Prova UEMA PAES 2021 · prova de 05/07 — Física com Gabarito e Resolução

Q29

Mecânica — Cinemática — Viagem em três trechos

Um turista que chega à capital São Luís - MA e pretende visitar o Parque Nacional dos Lençóis Maranhenses, em Barreirinhas, ao fazer uma busca na internet, constata que a distância entre as duas cidades é de 250 km. O passeio para o parque dos lençóis tem saída - de Barreirinha - às 11h15min da manhã. Ao chegar ao aeroporto da capital, alugou um carro e planejou sair às 8h da manhã e dirigir a 90 km/h para ter algum tempo de sobra. O turista conseguiu manter os primeiros 90 km com a velocidade planejada. Próximo à cidade de Rosário – MA, encontrou um trecho da estrada em obras, o que o fez reduzir sua velocidade para 40 km/h por 40 km. Qual a menor velocidade, km/h, que o turista deve manter no restante da viagem para chegar a tempo de fazer o passeio?

B)200

C)104

D)125

E)130

PAES 2021 · prova de 05/07

Resolução

$$\Delta t_{total}=3{,}25\ \text{h}$$

$$t_1=\frac{90}{90}$$

$$t_1=1\ \text{h}$$

$$t_2=\frac{40}{40}$$

$$t_2=1\ \text{h}$$

$$d_3=250-90-40$$

$$d_3=120\ \text{km}$$

$$t_3=3{,}25-1-1$$

$$t_3=1{,}25\ \text{h}$$

$$v_{3,min}=\frac{120}{1{,}25}$$

$$v_{3,min}=96\ \text{km/h}$$

Alternativa correta: A.

Q30

Termologia — Calorimetria — Gelo abaixo de zero

Recentemente um incêndio em uma subestação de energia elétrica no estado do Amapá provocou um apagão na capital e deixou cerca de 765 mil pessoas sem luz. Os principais impactos do apagão para a população foram a falta de água encanada, de água mineral e de gelo. Como não havia como utilizar a geladeira, a procura de gelo por toda cidade foi muito grande. Uma moradora com necessidade de resfriar 3000 g de água em um recipiente, inicialmente a uma temperatura de 30 °C, adiciona gelo a –20°C. Considere que todo gelo se funde e que o calor específico do recipiente pode ser desprezado. Dados: calor específico da água = 1 cal/g °C; calor específico do gelo = 0,5 cal/g °C; calor latente de fusão do gelo = 80cal/g. A quantidade de gelo, em g, para que a temperatura final seja igual a 0 °C é

A)1286

B)9000

C)1125

D)1000

E)3000

PAES 2021 · prova de 05/07

Resolução

$$Q_{agua}=3000\cdot1\cdot30$$

$$Q_{agua}=90000\ \text{cal}$$

$$Q_{gelo}=m\cdot0{,}5\cdot20+m\cdot80$$

$$Q_{gelo}=90m$$

$$90m=90000$$

$$m=1000\ \text{g}$$

Alternativa correta: D.

Q31

Eletricidade — Eletromagnetismo — Curvatura de partícula

Uma partícula positiva de massa $2\times10^{-17}\ \text{kg}$ e carga $2\ \mu\text{C}$ mantém trajetória circular de raio 5 cm em campo magnético de $8{,}0\times10^{-5}\ \text{T}$ perpendicular à trajetória. Qual é sua velocidade, em m/s?

Ressalva do texto introdutório: em aceleradores, campos elétricos realizam o trabalho de aumento de energia; o campo magnético descrito aqui curva a trajetória.

A)$4\times10^5$

B)$4\times10^{13}$

C)$4\times10^{11}$

D)$4\times10^8$

E)$4\times10^7$

PAES 2021 · prova de 05/07

Resolução

$$|q|vB=\frac{mv^2}{r}$$

$$v=\frac{|q|Br}{m}$$

$$v=\frac{(2\times10^{-6})(8\times10^{-5})(0{,}05)}{2\times10^{-17}}$$

$$v=4\times10^5\ \text{m/s}$$

No modelo descrito, a força magnética muda a direção e não realiza trabalho sobre a carga.

Alternativa correta: A.

Q32

Física Moderna — Física Quântica — Fotoemissão no césio

Uma placa de césio, com função trabalho de 2,14 eV, recebe radiação violeta de comprimento de onda 400 nm. Considerando $h=4{,}2\times10^{-15}\ \text{eV s}$ e $c=3{,}0\times10^8\ \text{m/s}$, qual é a energia cinética máxima, em eV, do elétron emitido?

Fóton incidente no metal e elétron ejetado, com energia cinética e função trabalho indicadas. — Figura do caderno original

A)3,15

B)2,13

C)3,15.10-9

D)1,01

E)5,29

PAES 2021 · prova de 05/07

Resolução

$$E_\gamma=\frac{hc}{\lambda}$$

$$E_\gamma=\frac{(4{,}2\times10^{-15})(3{,}0\times10^8)}{400\times10^{-9}}$$

$$E_\gamma=3{,}15\ \text{eV}$$

$$K_{max}=E_\gamma-W$$

$$K_{max}=3{,}15-2{,}14$$

$$K_{max}=1{,}01\ \text{eV}$$

Alternativa correta: D.

Dados da prova