Um livro de 2,0 kg está apoiado sobre uma mesa de 8,0 kg. O coeficiente de atrito estático entre o seu tampo e o livro é 0,7, e o atrito entre a mesa e o solo é desprezível. Nessas condições, o valor máximo de uma força horizontal que pode ser aplicada na mesa de forma a manter o livro em repouso em relação a ela, em N, é igual a
A)14.
B)20.
C)56.
D)70.
E)100.
Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2005.1 — Ensino Superior — Q22
D
Resolução
Para o livro não deslizar, sua aceleração (a mesma da mesa) é fornecida pelo atrito estático, no máximo \(\mu\,m_L\,g\):
Para o conjunto (livro + mesa, \(10\text{ kg}\)), sem atrito com o solo:
$$F_{max}=(2{,}0+8{,}0)\cdot7{,}0=70\text{ N}$$
Q23
Ondas — Ondas na água — Pingos em um tanque
Um cano, a uma altura h da superfície da água, pinga 15 gotas por minuto em um tanque, produzindo uma onda circular. Se fosse elevado a uma altura 2h, a onda teria maior
A)período.
B)amplitude.
C)freqüência.
D)comprimento de onda.
E)velocidade de propagação.
Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2005.1 — Ensino Superior — Q23
B
Resolução
A frequência da onda é a das gotas (15 por minuto), que não muda com a altura; logo o período também não muda. A velocidade de propagação depende apenas do meio (água) e, com a frequência fixa, o comprimento de onda \(\lambda=v/f\) também permanece o mesmo.
Gotas que caem de maior altura chegam com mais energia e perturbam mais a superfície: a amplitude da onda é maior.
Q24
Ondas — Refração — Velocidade no meio 2
A figura abaixo mostra uma onda plana, refratando-se do meio 1 para o meio 2.
Sabendo-se que a onda no meio 1 se propaga com uma velocidade de 10 m/s, pode-se afirmar que sua velocidade no meio 2, em m/s, é igual a
A)2,0.
B)4,0.
C)5,0.
D)10.
E)20.
Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2005.1 — Ensino Superior — Q24
C
Resolução
A distância entre frentes de onda consecutivas é o comprimento de onda: \(\lambda_1=8{,}0\text{ mm}\) e \(\lambda_2=4{,}0\text{ mm}\). Na refração a frequência é a mesma, então \(v\propto\lambda\):
Quando a temperatura de um gás ideal é elevada de 50ºC para 100ºC, no processo isovolumétrico, a pressão aumenta cerca de
A)2%.
B)15%.
C)20%.
D)50%.
E)100%.
Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2005.1 — Ensino Superior — Q25
B
Resolução
Em um processo isovolumétrico \(P/T\) é constante, com \(T\) em kelvin: \(T_1=323\text{ K}\) e \(T_2=373\text{ K}\):
$$\frac{P_2}{P_1}=\frac{373}{323}\approx1{,}155$$
A pressão aumenta cerca de 15%. (Usar a escala Celsius daria 100%, resposta errada.)
Q26
Eletromagnetismo — Campo magnético — Carga entre dois fios
A figura abaixo representa dois fios condutores L1 e L2, percorridos, respectivamente, por correntes elétricas de intensidades i1 = 2,0 A e i2 = 4,0 A.
Uma carga elétrica é lançada entre os condutores, com uma velocidade paralela a eles. Devido, exclusivamente, às forças magnéticas das correntes, a carga irá descrever uma trajetória
A)retilínea.
B)curvilínea para o fio L1.
C)curvilínea para o fio L2.
D)curvilínea para fora do plano.
E)curvilínea para dentro do plano.
Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2005.1 — Ensino Superior — Q26
C
Resolução
Entre os fios, com correntes de mesmo sentido, os campos têm sentidos opostos: o fio de cima produz campo saindo do plano e o de baixo, entrando no plano (regra da mão direita). Pontos equidistantes: \(B\propto i\), então o campo de \(L_2\) (4,0 A) é maior e o campo resultante entra no plano.
Para a carga positiva com \(\vec v\) para a esquerda e \(\vec B\) entrando no plano, \(\vec F=q\,\vec v\times\vec B\) aponta para baixo, em direção ao fio \(L_2\), e a trajetória é curvilínea, no plano, voltada para \(L_2\).
Q27
Eletromagnetismo — Indução — Duas espiras ligadas em oito
O esquema mostra duas espiras feitas de fios condutores, cuja resistência total é 4,0 Ω. Um campo magnético perpendicular ao plano das espiras, de fora para dentro, é criado a uma taxa de 6,0 teslas por segundo.
O valor da corrente induzida que percorre os fios, em ampéres, é igual a:
A)12.
B)6,0.
C)4,0.
D)3,0.
E)0.
Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2005.1 — Ensino Superior — Q27
D
Resolução
Com o cruzamento dos fios, as duas espiras formam um circuito em “oito” e as forças eletromotrizes induzidas têm sentidos opostos. Áreas: \(A_1=2{,}0\cdot2{,}0=4{,}0\text{ m}^2\) e \(A_2=1{,}0\cdot2{,}0=2{,}0\text{ m}^2\).
Termologia — Termodinâmica — Máquina de Carnot com rendimento de 40%
O rendimento de uma máquina térmica de Carnot que opera entre uma fonte fria e uma fonte quente é de 40%. Sobre o funcionamento dessa máquina, são feitas as seguintes afirmativas: I - A temperatura da fonte fria é igual a 60% da temperatura da fonte quente. II - Se a temperatura da fonte quente for 100 0C, a da fonte fria será 60 0C. III - A máquina rejeita, para a fonte fria, 60% do calor recebido da fonte quente. IV - Se a máquina receber 100 J da fonte quente, irá ceder 40 J para a fonte fria. São corretas apenas as afirmativas:
A)I e II.
B)I e III.
C)I e IV.
D)II e III.
E)II e IV.
Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2005.1 — Ensino Superior — Q28
B
Resolução
Para Carnot, \(\eta=1-\dfrac{T_F}{T_Q}=0{,}40\Rightarrow\dfrac{T_F}{T_Q}=0{,}60\), com temperaturas em kelvin.
I — verdadeira.
II — falsa: \(T_Q=373\text{ K}\) dá \(T_F=0{,}60\cdot373\approx224\text{ K}\approx-49\,^\circ\text{C}\), e não \(60\,^\circ\text{C}\).
III — verdadeira: \(Q_F/Q_Q=T_F/T_Q=0{,}60\), ou seja, 60% do calor recebido é rejeitado.
IV — falsa: com 100 J recebidos, a máquina rejeita 60 J (e realiza 40 J de trabalho).
Corretas: I e III.
Q29
Mecânica — Cinemática — Gráfico posição × tempo
O gráfico apresenta a posição em função do tempo de um móvel que se desloca ao longo de uma linha reta.
É correto concluir que
A)no trecho DE, a aceleração foi negativa.
B)nos trechos BC e DE, o movimento foi acelerado.
C)de B a C, a aceleração foi constante e diferente de zero.
D)de A até C, o corpo deslocou-se sempre no mesmo sentido.
E)no trecho CD, a velocidade foi constante e diferente de zero.
Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2005.1 — Ensino Superior — Q29
D
Resolução
A inclinação do gráfico \(x\times t\) dá a velocidade.
AB: curva com concavidade para cima, velocidade positiva crescente. BC: reta crescente, velocidade constante e positiva (\(a=0\)). CD: horizontal, velocidade nula. DE: reta decrescente, velocidade constante e negativa (\(a=0\)).
A — falsa: em DE, \(a=0\). B — falsa: BC e DE têm velocidade constante. C — falsa: em BC, \(a=0\). D — verdadeira: de A até C \(x\) sempre cresce, logo o sentido é sempre o mesmo. E — falsa: em CD, \(v=0\).
Q30
Mecânica — Cinemática — Aceleração perpendicular à velocidade
Nos esquemas seguintes estão representadas a velocidade \(\vec v\) e a aceleração \(\vec a\) do ponto material P. O módulo da velocidade desse ponto material permanece constante em
A)
B)
C)
D)
E)
Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2005.1 — Ensino Superior — Q30
A
Resolução
O módulo da velocidade só se mantém constante se a componente da aceleração na direção da velocidade (aceleração tangencial) for nula, isto é, se \(\vec a\perp\vec v\) (movimento circular uniforme, por exemplo).
Em B e C, \(\vec a\) tem componente ao longo de \(\vec v\); em D e E, \(\vec a\) é paralela a \(\vec v\) (frenagem ou aceleração). Somente em A a aceleração é perpendicular à velocidade.
Q31
Mecânica — Hidrostática — Flutuação de dois objetos de mesma massa
Quatro blocos idênticos de madeira são colados dois a dois, formando os dois objetos mostrados na figura abaixo. Eles são postos para flutuar na água com suas faces inferiores na posição horizontal. V1 e V2 são os volumes das partes submersas dos objetos 1 e 2, e p1 e p2 são as pressões nas suas faces inferiores.
Analisando-se ambas as situações, é correto deduzir que
A)V1 < V2 e p1 < p2.
B)V1 > V2 e p1 > p2.
C)V1 = V2 e p1 < p2.
D)V1 = V2 e p1 = p2.
E)V1 = V2 e p1 > p2.
Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2005.1 — Ensino Superior — Q31
E
Resolução
Os dois objetos têm a mesma massa e, ao flutuar, o empuxo iguala o peso: \(\rho_{a}\,g\,V_{sub}=m\,g\). Logo, \(V_1=V_2\).
A pressão na face inferior é \(p=\rho_a\,g\,h\), com \(h\) a profundidade submersa, \(h=V_{sub}/A_{base}\). O objeto 1 tem base com a área de um bloco; o objeto 2, com a área de dois blocos. Para o mesmo \(V_{sub}\), \(h_1>h_2\) e, portanto, \(p_1>p_2\).
Quando um gás é submetido a uma compressão adiabática, sua densidade __________ e sua temperatura __________ . As lacunas preenchem-se correta e, respectivamente, com os seguintes termos:
A)diminui e diminui.
B)aumenta e diminui.
C)aumenta e aumenta.
D)aumenta e permanece constante.
E)permanece constante e permanece constante.
Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2005.1 — Ensino Superior — Q32
C
Resolução
Na compressão o volume diminui com a mesma massa, então a densidade aumenta.
Sendo adiabática (\(Q=0\)), \(\Delta U=-W\). O trabalho sobre o gás é positivo (\(W<0\)), logo \(\Delta U>0\) e a temperatura aumenta.
Q33
Eletricidade — Campo elétrico — Elétron abandonado em campo uniforme
Um elétron é liberado em uma região do espaço onde existe um campo elétrico uniforme. Devido, exclusivamente, à ação do campo, esse elétron se move de um ponto A para um ponto B. Nessa situação, é correto concluir que
A)a velocidade do elétron é constante.
B)o campo elétrico é dirigido de A para B.
C)a energia potencial do elétron aumenta.
D)a força no elétron é dirigida de B para A.
E)o potencial elétrico do ponto B é maior que o de A.
Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2005.1 — Ensino Superior — Q33
E
Resolução
Liberado do repouso, o elétron acelera no sentido da força, de A para B.
A — falsa: a velocidade aumenta. D — falsa: a força é de A para B.
Como a carga é negativa, a força tem sentido oposto ao do campo: \(\vec E\) aponta de B para A (B — falsa).
O elétron ganha energia cinética, então sua energia potencial diminui (C — falsa).
O campo aponta do maior para o menor potencial, de B para A: \(V_B>V_A\). E é verdadeira.
Q34
Eletricidade — Corrente elétrica — Caixa com 2,0 A e 200 V
Uma caixa tem dois terminais A e B, conforme o esquema representado. Ela é percorrida por uma corrente i = 2,0 A de A para B e apresenta entre A e B uma diferença de potencial de 200 V. Com base nesses dados, é correto afirmar que, dentro da caixa, há apenas
A)três resistores de 150 Ω cada, associados em série.
B)três resistores de 150 Ω cada, em associação mista.
C)três resistores de 150 Ω cada, associados em paralelo.
D)um gerador elétrico de f.e.m. igual a 250 V e resistência interna de 10 Ω.
E)um motor elétrico de f.c.e.m. igual a 200 V e resistência interna de 5,0 Ω.
Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2005.1 — Ensino Superior — Q34
A — série: \(450\ \Omega\). C — paralelo: \(50\ \Omega\). B — mista (dois em série, \(300\ \Omega\), em paralelo com o terceiro, \(150\ \Omega\)): \(\dfrac{300\cdot150}{450}=100\ \Omega\) ✔.
D — um gerador com a corrente saindo pelo polo positivo teria \(U=\varepsilon-ri=250-10\cdot2=230\text{ V}\), e não 200 V. E — um motor teria \(U=\varepsilon'+ri=200+5\cdot2=210\text{ V}\), e não 200 V.
Q35
Mecânica — Trabalho — Sinal do trabalho de cada força
Na figura, estão representadas, em escala, as forças I, II, III e IV que atuam sobre uma caixa que se desloca da esquerda para a direita sobre uma superfície horizontal.
Associou-se corretamente cada força ao seu respectivo trabalho positivo (+), negativo (-) ou nulo (0) em:
I
II
III
IV
A)
+
+
−
−
B)
−
−
+
+
C)
0
−
0
+
D)
0
+
0
−
E)
−
0
+
−
Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2005.1 — Ensino Superior — Q35
D
Resolução
O trabalho de uma força é \(W=F\,d\cos\theta\), com \(\theta\) o ângulo entre a força e o deslocamento (para a direita).
I (vertical, para cima) e III (vertical, para baixo): \(\theta=90^\circ\), trabalho nulo.
II (para a direita): \(\theta=0^\circ\), trabalho positivo.
IV (para a esquerda): \(\theta=180^\circ\), trabalho negativo.
Sequência: 0, +, 0, − (linha D).
Q36
Mecânica — Energia — Energia mecânica na trajetória
A figura mostra a trajetória descrita por uma partícula de massa m lançada do ponto A, nas proximidades da Terra, com velocidade v0. Considere os atritos desprezíveis e a energia potencial gravitacional nula no ponto A.
No ponto C da trajetória, a energia mecânica total da partícula é expressa por
A)\(\dfrac{m v_0^2}{2}\).
B)\(\dfrac{m g H}{2}\).
C)\(\dfrac{m g H}{2}+\dfrac{m v_0^2}{2}\).
D)\(\dfrac{m g H}{2}-\dfrac{m v_0^2}{2}\).
E)\(m g H+\dfrac{m v_0^2}{2}\).
Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2005.1 — Ensino Superior — Q36
A
Resolução
Sem atrito, a energia mecânica se conserva ao longo de toda a trajetória. No ponto A, com energia potencial nula, ela é só cinética:
$$E_m=\frac{m\,v_0^2}{2}$$
Essa é a energia mecânica total em C (e em qualquer ponto), sendo \(\tfrac{mgH}{2}\) a parcela potencial em C.
Q37
Termologia — Propagação do calor — Garrafa térmica, lâmpada e estufa
Durante uma aula de Física três alunas citam exemplos relacionados ao tema “transmissão de calor”, conforme transcrito abaixo: “Garrafas térmicas são úteis para conservar bebidas quentes e frias. Essas garrafas são constituídas de uma ampola de vidro de paredes duplas, espelhadas interna e externamente. Entre as paredes de vidro, quase todo o ar é retirado. O espelhamento impede trocas de calor por radiação e o ar retirado entre as paredes impede trocas de calor por radiação, e convecção.” (Júlia, 2004) “Dificilmente conseguimos segurar o bulbo de uma lâmpada de filamento que está acesa. O aquecimento do bulbo se dá através da radiação que o filamento emite quando aquecido.” (Maíra, 2004) “As estufas são utilizadas para cultivar certos tipos de plantas que necessitam de um ambiente mais aquecido para se desenvolverem. Geralmente elas são construídas com uma cobertura de vidro e paredes de alvenaria. Esses materiais são escolhidos porque são maus condutores de calor. O vidro é transparente à luz visível e opaco à radiação infravermelha e, junto com a alvenaria, consegue manter a temperatura interna da estufa mais elevada do que a do ambiente externo.” (Alice, 2004) Sobre a declaração das alunas, pode-se afirmar que apenas a de
A)Júlia é correta.
B)Maíra é correta.
C)Alice é correta.
D)Júlia e Maíra são corretas.
E)Maíra e Alice são corretas.
Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2005.1 — Ensino Superior — Q37
E
Resolução
Júlia — incorreta. O espelhamento reduz a troca por radiação, mas a retirada do ar impede a condução e a convecção; o texto repete “radiação” no lugar de “condução”.
Maíra — correta. O filamento incandescente emite radiação que aquece o bulbo (nas lâmpadas a vácuo é o único mecanismo; nas lâmpadas com gás, a convecção contribui, mas a radiação é a fonte da energia).
Alice — correta. Vidro e alvenaria são maus condutores; o vidro é transparente à luz visível e opaco ao infravermelho emitido pelo interior aquecido (efeito estufa).
Corretas: Maíra e Alice. (Nota: como não há gabarito oficial, essa é a leitura que mais se adéqua ao texto: apenas a afirmação de Júlia contém um erro conceitual explícito.)
Q38
Física Moderna — Modelo de Bohr — Postulados
O modelo de átomo proposto pelo físico dinamarquês Niels Bohr, em 1913, foi o primeiro a explicar satisfatoriamente o espectro descontínuo do átomo de hidrogênio. Dentre as suposições para esse modelo, é correto afirmar que o elétron
A)move-se apenas em trajetórias bem definidas.
B)descreve uma trajetória elíptica em torno do núcleo.
C)emite radiação quando se encontra em uma órbita permitida.
D)gira em torno do núcleo devido a uma força atrativa de natureza magnética.
E)emite um fóton ao saltar de uma trajetória de menor energia para outra de maior energia.
Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2005.1 — Ensino Superior — Q38
A
Resolução
A — verdadeira. Para Bohr, o elétron só pode ocupar órbitas permitidas (estados estacionários, bem definidos, de momento angular quantizado).
B — falsa: as órbitas de Bohr são circulares (as elípticas vêm do modelo de Sommerfeld). C — falsa: em uma órbita permitida o elétron não irradia. D — falsa: a atração é elétrica (Coulomb). E — falsa: ao saltar para um nível de maior energia o elétron absorve um fóton; ele emite ao fazer o salto contrário.
Q39
Óptica — Lentes — Objeto diante de duas lentes
Um mesmo objeto O é colocado diante de duas lentes como mostra a figura a seguir.
Sobre essa situação são feitas três afirmativas: I - As imagens do objeto O fornecidas pelas duas lentes, são virtuais. II - A imagem do objeto O fornecida pela lente 1 pode ser projetada em um anteparo. III - A imagem do objeto O fornecida pela lente 1 é invertida. IV - A imagem do objeto O fornecida pela lente 1 é maior do que a imagem fornecida pela lente 2. São verdadeiras apenas as afirmativas
A)I e II.
B)I e III.
C)I e IV.
D)II e III.
E)II e IV.
Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2005.1 — Ensino Superior — Q39
C
Resolução
A lente 1 é convergente (extremidades com setas para fora) e o objeto está entre o foco e a lente: a imagem é virtual, direita e maior. A lente 2 é divergente: forma sempre imagem virtual, direita e menor.
I — verdadeira. Ambas as imagens são virtuais.
II — falsa. Imagem virtual não se projeta em anteparo.
III — falsa. A imagem da lente 1 é direita.
IV — verdadeira. A imagem da lente 1 é ampliada e a da lente 2, reduzida.
Corretas: I e IV.
Q40
Eletricidade — Circuitos — Potência dissipada após associar um resistor
Um gerador de força eletromotriz ε e resistência interna desprezível alimenta o circuito representado, no qual todos os resistores possuem o mesmo valor.
Associando-se um resistor em paralelo com R1, a potência dissipada por efeito joule em R1, R2 e R3, respectivamente,
A)diminui, diminui, diminui.
B)aumenta, diminui, diminui.
C)diminui, aumenta, aumenta
D)não se altera, diminui, diminui.
E)diminui, não se altera, não se altera.
Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2005.1 — Ensino Superior — Q40
C
Resolução
Seja \(R\) o valor de cada resistor. R2 e R3 estão em paralelo (\(R/2\)) e em série com \(R_1\).
Antes: \(R_{eq}=R+R/2=1{,}5R\); \(i=\dfrac{\varepsilon}{1{,}5R}\). Potência em \(R_1\): \(R\,i^2=\dfrac{0{,}44\,\varepsilon^2}{R}\). Tensão em R2 e R3: \(i\cdot\dfrac R2=\dfrac\varepsilon3\), potência de cada um: \(\dfrac{\varepsilon^2}{9R}=\dfrac{0{,}11\,\varepsilon^2}{R}\).
Depois (outro resistor em paralelo com \(R_1\): \(R/2\)): \(R_{eq}=R/2+R/2=R\); \(i=\dfrac{\varepsilon}{R}\) e cada resistor do par em paralelo com \(R_1\) recebe \(\dfrac{\varepsilon}{2R}\). Potência em \(R_1\): \(R\left(\dfrac{\varepsilon}{2R}\right)^2=\dfrac{0{,}25\,\varepsilon^2}{R}\) (diminui, de 0,44 para 0,25). Tensão em R2 e R3: \(i\cdot\dfrac R2=\dfrac\varepsilon2\), potência de cada um: \(\dfrac{\varepsilon^2}{4R}=\dfrac{0{,}25\,\varepsilon^2}{R}\) (aumenta, de 0,11 para 0,25).
