$ ($A_n$ = aumento angular nominal; $f_1$ = foco da objetiva e $f_2$ = foco da ocular).
d)uma imagem virtual, direita e maior, quando o objeto é colocado entre o foco e o centro óptico da lente convergente.
e)uma fonte de luz intensa que ilumina o objeto com objetiva, cuja lente é convergente.
Gabarito definitivo — UEMA PAES 2013
E
Resolução
O retroprojetor é um equipamento de projeção destinado a projetar numa tela a imagem real e ampliada de um objeto transparente (slide/transparência). Para seu funcionamento, ele utiliza, fundamentalmente, uma fonte de luz intensa e uma lente objetiva (sistema de projeção) convergente para formação de tal imagem projetada.
As alternativas que mencionam lentes oculares fazem alusão a instrumentos de observação como o microscópio e a luneta.
Alternativa correta: E.
Q21
Ondulatória — Equação Fundamental da Onda
Um professor de Física, para realizar um experimento de ondas, usou uma campainha elétrica como um oscilador harmônico simples. Prendeu uma extremidade de um fio na lâmina da campainha e a outra fixou em um suporte. Assim, verificou que a distância entre dois vales sucessivos foi de 0,2m e a velocidade de propagação de onda no fio foi de 36km/h.
A frequência da campainha, no S.I., corresponde a
a)30
b)40
c)50
d)60
e)70
Gabarito definitivo — UEMA PAES 2013
C
Resolução
A distância entre dois vales consecutivos em uma onda é equivalente ao seu comprimento de onda ($\lambda$). Portanto:
$$\lambda = 0{,}2\text{ m}$$
A velocidade de propagação da onda dada no problema é de $36\text{ km/h}$. Convertendo para o S.I. (m/s):
$$v = \frac{36}{3{,}6} = 10\text{ m/s}$$
Utilizando a equação fundamental da ondulatória, temos:
Um raio de luz atravessa do vácuo, com velocidade de $3\times10^8\text{ m/s}$, para um líquido, em que a velocidade passa a ser de $2,5\times10^8\text{ m/s}$.
Considerando que o índice de refração no vácuo é $n_1=1$, o índice de refração do líquido será
a)0,83
b)1,20
c)1,25
d)3,75
e)7,50
Gabarito definitivo — UEMA PAES 2013
B
Resolução
O índice de refração absoluto de um meio é calculado pela razão entre a velocidade da luz no vácuo ($c$) e a velocidade da luz neste meio ($v$):
O potencial elétrico de um ponto situado a uma distância "d" de uma carga puntiforme "Q" é igual a 1250V. Sabendo-se que a intensidade do campo elétrico, nesse ponto, é de 500N/C, a distância "d" no S.I. é de
a)0,40
b)0,63
c)1,25
d)1,58
e)2,50
Gabarito definitivo — UEMA PAES 2013
E
Resolução
Sabemos que o potencial elétrico ($V$) e o campo elétrico ($E$) gerados por uma carga puntiforme a uma distância $d$ são dados pelas expressões:
$$V = \frac{kQ}{d} \quad \text{e} \quad E = \frac{kQ}{d^2}$$
Dividindo a primeira expressão pela segunda, obtemos:
Substituindo os valores do enunciado ($V = 1250\text{ V}$ e $E = 500\text{ N/C}$):
$$d = \frac{1250}{500} = 2{,}50\text{ m}$$
Alternativa correta: E.
Q24
Eletrodinâmica — Leis de Ohm e Medidores
Um estudante de Física, para verificar se um determinado condutor é ôhmico, usou uma fonte de tensão C.C. variável, um voltímetro, um amperímetro e fios de ligação. Ao ligar o circuito para diferentes tensões, obteve os pares de valores, $(U(v), i(A))$, $(U_1=1,50, i_1=0,04)$, $(U_2=3,00, i_2=0,08)$, $(U_3=4,50, i_3=0,13)$, $(U_4=6,00, i_4=0,16)$, $(U_5=7,50, i_5=0,21)$, $(U_6=9,00, i_6=0,25)$ e $(U_7=12,00, i_7=0,32)$.
Nessas condições, pode-se concluir, em relação aos três aparelhos, que
a)o amperímetro foi ligado em paralelo com o condutor, e o voltímetro foi ligado em série com a fonte. O condutor não é ôhmico.
b)o voltímetro foi ligado em série com o condutor, e o amperímetro foi ligado em paralelo com a fonte. O condutor não é ôhmico.
c)o voltímetro foi ligado em paralelo com o condutor, e o amperímetro foi ligado em série com a fonte. O condutor é ôhmico.
d)o voltímetro foi ligado em paralelo com o condutor, e o amperímetro foi ligado em série com a fonte. O condutor não é ôhmico.
e)o amperímetro foi ligado em paralelo com o condutor, e o voltímetro foi ligado em série com a fonte. O condutor é ôhmico.
Gabarito definitivo — UEMA PAES 2013
D
Resolução
Primeiramente, analisamos as ligações dos aparelhos de medida. Sabemos que:
O voltímetro é projetado para medir tensão e possui resistência altíssima; portanto, deve ser ligado em paralelo ao trecho do circuito.
O amperímetro é projetado para medir corrente e possui resistência baixíssima; logo, deve ser ligado em série.
Para verificar se o condutor é ôhmico, a razão $R = \frac{U}{i}$ deve ser constante. Vamos analisar alguns pontos coletados pelo aluno: