Universidade Federal do Maranhão
Física · prova objetiva · janeiro de 2009 · Respostas e resoluções comentadas.
UFMA — UFMA 2009.
Prova objetiva: aplicada em janeiro de 2009. Física: questões 11 a 15, com enunciados preservados. Gabarito: gabarito oficial (UFMA/NEC).
Na questão 13, o gabarito oficial (A) adota o modelo escolar de que um corpo amarelo só reflete luz amarela. Com pigmentos reais, o amarelo também reflete o vermelho; por isso a resolução registra a ressalva.
O restante do caderno contém outras disciplinas e não integra esta seção de Física.
No circuito abaixo, os valores de $R_2$ e $i_2$ são, respectivamente:
Pela conservação da corrente no nó, $i=i_1+i_2\Rightarrow i_2=30-10=20$ A.
Os ramos em paralelo têm a mesma tensão: $U=R_1i_1=40\cdot10=400$ V. Então $R_2=\dfrac{U}{i_2}=\dfrac{400}{20}=20\ \Omega$.
Uma máquina térmica, operando em ciclos, recebe $800$ J de calor e realiza $240$ J de trabalho por ciclo. Qual sua potência útil em watts, sabendo-se que a máquina opera com $30$ ciclos por minuto?
Em um minuto ($60$ s), a máquina faz $30$ ciclos e realiza $30\cdot240=7\,200$ J de trabalho.
$P=\dfrac{\tau}{\Delta t}=\dfrac{7\,200}{60}=120$ W. O calor recebido (800 J) não entra no cálculo da potência útil.
Nas comemorações dos 42 anos da UFMA, um estudante usa uma camiseta que, observada à luz do sol, apresenta-se amarela, tendo impressa no peito a palavra UFMA-42 em letras vermelhas. À noite, num recinto iluminado apenas com luz monocromática vermelha, essa camiseta será vista como sendo:
A cor de um corpo opaco é a da luz que ele reflete. Na interpretação adotada pelo gabarito, o tecido amarelo reflete luz amarela e absorve as demais cores; as letras vermelhas refletem apenas luz vermelha.
Num recinto iluminado só por luz vermelha, o tecido amarelo não tem luz amarela para refletir e absorve a luz incidente: aparece preto. As letras vermelhas refletem a luz vermelha e continuam vermelhas.
Observação: um pigmento amarelo real reflete também o vermelho (amarelo = vermelho + verde), e nesse caso a camiseta pareceria vermelha, quase sem contraste com as letras. A questão só tem resposta única no modelo simplificado acima.
Considere um tubo de comprimento $35$ cm, com uma das extremidades fechada e a outra aberta. Uma fonte sonora introduz nesse tubo uma onda acústica com velocidade de $340$ m/s e freqüência $1{,}7$ kHz. Quantos nós e quantos ventres a onda estacionária, gerada no interior do tubo, apresenta?
Comprimento de onda: $\lambda=\dfrac{v}{f}=\dfrac{340}{1\,700}=0{,}20$ m $=20$ cm, e $\dfrac{\lambda}{4}=5$ cm.
O comprimento do tubo corresponde a $\dfrac{35}{5}=7$ quartos de onda. No tubo fechado em uma extremidade, a extremidade fechada é um nó e a aberta, um ventre; entre uma e outra há $7$ intervalos de $\lambda/4$, alternando nó e ventre.
Começando por um nó (extremidade fechada), as posições $0,2,4,6$ (em unidades de $\lambda/4$) são nós e as posições $1,3,5,7$ são ventres: $4$ nós e $4$ ventres.
Dois aros de mesmas dimensões estão dispostos de acordo com a figura abaixo. Ambos estão com seus planos perpendiculares ao eixo $x$ e em equilíbrio mecânico. Um dos aros é isolante e contém uma carga $Q$ uniformemente distribuída. O outro aro é condutor e por ele circula uma corrente constante $I$. É correto afirmar que:
Um aro isolante com carga $Q$ que gira equivale a uma espira com corrente. O sentido da corrente convencional é o do movimento se $Q\gt 0$ e o contrário se $Q\lt 0$.
Dois aros coaxiais com correntes de mesmo sentido se atraem (condutores paralelos com correntes no mesmo sentido se atraem); com correntes em sentidos opostos, se repelem.
(a) $Q\gt 0$, giro no sentido de $I$: correntes de mesmo sentido, atração. Correta. (b) é o oposto da (a). (c) $Q\lt 0$ girando contra $I$: a corrente convencional tem o sentido de $I$, de modo que há atração, e não repulsão. (d) $Q\lt 0$ girando no sentido de $I$: a corrente convencional é contrária a $I$, e há repulsão, e não atração. (e) há força, porque o aro girando é uma corrente.