CEFET-MG 2004.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais

Ensino Superior · Processo Seletivo 1º semestre 2004 · 20 questões de Física com resolução comentada.

Q21
Mecânica — Leis de Newton — Automóvel empurrado com velocidade constante

Um rapaz empurra um automóvel com o motor desligado, em uma rua plana, e ambos se movem em linha reta, com velocidade constante. É correto afirmar que a força

A)resultante sobre o automóvel é nula, pois, apesar do esforço muscular desenvolvido pelo rapaz, o vetor aceleração é nulo.
B)exercida pelo rapaz sobre o automóvel é maior que a força exercida pelo automóvel sobre ele, pois ambos movem-se no sentido do deslocamento.
C)atuante no automóvel no sentido do movimento é maior que a força em sentido contrário, pois consegue vencer a resistência e deslocar o veículo.
D)exercida pelo rapaz sobre o automóvel é menor que a força exercida pelo automóvel sobre o rapaz, pois o rolamento das rodas facilita o movimento.
E)exercida pelo rapaz será a metade da atração gravitacional local.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2004.1 — Ensino Superior — Q21

A
Resolução

Com velocidade constante, a aceleração é nula e a força resultante também (primeira lei). O empurrão do rapaz é equilibrado pelas forças de resistência. Pela terceira lei, a força do rapaz sobre o carro e a do carro sobre o rapaz têm o mesmo módulo (b e d são falsas), e a de c contraria a resultante nula.

Q22
Mecânica — Hidrostática — Empuxo sobre uma bola em equilíbrio em três líquidos

Uma bola foi imersa em três líquidos diferentes (A, B e C).

Três recipientes com líquidos A, B e C. Em A, a bola flutua com pequena parte submersa; em B, flutua com cerca de metade submersa; em C, está totalmente submersa, sem tocar o fundo.

Representando o peso da bola por P e a força do empuxo em A, B e C por FA, FB e FC, respectivamente, é correto afirmar que

A)FA é igual a P/4 .
B)FA é maior que FB .
C)FA é menor que FB .
D)FA é igual a FB e a FC .
E)FB é igual à metade de P.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2004.1 — Ensino Superior — Q22

D
Resolução

Nos três recipientes a bola está em equilíbrio: flutuando em A e B, e parada no interior do líquido em C. Em equilíbrio, o empuxo é igual ao peso:

$$F_A=F_B=F_C=P$$

Q23
Mecânica — Quantidade de movimento — Recuo de um astronauta ao arremessar uma chave

Henrique, um astronauta de 80 kg, a bordo de sua nave espacial, arremessou para um colega uma chave de 200 gramas, à velocidade de 4 m/s. Inicialmente, o astronauta e a chave estavam em repouso. A velocidade é medida em relação ao referencial da nave, considerado inercial. Logo após o arremesso, Henrique deverá

A)permanecer em repouso.
B)recuar com a velocidade de 4 m/s.
C)recuar com a velocidade de 1 cm/s.
D)acompanhar a chave com a velocidade de 4 m/s.
E)acompanhar a chave com a velocidade de 10 cm/s.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2004.1 — Ensino Superior — Q23

C
Resolução

O sistema astronauta+chave estava em repouso, então a quantidade de movimento total continua nula:

$$0=m_{ch}\,v_{ch}-M\,v\;\Rightarrow\;v=\frac{0{,}2\cdot4}{80}=0{,}01\text{ m/s}=1\text{ cm/s}$$

Ele recua com 1 cm/s.

Q24
Mecânica — Cinemática — Tempo total com duas velocidades médias

Um trem percorre diariamente 16 km entre as cidades A e B, desenvolvendo 36 km/h nos primeiros 12 km e 16 km/h nos 4 km finais. O tempo total dessa viagem, em minutos, é de

A)7.
B)15.
C)30.
D)35.
E)52.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2004.1 — Ensino Superior — Q24

D
Resolução

Em cada trecho, \(\Delta t=\Delta s/v\):

$$\Delta t=\frac{12}{36}+\frac{4}{16}=\frac13+\frac14=\frac{7}{12}\text{ h}=35\text{ min}$$

Q25
Mecânica — Movimento circular — Direção da velocidade de uma pedra solta do barbante

Edelma brinca de girar uma pedra em torno de um barbante. Se Edelma soltar o barbante no ponto indicado na figura, o vetor velocidade da pedra, nesse ponto, será melhor representado em

Pedra no ponto mais alto de uma trajetória circular tracejada, presa por um barbante ao centro; uma seta curva ao lado da pedra mostra que ela se move para a esquerda.
A)→
B)←
C)↑
D)↓
E)/

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2004.1 — Ensino Superior — Q25

B
Resolução

Ao ser solto, o corpo segue em linha reta com a velocidade que tinha, tangente à trajetória. No ponto mais alto, a tangente é horizontal, e o sentido do movimento (indicado pela seta) é para a esquerda.

Q26
Mecânica — Leis de Newton — Força a partir de um gráfico a × t

O gráfico representa a aceleração, em função do tempo, que atua sobre um corpo de 100 g.

Gráfico da aceleração (m/s²) por t (s): curva crescente que parte da origem, passa por 4 m/s² em t = 2 s e se aproxima de 6 m/s² a partir de 5 s.

No instante t=2,0 s, a força sobre o corpo, em N, vale aproximadamente

A)0,15.
B)0,20.
C)0,30.
D)0,40.
E)0,50.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2004.1 — Ensino Superior — Q26

D
Resolução

No gráfico, em \(t=2{,}0\text{ s}\), \(a=4{,}0\text{ m/s}^2\). Com \(m=100\text{ g}=0{,}10\text{ kg}\):

$$F=m\,a=0{,}10\cdot4{,}0=0{,}40\text{ N}$$

Q27
Óptica — Refração — Aparência de um lápis parcialmente imerso

Um lápis encontra-se parcialmente imerso em um líquido no qual a velocidade da luz é menor que no ar. A figura que melhor representa essa situação é:

A)Lápis reto, inclinado, entrando no líquido sem nenhum desvio.
B)Lápis que se quebra na superfície: a parte imersa se inclina para o lado oposto ao da parte de fora.
C)Lápis que se quebra na superfície: a parte imersa continua para o mesmo lado, mais inclinada em direção à horizontal.
D)Lápis cuja parte imersa é vertical e a parte de fora é inclinada.
E)Lápis cuja parte imersa se inclina fortemente para o lado oposto ao da parte de fora.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2004.1 — Ensino Superior — Q27

C
Resolução

O líquido tem índice de refração maior que o do ar. Os raios que saem dos pontos submersos se afastam da normal ao passar para o ar, e o observador vê a parte imersa mais próxima da superfície (profundidade aparente menor).

O lápis parece quebrado na superfície, com a parte imersa continuando do mesmo lado, porém mais inclinada em relação à vertical (mais "deitada"), como em c. Em a não há desvio, o que seria impossível, e em b, d e e o desvio tem sentido incompatível com a refração.

Q28
Óptica — Lentes — Distância focal e vergência a partir da imagem do Sol

Anderson tomou emprestado os óculos de Olísia e observou uma imagem nítida do sol em um anteparo a 10 cm de distância de uma das lentes. Representando a distância focal (em centímetros) por f e a potência (em dioptrias) por P, a lente usada por Anderson em seu experimento tem as seguintes características:

A)convergente, f=10 e P=10
B)convergente, f=10 e P=0,1
C)convergente, f=0,1 e P=10
D)divergente, f=10 e P=10
E)divergente, f=0,1 e P=10

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2004.1 — Ensino Superior — Q28

A
Resolução

Só uma lente convergente forma imagem real do Sol em um anteparo. Os raios do Sol são praticamente paralelos, e a imagem fica no foco: \(f=10\text{ cm}\).

$$P=\frac1f=\frac{1}{0{,}10\text{ m}}=10\text{ di}$$

Q29
Ondas — Ondas em cordas — Tensão em uma corda a partir da frequência

Newton tocou uma corda de seu violão e ela oscilou com o padrão mostrado na figura. Sabe-se que a velocidade (v) de propagação das ondas mecânicas em uma corda de massa específica linear d, sob a tensão T, é dada pela expressão \(v=(T/d)^{1/2}\). Se d=0,010 g/m e o som emitido pela corda for de 500 Hz, a tensão T, em N, é de:

Corda de 50 cm de comprimento vibrando em um único ventre, no modo fundamental.
A)1,0 x 10-2
B)5,0 x 10-2
C)6,2 x 10-1
D)2,5
E)5,0

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D
Resolução

Com um único ventre, o comprimento da corda é meio comprimento de onda: \(\lambda=2L=1{,}0\text{ m}\), e

$$v=\lambda f=1{,}0\cdot500=500\text{ m/s}$$

Com \(d=0{,}010\text{ g/m}=1{,}0\cdot10^{-5}\text{ kg/m}\) e \(v^2=T/d\):

$$T=d\,v^2=1{,}0\cdot10^{-5}\cdot(500)^2=2{,}5\text{ N}$$

Q30
Ondas — Acústica — Frequência a partir dos pontos de máximo e de mínimo em um tubo

Márcia instalou um alto-falante na entrada de um tubo AF, aberto em A e fechado em F. O alto-falante emite uma única freqüência. Paulo decidiu avaliar a intensidade do som dentro do tubo e deslocou um microfone de A até F. Ele verificou um máximo de som em A e B, mas praticamente nenhum som em C e F. Considerando a velocidade do som no ar de 340 m/s, a freqüência, em Hz, emitida pelo alto-falante é de

Tubo com o alto-falante na extremidade A; os pontos C, B e F estão a 0,50 m de distância uns dos outros, nessa ordem, a partir de A.
A)85.
B)170.
C)340.
D)680.
E)1360.

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B
Resolução

Em A e B há ventres (máximos) e em C e F há nós, com 0,50 m entre pontos consecutivos. A distância entre um ventre e um nó consecutivos é \(\lambda/4\):

$$\frac{\lambda}{4}=0{,}50\text{ m}\;\Rightarrow\;\lambda=2{,}0\text{ m}\;\Rightarrow\;f=\frac{v}{\lambda}=\frac{340}{2{,}0}=170\text{ Hz}$$

Q31
Eletricidade — Eletrodinâmica — Corrente e resistência de um chuveiro de 4 kW e 110 V

As questões 31 e 32 referem-se a um chuveiro elétrico com as seguintes especificações: P = 4 kW, V = 110 V.
Ao instalar o chuveiro, um estudante afirmou que
I. a corrente elétrica é 36 A.
II. a corrente elétrica é de 28 mA.
III. a resistência elétrica é de 3 ohms.
IV. a resistência elétrica é cerca de 0,33 ohms.
Avaliando cada uma dessas afirmações, se verdadeira (V) ou falsa (F), obtém-se o conjunto de respostas corretas na seguinte seqüência:

A)V, F, V, F .
B)F, V, V, F .
C)V, F, F, V .
D)F, V, F, V .
E)F, F, V, V .

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2004.1 — Ensino Superior — Q31

A
Resolução

$$i=\frac{P}{V}=\frac{4\,000}{110}\approx36\text{ A}\qquad R=\frac{V^2}{P}=\frac{110^2}{4\,000}\approx3{,}0\ \Omega$$

I é verdadeira, II é falsa (a corrente é de 36 A, e não de 28 mA), III é verdadeira e IV é falsa. Sequência: V, F, V, F.

Q32
Eletricidade — Eletrodinâmica — Chuveiro de 110 V ligado em 220 V

Considere o chuveiro elétrico de P = 4 kW e V = 110 V.
Sobre a instalação do chuveiro em uma rede de 220 V, o estudante afirmou que
I. o aquecimento da água será maior.
II. a corrente elétrica não se altera em relação à situação anterior.
III. o aquecimento não se altera desde que o resistor seja substituído por outro de menor resistência.
Avaliando cada uma dessas afirmações, se verdadeira (V) ou falsa (F), obtém-se o conjunto de respostas corretas na seguinte seqüência:

A)V, F, V
B)V, V, F
C)V, F, F
D)F, V, F
E)F, F, V

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2004.1 — Ensino Superior — Q32

C
Resolução

Com o mesmo resistor, a tensão dobra: \(i=V/R\) dobra (II falsa) e \(P=V^2/R\) quadruplica, então o aquecimento aumenta (I verdadeira).

Para manter a potência de 4 kW em 220 V, é preciso \(R'=V'^2/P=4R\): um resistor de maior resistência, e não de menor (III falsa).

Sequência: V, F, F.

Q33
Eletricidade — Eletrodinâmica — Identificação dos componentes em um circuito para medir resistência

As questões 33 e 34 referem-se ao circuito elétrico abaixo.

Circuito com a bateria A à esquerda; o componente circular B em série no ramo superior; o resistor C e o componente circular D em paralelo, à direita.

Se o circuito for usado para determinar o valor de um resistor, os componentes A, B, C e D desse circuito são, respectivamente,

A)bateria, voltímetro, resistor e amperímetro.
B)bateria, amperímetro, resistor e voltímetro.
C)voltímetro, amperímetro, resistor, bateria.
D)resistor, voltímetro, bateria, amperímetro.
E)voltímetro, resistor, bateria, amperímetro.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2004.1 — Ensino Superior — Q33

B
Resolução

A é a fonte (bateria). O componente B está em série com o resistor, então é o amperímetro. O componente D está em paralelo com o resistor C, então é o voltímetro.

Sequência: bateria, amperímetro, resistor e voltímetro.

Q34
Eletricidade — Eletrodinâmica — Resistor a partir das leituras do voltímetro e do amperímetro

Considere o circuito da questão anterior, em que o amperímetro está em série e o voltímetro em paralelo com o resistor.

Circuito com a bateria A à esquerda; o componente circular B em série no ramo superior; o resistor C e o componente circular D em paralelo, à direita.

Se as leituras do voltímetro e do amperímetro forem, respectivamente, 12 V e 1,2 A, o valor do resistor, em ohms, é de

A)1,0 x 10-1.
B)1,2 x 10-1.
C)1,0 x 101.
D)1,4 x 101.
E)1,2 x 102.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2004.1 — Ensino Superior — Q34

C
Resolução

O voltímetro, em paralelo com o resistor, mede a tensão \(U=12\text{ V}\); o amperímetro, em série, mede a corrente \(i=1{,}2\text{ A}\). Pela lei de Ohm:

$$R=\frac{U}{i}=\frac{12}{1{,}2}=10\ \Omega=1{,}0\cdot10^{1}\ \Omega$$

Cuidado com a notação: \(10\ \Omega\) é \(1{,}0\cdot10^{1}\ \Omega\) (alternativa C), e não \(10^{-1}\) nem \(10^{2}\).

Q35
Eletromagnetismo — Campo magnético — Campo de dois fios com correntes de mesmo sentido

A figura abaixo mostra dois fios paralelos conduzindo as correntes elétricas iA e iB, de mesmo valor.

Dois fios paralelos inclinados, com correntes iA e iB de mesmo sentido (para cima e para a direita). O ponto X está à esquerda do fio A, Y entre os fios e Z à direita do fio B.

Analisando os valores dos campos magnéticos resultantes nos pontos X, Y e Z, afirmou-se que:
I. nos três pontos mostrados, X, Y e Z, os campos magnéticos resultantes têm o mesmo valor;
II. o valor do campo magnético resultante em Y é nulo;
III. os campos magnéticos resultantes em X e em Z têm polaridades iguais;
IV. se a corrente iB instantaneamente reduzir-se a zero, o campo magnético resultante em X diminui, mas em Y aumenta.
Avaliando cada uma dessas afirmações, se verdadeira (V) ou falsa (F), obtém-se o conjunto de respostas corretas na seguinte seqüência:

A)V, F, V, F .
B)F, V, V, F .
C)V, F, F, V .
D)F, V, F, V .
E)F, F, V, V .

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2004.1 — Ensino Superior — Q35

D
Resolução

Com correntes de mesmo sentido e mesmo valor, os campos dos dois fios têm sentidos opostos entre os fios e iguais fora deles.

I — falsa: em Y (a meia distância) o campo é nulo, e em X e Z não.

II — verdadeira: em Y, os campos se cancelam.

III — falsa: X está à esquerda e Z à direita do par, e os campos têm sentidos opostos (um entra no plano, o outro sai).

IV — verdadeira: se \(i_B=0\), em X só resta o campo de A, menor que a soma anterior, e em Y deixa de haver cancelamento, então o campo passa de nulo a diferente de zero.

Sequência: F, V, F, V.

Q36
Eletromagnetismo — Indução — Bobina em série com bateria e amperímetro

Uma bobina é ligada em série com um amperímetro aos pólos de uma bateria.
Sobre essa situação é INCORRETO afirmar que

A)a corrente elétrica que percorre a bobina é constante.
B)o efeito da bobina no circuito será o mesmo se utilizarmos bateria ou fonte de corrente alternada.
C)no instante em que a bobina é desligada, há indução eletromagnética e o amperímetro acusa corrente elétrica.
D)o efeito da bobina na corrente elétrica será mais intenso se substituirmos a bateria por uma fonte de corrente alternada.
E)o valor da corrente elétrica no circuito depende das resistências internas da bobina, da bateria e do amperímetro.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2004.1 — Ensino Superior — Q36

B
Resolução

Com bateria (corrente contínua), no regime estacionário a bobina só oferece sua resistência ôhmica. Com corrente alternada, o fluxo varia e a bobina passa a se opor à variação da corrente (reatância indutiva), com efeito mais intenso (d verdadeira).

Assim, o efeito não é o mesmo com bateria e com CA: a afirmativa b é a incorreta.

Q37
Termologia — Calorimetria — Definições de grandezas térmicas

Com relação à Termodinâmica é INCORRETO afirmar que

A)a capacidade térmica de um corpo é a quantidade de calor necessária para aquecer esse corpo de uma unidade de temperatura.
B)o calor latente de vaporização de uma substância é a quantidade de vapor existente em uma unidade de massa dessa substância.
C)o calor específico de uma substância é a quantidade de calor necessário para aquecer uma unidade de massa da substância de uma unidade de temperatura.
D)o coeficiente de dilatação volumétrica de uma substância é a variação relativa de volume da substância por unidade de variação de temperatura a que a substância foi submetida.
E)o calor latente de fusão de uma substância é a quantidade de calor necessário para fundir uma unidade de massa dessa substância, quando a mesma se encontra à temperatura de fusão.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2004.1 — Ensino Superior — Q37

B
Resolução

O calor latente de vaporização é a quantidade de calor necessária para vaporizar uma unidade de massa na temperatura de ebulição, e não "a quantidade de vapor existente" em uma unidade de massa. A afirmativa b é a incorreta; as demais são definições corretas.

Q38
Termologia — Termodinâmica — Ciclo anti-horário em um gráfico P × V

As questões 38 e 39 referem-se ao gráfico abaixo, que representa a pressão em função do volume de um gás ideal confinado em um recipiente dotado de um êmbolo móvel ideal. O gás experimenta as transformações entre os pontos a, b, c, d mostrados, retornando ao estado inicial.

Gráfico pressão por volume: retângulo com a no canto superior esquerdo, d no superior direito, c no inferior direito e b no inferior esquerdo; as setas vão de d para a, de a para b, de b para c e de c para d.

Analisando a situação representada no gráfico, afirmou-se que
I. o trabalho resultante realizado pelo gás no ciclo é nulo;
II. no ciclo, o gás perdeu calor para o meio-ambiente;
III. no ciclo, a variação de energia interna do gás foi nula.
Avaliando cada uma dessas afirmações, se verdadeira (V) ou falsa (F), obtém-se o conjunto de respostas corretas na seguinte seqüência:

A)V, F, V .
B)F, V, V .
C)V, F. F .
D)F, V, F .
E)F, F, V .

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2004.1 — Ensino Superior — Q38

B
Resolução

O ciclo (d→a→b→c→d) é percorrido no sentido anti-horário: o gás é comprimido à pressão alta e se expande à pressão baixa. O trabalho do gás no ciclo é negativo, de módulo igual à área do retângulo (I falsa).

Em um ciclo completo, \(\Delta U=0\) (III verdadeira) e, pela primeira lei, \(Q=\tau<0\): o gás perde calor para o ambiente (II verdadeira).

Sequência: F, V, V.

Q39
Termologia — Gases — Temperaturas extremas no ciclo

Considere o gráfico do ciclo (questões 38 e 39).

Gráfico pressão por volume: retângulo com a no canto superior esquerdo, d no superior direito, c no inferior direito e b no inferior esquerdo; as setas vão de d para a, de a para b, de b para c e de c para d.

Em relação ao processo de transformação do gás, afirmou-se que
I. a temperatura máxima, no ciclo, ocorre no ponto d.
II. a temperatura mínima, no ciclo, ocorre no ponto b.
III. a razão entre as pressões nos pontos a e c (Pa/Pc) é o inverso da razão entre os volumes nesses pontos (Vc/Va).
Avaliando cada uma dessas afirmações, se verdadeira (V) ou falsa (F), obtém-se o conjunto de respostas corretas na seguinte seqüência:

A)V, F, V .
B)F, V, V .
C)V, F. F .
D)F, V, F .
E)V, V, V .

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2004.1 — Ensino Superior — Q39

E
Resolução

Para um gás ideal, \(T\propto P\,V\).

I — verdadeira: o ponto d tem a maior pressão e o maior volume. II — verdadeira: o ponto b tem a menor pressão e o menor volume.

III: a intenção do enunciado é a relação inversa de Boyle, \(P_a/P_c=V_c/V_a\). Essa relação só vale se a e c tiverem a mesma temperatura, o que não está garantido pelo gráfico, e a redação da afirmativa é imperfeita.

Como I e II são verdadeiras, a única alternativa com V, V é a alternativa E. (Resposta pela intenção do enunciado; ver ressalva.)

Q40
Termologia — Calorimetria — Calor específico do ferro em um calorímetro

Em um calorímetro que contém 2 litros de água a 30°C, são colocados 500 g de ferro a 100°C. Se o equilíbrio térmico ocorre à temperatura de 32°C, o calor específico do ferro, em cal/g°C, é, aproximadamente, de

A)0,015.
B)0,120.
C)0,560.
D)0,940.
E)1,250.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2004.1 — Ensino Superior — Q40

B
Resolução

Água: \(m=2\,000\text{ g}\) (densidade 1 g/cm³), \(c=1\text{ cal/g}^\circ\text{C}\). Com \(Q_{ferro}+Q_{\text{água}}=0\):

$$500\cdot c\cdot(32-100)+2\,000\cdot1\cdot(32-30)=0\;\Rightarrow\;c=\frac{4\,000}{34\,000}\approx0{,}12\text{ cal/g}^\circ\text{C}$$

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