Prova objetiva aplicada em 21/10/2018 · Acesso 2019 · Física — questões 41 a 46 — resolução comentada Método TEF.
Dados da prova
PAES 2019 — Processo Seletivo de Acesso à Educação Superior da UEMA.
Aplicação: 21/10/2018
Prova objetiva: 60 questões
Organização: UEMA · ASCONS · DOCV
Física neste acervo: Q41–Q46
Gabaritos conferidos com o gabarito definitivo oficial do PAES 2019.
Q41
Dinâmica — Leis de Newton
Entre as suas contribuições para a Ciência, Newton descreveu as Leis do Movimento e da Gravitação Universal. Analise as três situações do nosso cotidiano para responder à questão 41.
Uma pessoa, ao caminhar sobre o chão, exerce uma força sobre ele.
Um jogador, ao chutar uma bola, exerce uma força sobre ela em direção ao gol.
Uma pessoa, ao empurrar o carro sobre uma pista, exerce uma força sobre ele.
Agora, analise a explicação do ponto de vista de Isaac Newton.
O físico inglês Isaac Newton enunciou três leis que descrevem, de forma satisfatória, as causas dos movimentos: a primeira lei, lei da inércia; a segunda lei, lei fundamental da dinâmica; a terceira lei, lei da ação e da reação. Segundo Newton, "A chave para o entendimento dos diferentes tipos de movimentos que um corpo pode realizar está nas forças que atuam sobre ele". As forças podem ser classificadas em forças de interação e força de contato.
Considerando as três situações do cotidiano e a explicação do cientista, a terceira lei de Newton é a seguinte:
a)Um corpo sob ação de uma força adquire uma aceleração. O valor da força que atua no corpo é diretamente proporcional à aceleração que a ele produz.
b)Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme, a menos que nele seja aplicado um conjunto de forças, fazendo-o mudar seu estado inercial.
c)Dois corpos atraem-se mutuamente sempre com forças de intensidade F diretamente proporcionais ao produto de suas massas $M$ e $m$ e, inversamente proporcionais, ao quadrado da distância que os separa.
d)Se um corpo A aplicar uma força sobre um corpo B, receberá desse uma força de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto à força que aplicou em B.
e)A trajetória das órbitas dos planetas em torno do Sol é elíptica, estando o mesmo posicionado num dos focos da elipse.
Gabarito definitivo — UEMA PAES 2019
D
Resolução
A Terceira Lei de Newton é conhecida como a Lei da Ação e Reação[cite: 3175]. Ela postula que para toda força de ação que um corpo A aplica sobre um corpo B, haverá uma força de reação que o corpo B aplica sobre o corpo A[cite: 3185]. Essas forças possuem a mesma intensidade e direção, mas atuam em sentidos opostos e em corpos diferentes [cite: 3185].
Isso está perfeitamente descrito na alternativa D[cite: 3185]. A alternativa A refere-se à Segunda Lei [cite: 3175], a alternativa B refere-se à Primeira Lei [cite: 3174], a C refere-se à Lei da Gravitação Universal [cite: 3184] e a E refere-se à Primeira Lei de Kepler[cite: 3186].
Alternativa correta: D.
Q42
Óptica — Espelhos Planos
Leia o texto e analise o caso para responder à questão 42.
Associação de espelhos
Chamamos de associação de espelhos o arranjo de dois espelhos colocados lado a lado, com uma aresta em comum. Neste caso, podem acontecer múltiplas reflexões de um mesmo raio de luz, ou seja, um raio de luz pode ser refletido várias vezes, gerando um número maior de imagens. As imagens se formam distribuídas em uma circunferência cujo centro é a interseção dos espelhos. Lembre-se que as imagens formadas por espelhos planos são simétricas, estando à mesma distância dos espelhos que os objetos. Por isso, elas formam uma circunferência, figura na qual todos os pontos são equidistantes do centro.
Analise o seguinte caso: um estudante de física deseja fazer um experimento de ótica, relacionado à formação de imagens de espelhos planos. Ele adota o seguinte procedimento: une dois espelhos planos com uma abertura de 45° e coloca entre eles um brinquedo, conforme a ilustração a seguir.
O número de imagens refletidas desse brinquedo, observado pelo estudante em seu experimento, é igual a
a)9
b)8
c)7
d)6
e)5
Gabarito definitivo — UEMA PAES 2019
C
Resolução
O número de imagens ($N$) formadas por dois espelhos planos associados por um ângulo $\alpha$ é dado pela fórmula:
$$N = \frac{360^\circ}{\alpha} - 1$$
Sendo o ângulo entre os espelhos $\alpha = 45^\circ$[cite: 3201], temos:
$$N = \frac{360^\circ}{45^\circ} - 1$$
$$N = 8 - 1 = 7$$
Portanto, o número de imagens refletidas é 7.
Alternativa correta: C.
Q43
Eletrodinâmica — Efeito Joule
Os resistores fazem parte do nosso cotidiano, por meio de sua habilidade de transformar energia elétrica em calor. É um dispositivo elétrico muito utilizado na eletrônica, cuja finalidade é transformar energia elétrica em energia térmica. Os resistores têm a finalidade de oferecer uma oposição à passagem de corrente elétrica. Essa oposição é chamada de resistência que possui como unidade o OHM.
No nosso dia a dia, diversos aparelhos se fazem presentes com o efeito de transformação de energia elétrica em energia térmica. Por exemplo, em um grill, em um secador de cabelo, em um aparelho de chapinha, em chuveiro elétrico, em ferro elétrico, em torradeira, dentre outros. Esses aparelhos são bastantes importantes, pois facilitam a execução de algumas atividades.
O efeito responsável pelo aquecimento de um resistor devido à passagem de corrente elétrica é conhecido como
a)Joule.
b)fotoelétrico.
c)motor.
d)Magnus.
e)estático.
Gabarito definitivo — UEMA PAES 2019
A
Resolução
O fenômeno no qual a passagem de uma corrente elétrica por um condutor (resistor) provoca o aquecimento deste, convertendo energia elétrica em energia térmica [cite: 3215], é denominado Efeito Joule[cite: 3221]. Este efeito é o princípio de funcionamento fundamental para aparelhos como chuveiros elétricos, secadores de cabelo e ferros de passar[cite: 3216].
Alternativa correta: A.
Q44
Termologia — Dilatação Térmica
Leia o texto a seguir para responder à questão 44.
Em física, podemos dizer que dilatação térmica é o aumento das dimensões do corpo a partir do aumento da temperatura. Ocorre com quase todos os materiais, no estado sólido, líquido ou gasoso. Dizemos que a dilatação do corpo está relacionada à agitação térmica das moléculas que compõem o corpo, pois sabemos que, quanto mais quente estiver o corpo, maior será a agitação térmica de suas moléculas.
Estamos rodeados de alumínio em nosso dia a dia: em construções, barcos, aviões e automóveis, aparelhos domésticos, embalagens, computadores, telefones celulares e recipientes para alimentos e para bebidas. O alumínio continuará a ser um metal importante para o futuro, devido à sua resistência, à leveza e ao potencial de reciclagem.
Você sabia... Os telhados de alumínio refletem 45% dos raios solares? Dessa forma, a temperatura de um sótão pode ser mantida baixa e menos energia é consumida para manter a casa refrigerada no verão.
No distrito industrial de São Luís, o telhado de um galpão foi construído com chapas de alumínio/lisas com as seguintes dimensões: comprimento de 2000 mm x largura de 1000 mm x espessura 4 mm. Sabe-se que o coeficiente de dilatação térmica linear do alumínio é de $\alpha_{Al}=2,2\times10^{-5}\text{ }^\circ\text{C}^{-1}$. Desconsidere a espessura desta chapa. Um dia em que a variação de temperatura for de 10 ºC, a dilatação da área dessa chapa, em metro quadrado ($m^2$), será igual a
a)880
b)440
c)$440\times10^{-6}$
d)$220\times10^{-6}$
e)$880\times10^{-6}$
Gabarito definitivo — UEMA PAES 2019
E
Resolução
Para calcular a dilatação da área, vamos converter primeiro as dimensões iniciais para metros, uma vez que a resposta é solicitada em $m^2$ [cite: 3243]:
A variação de temperatura é $\Delta T = 10\text{ }^\circ\text{C}$[cite: 3243]. O coeficiente de dilatação superficial ($\beta$) é o dobro do coeficiente linear ($\alpha$)[cite: 3242]:
Na sociedade contemporânea, as representações visuais como os gráficos, as tabelas, os diagramas e as outras formas de inscrições são consideradas ferramentas comuns para aplicações que apresentam informações quantitativas. Destaca-se a utilização dos gráficos para descrever o comportamento de grandezas que são tratadas no ensino de Física. Essa disciplina faz uso de gráficos na totalidade dos assuntos por ela abordada, principalmente, no estudo do movimento - a Cinemática.
Analise a seguinte situação:
Corridas de 50 metros, geralmente, são para provas de aptidão física (concursos da polícia, guarda civil, etc.), na qual o candidato deverá correr 50 m em um tempo mínimo. Quanto menor o tempo, melhor será a sua classificação. Num Concurso Público para Guarda Municipal, um determinado candidato realizou o Teste de Aptidão Física, percorrendo o espaço e o tempo, de acordo com o gráfico representado a seguir.
De acordo com o gráfico de desempenho do candidato, a função horária correspondente é igual a
a)$S=-5t$
b)$S=-4t$
c)$S=4t$
d)$S=3t$
e)$S=5t$
Gabarito definitivo — UEMA PAES 2019
E
Resolução
A função horária do espaço para um Movimento Uniforme é expressa por $S = S_0 + vt$.
Pela análise do gráfico[cite: 3261], o móvel parte da origem, logo $S_0 = 0$. Observa-se que em $t = 10\text{ s}$, o espaço correspondente é $S = 50\text{ m}$[cite: 3262, 3271, 3272]. A velocidade constante ($v$) é calculada pela razão entre o espaço percorrido e o intervalo de tempo:
O Sr. José de Ribamar está fazendo uma ampliação do terraço de sua casa e o eletricista por ele contratado sugeriu fazer a iluminação com duas lâmpadas diferentes, ligadas em série, conforme figura a seguir:
Desprezando a resistência dos cabos elétricos e, sabendo que uma das lâmpadas tem resistência de 720 $\Omega$ e a outra lâmpada, de 1,3 k$\Omega$, o valor da resistência equivalente desse circuito elétrico é igual a
a)721,3 $\Omega$
b)721,3 k$\Omega$
c)2020 $\Omega$
d)2020 k$\Omega$
e)2,020 $\Omega$
Gabarito definitivo — UEMA PAES 2019
C
Resolução
Quando resistores (ou lâmpadas) estão associados em série [cite: 3281], a resistência equivalente do circuito ($R_{eq}$) é dada pela soma direta de suas resistências elétricas [cite: 3284]:
$$R_{eq} = R_1 + R_2$$
As resistências fornecidas são $R_1 = 720\text{ }\Omega$ [cite: 3287] e $R_2 = 1,3\text{ k}\Omega$[cite: 3287]. Devemos padronizar as unidades convertendo k$\Omega$ para $\Omega$:
