UFMA 2002 · 1ª etapa — Questões de Física comentadas — Método TEF
Universidade Federal do Maranhão
Física · prova objetiva · Respostas e resoluções comentadas.
Dados da prova
UFMA — UFMA 2002 — 1ª etapa.
1ª etapa (objetiva): aplicada no primeiro dia de provas. Física: questões 21 a 27, com enunciados preservados. Gabarito: gabarito oficial (UFMA/NEC).
O gabarito é o divulgado pela UFMA para a 1ª etapa do vestibular 2002 (reproduzido pelo UOL Vestibular), conferido pela resolução de cada questão. As questões 25 e 27 não foram incluídas: na 25, o gráfico não é compatível com a aceleração indicada e nenhuma alternativa fecha com a leitura do gráfico; na 27, a resolução indica verdadeiras as afirmativas II, III e IV (alternativa D), mas o gabarito divulgado é a alternativa E. A 2ª etapa (discursiva) está em página própria: use o botão 2ª etapa.
O restante do caderno contém outras disciplinas e não integra esta seção de Física.
Q21
Mecânica — Cinemática — Movimento uniforme: Posição de um ônibus pelo gráfico S × t
O gráfico abaixo representa a posição de um ônibus em função do tempo, num determinado trecho de seu percurso. O ônibus continua sua viagem com velocidade constante e sua posição no instante $t=8\ h$ é:
A)425 km
B)475 km
C)465 km
D)450 km
E)525 km
Gabarito
D
Resolução
Pelo gráfico, a posição inicial é $S_0=50$ km, e a posição aumenta $100$ km a cada $2$ h: a velocidade é $v=\dfrac{250-150}{4-2}=50$ km/h.
Função horária: $S=50+50\,t$. Em $t=8$ h: $S=50+50\cdot8=450$ km.
Q22
Mecânica — Hidrostática — Pressão: Ar aprisionado em tubos imersos
Em um líquido, à pressão atmosférica ($P_O$), são imersos três tubos. Um certo volume de ar é mantido na parte superior de cada tubo, como mostra a figura.
Se $P_A$, $P_B$ e $P_C$ são as pressões do ar em cada tubo, podemos afirmar que:
A)$P_C\gt P_O$
B)$P_B\lt P_O$
C)$P_A\gt P_O$
D)$P_A\lt P_B\lt P_C$
E)$P_B=P_O=P_C$
Gabarito
C
Resolução
Em cada tubo, a pressão do ar equilibra a pressão do líquido no nível interno. Ao nível do líquido fora do tubo, a pressão é $P_O$.
Tubo B: os níveis interno e externo coincidem, então $P_B=P_O$. Tubo A: o líquido dentro está abaixo do nível de fora, então o ar empurra o líquido para baixo e $P_A\gt P_O$. Tubo C: o líquido sobe dentro do tubo, acima do nível de fora, então o ar está rarefeito e $P_C\lt P_O$.
Portanto $P_A\gt P_O=P_B\gt P_C$.
Q23
Eletricidade — Eletrostática — Condutor em equilíbrio: Campo e potencial de uma esfera condutora
Uma esfera condutora de raio $R$ encontra-se em equilíbrio eletrostático e carregada negativamente com carga $(-Q)$. Se imaginarmos quatro pontos no espaço, $A$, $B$, $C$ e $D$, próximos à esfera como mostra a figura,
podemos afirmar que:
(I) o campo elétrico em A é igual em B.
(II) o módulo do campo elétrico em C é maior do que em D.
(III) o potencial em A é igual a zero.
(IV) o potencial em A é igual em B.
(V) o módulo do potencial em C é menor do que em B.
Logo:
A)I, II, IV e V são verdadeiras.
B)III, IV e V são verdadeiras.
C)I, II e III são verdadeiras.
D)II, III, IV e V são verdadeiras.
E)Todas são verdadeiras.
Gabarito
A
Resolução
I é verdadeira: dentro de um condutor em equilíbrio eletrostático, o campo elétrico é nulo em todos os pontos, de modo que $E_A=E_B=0$.
II é verdadeira: fora da esfera, o campo tem módulo $E=\dfrac{kQ}{r^2}$, que diminui com a distância, e C está mais perto do que D.
III é falsa: o potencial no interior é constante e igual ao da superfície, $V=-\dfrac{kQ}{R}$, que não é zero. IV é verdadeira: o potencial é o mesmo em todos os pontos do interior.
V é verdadeira: fora, $|V|=\dfrac{kQ}{r}$ é menor do que o valor na superfície $\dfrac{kQ}{R}$, que é o valor também em B. Verdadeiras: I, II, IV e V.
Q24
Eletricidade — Eletrodinâmica — Efeito Joule: Tempo de aquecimento com mergulhão
O mergulhão é um aquecedor de líquidos por imersão, constituído por uma resistência elétrica acomodada num invólucro metálico eletricamente isolado. O seu processo de aquecimento ocorre por efeito Joule, no qual a energia elétrica utilizada é convertida em energia térmica. Utilizando-se um mergulhão com potência de $500$ W para aquecer $1$ litro de água, de $25\,{}^\circ\mathrm{C}$ a $75\,{}^\circ\mathrm{C}$ (sem perda de energia), ele deve ficar ligado durante o tempo de aproximadamente:
A massa de $1$ L de água é $1\,000$ g. O calor necessário é $Q=mc\,\Delta T=1\,000\cdot1{,}0\cdot50=50\,000$ cal $=50\,000\cdot4{,}18=2{,}09\times10^{5}$ J.
Sem perdas, $P\,\Delta t=Q\Rightarrow\Delta t=\dfrac{2{,}09\times10^{5}}{500}=418$ s $\approx7{,}0$ min.
Q26
Ondas — Ondas eletromagnéticas — Grandezas ondulatórias: Dois feixes de luz monocromática no vácuo
Uma análise do comportamento ondulatório da luz mostra que cada cor corresponde a um comprimento de onda diferente. Se as curvas (1) e (2) do gráfico abaixo representam ondas de feixes de luz monocromática propagando-se no vácuo, podemos afirmar que:
(I) a amplitude das ondas no feixe (1) é maior do que no feixe (2).
(II) a velocidade das ondas no feixe (1) é menor do que no feixe (2).
(III) a freqüência das ondas no feixe (1) é menor do que no feixe (2).
(IV) o período das ondas no feixe (1) é maior do que no feixe (2).
(V) o comprimento de onda no feixe (1) é menor do que no feixe (2).
Em relação às afirmativas, podemos dizer que são verdadeiras:
A)I e II
B)III e IV
C)IV e V
D)I, III e IV
E)II, IV e V
Gabarito
B
Resolução
No gráfico, as duas ondas têm a mesma amplitude, e o comprimento de onda de (1) é maior do que o de (2). Logo, I e V são falsas.
No vácuo, toda luz tem a mesma velocidade $c$, então II é falsa. Como $c=\lambda f$ e $\lambda_1\gt \lambda_2$, vem $f_1\lt f_2$: III é verdadeira. O período é $T=\dfrac1f$, de modo que $T_1\gt T_2$: IV é verdadeira.
