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UEMA 2023 | PAES

Prova objetiva aplicada em 27/11/2022 · Acesso 2023 · Física — questões 41 a 45 — resolução comentada Método TEF.

Q41
Dinâmica — Quantidade de movimento e colisões

Um dos objetivos da Agenda para o Desenvolvimento Sustentável 2030 é sobre segurança no trânsito, que prevê reduzir pela metade o número global de mortes e de lesões causadas por acidentes de trânsito, considerando o número de vítimas até 2020. Esses acidentes são causados pelo uso do celular, pelo excesso de velocidade, pela ingestão de álcool e por outras imprudências, caracterizadas como principais causas de acidentes de trânsito.

De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), cerca de 1,25 milhões de pessoas morrem no mundo por ano em acidentes de trânsito, e desse total, metade das vítimas são pedestres, ciclistas e motociclistas.

Analise a seguinte situação problema:

Suponha que um motorista, dirigindo um carro, com massa de 800 kg e com uma velocidade de 108 km/h, resolve atender ao celular. Distraindo-se, colide com outro carro, com massa de 1 tonelada, que estava parado. A colisão entre os carros foi perfeitamente inelástica e a força que deforma os carros atuou durante o intervalo de tempo de 0,1 s.

Determine a velocidade dos carros, em km/h, imediatamente após a colisão.

a)30
b)108
c)48
d)96
e)86,4

Gabarito definitivo — UEMA PAES 2023

C
Resolução

Como a colisão é perfeitamente inelástica, os carros seguem juntos após o choque. Conservando a quantidade de movimento:

$$m_1v_1+m_2v_2=(m_1+m_2)v$$

$$800\cdot108+1000\cdot0=1800v$$

$$v=48\text{ km/h}$$

Alternativa correta: C.

Q42
Ondulatória — Intensidade sonora

São Luís, a capital do Estado do Maranhão, é conhecida nacional e até internacionalmente como “a ilha do reggae”, a “Jamaica brasileira”. Quando se trata de radiolas de reggae é muito comum a presença de paredões de som, que medem, aproximadamente, 3 m de altura por 7 m de comprimento, tendo cada caixa em média 1,0 m² de área. As radiolas em questão são aparelhagens com amplificadores de potência, caixas de som grave e alto-falantes. Cada alto-falante é uma fonte sonora que emite ondas tridimensionais esféricas.

Suponha que, a uma distância $d$ de um dos alto-falantes, uma pessoa ouve um som com intensidade $I$ e o nível sonoro $N=90\text{ dB}$. Caso uma pessoa fique a uma distância $d/3$, ou seja, a um terço da distância de um alto-falante, a nova intensidade sonora $I'$ é igual a

a)$I'=9I$
b)$I'=3I$
c)$I'=I/9$
d)$I'=I/3$
e)$I'=I$

Gabarito definitivo — UEMA PAES 2023

A
Resolução

Para uma fonte pontual emitindo ondas esféricas, a intensidade varia com o inverso do quadrado da distância:

$$I\propto\frac{1}{d^2}$$

Logo, ao reduzir a distância de $d$ para $d/3$:

$$\frac{I'}{I}=\frac{d^2}{(d/3)^2}=9$$

Portanto, $I'=9I$.

Alternativa correta: A.

Q43
Óptica — Refração da luz

A refração diz respeito ao modo como os raios luminosos mudam de direção ao passar de um material transparente para outro. Primeiramente, Ibn Sahl, matemático persa do século X, imaginou uma lei que ligava o ângulo de incidência de um raio luminoso ao ângulo de refração no segundo material. No entanto, essa ideia (que configura uma lei) foi redescoberta no século XVII pelo astrônomo holandês Willebrord Snellius, conhecida como lei de Snell.

A figura mostra a refração de um raio luminoso que passa do meio A para o meio B.

Raio luminoso passando do meio A para o meio B e aproximando-se da normal

Tomando como base a figura e, admitindo que os meios sejam homogêneos e transparentes, é correto afirmar sobre o índice de refração $n_B$ o seguinte:

a)A relação $n_A/n_B$ entre os índices de refração absolutos dos meios A e B é igual a 1.
b)A relação $n_A/n_B$ entre os índices de refração absolutos dos meios A e B é menor que 1.
c)O meio A é mais refringente que o meio B.
d)A relação $n_A/n_B$ entre os índices de refração absolutos dos meios A e B é maior que 1.
e)A velocidade de propagação da luz no meio A é menor que no meio B.

Gabarito definitivo — UEMA PAES 2023

B
Resolução

Ao passar do meio A para o meio B, o raio refratado aproxima-se da normal. Portanto, o meio B é mais refringente:

$$n_B>n_A$$

Assim:

$$\frac{n_A}{n_B}<1$$

Alternativa correta: B.

Q44
Magnetismo — Campo magnético terrestre

A Anomalia Magnética no Sul e no Sudeste do Brasil é uma espécie de defasagem na proteção magnética da Terra, localizada sobre o Atlântico Sul, na faixa que se estende até o Continente Africano. Para tentar entender o fenômeno, especialistas estudam o campo magnético do planeta, gerado no núcleo de ferro líquido, superaquecido a pelo menos três mil quilômetros de profundidade. Essa região tem um campo mais enfraquecido. Isso faz com que os satélites, quando passam por essa região, tenham de desligar momentaneamente alguns componentes para evitar a perda do satélite ou que algum equipamento seja danificado. Por isso, é de interesse das agências espaciais monitorar constantemente a evolução dessa anomalia, principalmente, nessa faixa central.

Mapa da Anomalia Magnética do Atlântico Sul em 2020

Com base no texto, qual o papel do campo magnético da Terra?

a)As linhas de campo magnético da Terra são geradas do polo sul magnético e entram no polo norte magnético.
b)O campo magnético protege a atmosfera terrestre, minimizando a entrada de partículas com alta velocidade, vindas do sol.
c)O campo magnético da Terra transmite as interações entre cargas elétricas, podendo ser de aproximação ou de afastamento.
d)O campo magnético da Terra é sempre atrativo e nunca repulsivo, sendo responsável por ficarmos de pé.
e)O campo magnético da Terra é o responsável pela fusão nuclear que alimenta o Sol e produz a energia necessária para a maioria das formas de vida da Terra.

Gabarito definitivo — UEMA PAES 2023

B
Resolução

O campo magnético terrestre desvia grande parte das partículas eletricamente carregadas e de alta energia provenientes do vento solar, reduzindo sua interação direta com a atmosfera.

Alternativa correta: B.

Q45
Eletrodinâmica — Gerador, receptor e circuito simples

Os circuitos elétricos são usados para conectar dispositivos elétricos e eletrônicos, conforme especificações padronizadas. Essas podem garantir o funcionamento dos mesmos referentes às tensões e às correntes elétricas, que possam ser suportadas pelos dispositivos envolvidos. As funcionalidades perpassam, para além de circuitos elétricos simples, pois servem, também, para a distribuição de energia elétrica em residências, bem como na indústria em geral. Dentre as várias funções dos circuitos elétricos, pode-se destacar o controle contra picos de corrente e de tensão elétrica, entre outras.

A seguir, representa-se um circuito elétrico simples de corrente contínua, formado por gerador e por receptor, e suas respectivas forças eletromotrizes, resistores e fios condutores, tendo cada componente sua função e sua especificidade para o bom funcionamento do circuito. Analise-o.

Circuito em série com gerador de 7 V, receptor de 3 V e resistências de 4, 9, 2 e 1 ohm

Determine a corrente elétrica que percorre esse circuito.

a)4 A
b)0,625 A
c)1,6 A
d)10 A
e)0,25 A

Gabarito definitivo — UEMA PAES 2023

E
Resolução

O gerador possui $\varepsilon=7{,}0\text{ V}$ e o receptor apresenta força contraeletromotriz $\varepsilon'=3{,}0\text{ V}$. Como todos os resistores estão em série:

$$R_{\text{total}}=4+9+2+1=16\,\Omega$$

Pela lei de Pouillet para gerador e receptor:

$$i=\frac{\varepsilon-\varepsilon'}{R_{\text{total}}}=\frac{7-3}{16}=0{,}25\text{ A}$$

Alternativa correta: E.

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