Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

CEFET-MG 2014.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais

Ensino Superior · Processo Seletivo 1º semestre 2014 · 12 questões de Física com resolução comentada.

Q13
Mecânica — Cinemática — Queda livre na Lua e na Terra

Na Terra a aceleração da gravidade é aproximadamente igual a 10 m/s2 e na Lua, 2 m/s2. Se um objeto for abandonado de uma mesma altura em queda livre nos dois corpos celestes, então a razão entre os tempos de queda na Lua e na Terra é

A)\(\sqrt{1/10}\).
B)\(1/5\).
C)1.
D)\(\sqrt5\).
E)10.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2014.1 — Ensino Superior — Q13

D
Resolução

Na queda livre a partir do repouso, \(h=\tfrac12 g t^2\Rightarrow t=\sqrt{2h/g}\). Para a mesma altura, \(t\propto1/\sqrt g\):

$$\frac{t_{Lua}}{t_{Terra}}=\sqrt{\frac{g_{Terra}}{g_{Lua}}}=\sqrt{\frac{10}{2}}=\sqrt5$$

Q14
Mecânica — Hidrostática e dinâmica — Empuxo em objeto que cai na água

Dentro de um recipiente contendo água, um objeto de 0,5 kg, em queda vertical com movimento uniformemente variado sob ação somente da força peso e do empuxo, desloca-se a partir do repouso por 2,0 m em 2,0 s. Considerando-se a aceleração da gravidade local igual a 10 m/s2, o empuxo sobre esse objeto, em newtons, será igual a

A)3,0.
B)3,5.
C)4,0.
D)4,5.
E)5,0.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2014.1 — Ensino Superior — Q14

D
Resolução

Aceleração do objeto: \(\Delta s=\tfrac12 a t^2\Rightarrow2{,}0=\tfrac12\,a\,(2{,}0)^2\Rightarrow a=1{,}0\text{ m/s}^2\).

Segunda lei de Newton (peso para baixo, empuxo para cima):

$$P-E=m\,a\;\Rightarrow\;E=m\,(g-a)=0{,}5\,(10-1{,}0)=4{,}5\text{ N}$$

Q15
Óptica — Refração — Ângulo limite e reflexão total

No vácuo, um determinado meio material isotrópico e transparente com índice de refração absoluto igual a 2 apresentará a condição de reflexão total para um raio de luz com ângulo limite de incidência igual a _______, propagando-se do ______________________ para o ______________________ .
Os termos que preenchem, corretamente, as lacunas são

A)30º, material, vácuo.
B)30º, vácuo, material.
C)60º, material, vácuo.
D)60º, vácuo, material.
E)90º, vácuo, material.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2014.1 — Ensino Superior — Q15

A
Resolução

A reflexão total só ocorre quando a luz vai do meio mais refringente (maior \(n\)) para o menos refringente: do material para o vácuo.

Ângulo limite:

$$\operatorname{sen}L=\frac{n_{menor}}{n_{maior}}=\frac{1}{2}\;\Rightarrow\;L=30^\circ$$

Q16
Eletromagnetismo — Campo magnético — Aceleração de carga em movimento circular

Um objeto de relação carga-massa igual a 4,0 x 10–3 C/kg desloca-se a 0,25 m/s em um plano horizontal com movimento circular uniforme sob ação de um campo magnético de 100 T perpendicular ao plano. A aceleração desse objeto vale, em m/s2,

A)0,0010.
B)0,010.
C)0,10.
D)1,0.
E)10.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2014.1 — Ensino Superior — Q16

C
Resolução

A força magnética é a resultante centrípeta: \(q\,v\,B=m\,a\), então:

$$a=\frac{q}{m}\,v\,B=4{,}0\times10^{-3}\cdot0{,}25\cdot100=0{,}10\text{ m/s}^2$$

Q17
Termologia — Propagação de calor — Coletor solar
Esquema de um aquecedor solar: coletores solares ligados a um reservatório térmico, que recebe água fria de uma caixa e a distribui por uma torneira.

Disponível em:< http://www.infoescola.com>. Acesso em: 06 set. 2013.
Na construção dos coletores solares, esquematizado na figura acima, um grupo de estudantes afirmaram que o tubo
I – é metálico;
II – possui a forma de serpentina;
III – é pintado de preto;
IV – recebe água fria em sua extremidade inferior.
E a respeito da caixa dos coletores, afirmaram que
V – a base e as laterais são revestidas de isopor;
VI – a tampa é de vidro.
Considerando-se as afirmações feitas pelos estudantes, aquelas que favorecem a absorção de radiação térmica nesses coletores são apenas

A)I e V.
B)II e III.
C)II e V.
D)III e VI.
E)IV e V.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2014.1 — Ensino Superior — Q17

D
Resolução

Favorecem a absorção de radiação:

III — pintar o tubo de preto: a superfície escura absorve melhor a radiação.

VI — tampa de vidro: deixa passar a radiação solar e retém o calor (efeito estufa), aumentando a energia absorvida.

As demais afirmações tratam de condução ou de isolamento: o tubo metálico (I) conduz bem o calor; a serpentina (II) aumenta o tempo de contato com a água; a entrada de água fria embaixo (IV) favorece a circulação por convecção; e o isopor (V) reduz as perdas. Nenhuma delas aumenta a absorção da radiação.

Q18
Termologia — Termodinâmica — Variação de energia interna em um ciclo

O trabalho realizado em um ciclo térmico fechado é igual a 100 J e, o calor envolvido nas trocas térmicas é igual a 1000 J e 900 J, respectivamente, com fontes quente e fria.
A partir da primeira Lei da Termodinâmica, a variação da energia interna nesse ciclo térmico, em joules, é

A)0.
B)100.
C)800.
D)900.
E)1000.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2014.1 — Ensino Superior — Q18

A
Resolução

Em um ciclo fechado o gás volta ao estado inicial, então \(\Delta U=0\).

Conferindo com a primeira lei: \(Q=\Delta U+W\) com \(Q=1000-900=100\text{ J}\) e \(W=100\text{ J}\), o que dá \(\Delta U=0\).

Q19
Eletricidade — Corrente elétrica — Velocidade de deriva dos elétrons

Em um circuito de corrente contínua, utiliza-se um fio de cobre com diâmetro 1,6 mm e 8,4 x 1022 elétrons livres por cm3. Ao se ligar o circuito, a corrente de 10 A, produzida quase instantaneamente, resulta do movimento dos elétrons livres com uma velocidade, em m/s, da ordem de

A)1012.
B)108.
C)104.
D)10–2.
E)10–4.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2014.1 — Ensino Superior — Q19

E
Resolução

A corrente é \(I=n\,e\,A\,v\), com \(n=8{,}4\times10^{22}\text{ cm}^{-3}=8{,}4\times10^{28}\text{ m}^{-3}\), \(e=1{,}6\times10^{-19}\text{ C}\) e área da seção:

$$A=\pi\left(\frac{1{,}6\times10^{-3}}{2}\right)^2\approx2{,}0\times10^{-6}\text{ m}^2$$

$$v=\frac{I}{n\,e\,A}=\frac{10}{8{,}4\times10^{28}\cdot1{,}6\times10^{-19}\cdot2{,}0\times10^{-6}}\approx3{,}7\times10^{-4}\text{ m/s}$$

Ordem de grandeza: \(10^{-4}\text{ m/s}\).

Q20
Mecânica — Leis de Newton — Força de atrito em função do tempo

Uma caixa, inicialmente em repouso, sobre uma superfície horizontal e plana, é puxada por um operário que aplica uma força variando linearmente com o tempo. Sabendo-se que há atrito entre a caixa e a superfície, e que a rugosidade entre as áreas em contato é sempre a mesma, a força de atrito, no decorrer do tempo, está corretamente representada pelo gráfico

A)Gráfico F por t: reta crescente até um máximo, seguida de reta decrescente.
B)Gráfico F por t: reta crescente até um máximo, queda brusca e depois valor constante.
C)Gráfico F por t: reta decrescente até zero.
D)Gráfico F por t: reta crescente em todo o intervalo.
E)Gráfico F por t: reta decrescente até um valor e depois constante.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2014.1 — Ensino Superior — Q20

B
Resolução

Enquanto a caixa está parada, o atrito estático equilibra a força aplicada: ele cresce linearmente com o tempo, igual a \(F\), até o valor máximo \(\mu_e N\).

Quando a força aplicada passa desse valor, a caixa começa a deslizar e o atrito passa a ser cinético, constante e um pouco menor (\(\mu_c N<\mu_e N\)). O gráfico mostra, então, uma reta crescente, uma queda brusca e um patamar constante: alternativa B.

Q21
Eletricidade — Circuitos — Associação mista de resistores

Analise o circuito abaixo.

Bateria ε em série com um resistor de 20 Ω, seguido de dois resistores de 20 Ω em paralelo; a corrente I de 500 mA atravessa o resistor da direita.

Sabendo-se que a corrente I é igual a 500mA, o valor da tensão fornecida pela bateria, em volts, é

A)10.
B)20.
C)30.
D)40.
E)50.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2014.1 — Ensino Superior — Q21

C
Resolução

Os dois resistores em paralelo têm a mesma tensão: \(U=20\cdot0{,}50=10\text{ V}\), e cada um é percorrido por 0,50 A, o que dá 1,0 A de corrente total.

Queda no resistor em série: \(20\cdot1{,}0=20\text{ V}\).

$$\varepsilon=20+10=30\text{ V}$$

Q22
Mecânica — Cinemática — Posição × tempo parabólico

Um objeto tem a sua posição (x) em função do tempo (t) descrito pela parábola conforme o gráfico.

Gráfico x (m) por t (s): parábola que parte de x = 0 em t = 0, alcança o máximo x = 20 m em t = 2 s e volta a x = 0 em t = 4 s.

Analisando-se esse movimento, o módulo de sua velocidade inicial, em m/s, e de sua aceleração, em m/s2, são respectivamente iguais a

A)10 e 20.
B)10 e 30.
C)20 e 10.
D)20 e 30.
E)30 e 10.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2014.1 — Ensino Superior — Q22

C
Resolução

No vértice da parábola (\(t=2\text{ s}\)) a velocidade é nula: \(v=v_0+a\,t=0\Rightarrow v_0=-2a\).

Posição em \(t=2\text{ s}\): \(x=v_0 t+\tfrac12 a t^2\Rightarrow20=2v_0+2a=-4a+2a=-2a\Rightarrow a=-10\text{ m/s}^2\) e \(v_0=+20\text{ m/s}\).

Verificando em \(t=4\text{ s}\): \(x=20\cdot4-5\cdot16=0\) ✔.

Módulos: \(v_0=20\text{ m/s}\) e \(a=10\text{ m/s}^2\).

Q23
Óptica — Espelho plano — Objetos vistos por meio do espelho

Na figura seguinte, o ponto V representa os olhos de um observador, e A, B, C e D são objetos parados.

Espelho plano horizontal na parte superior da figura, o ponto V (observador) à esquerda e, abaixo do espelho, os objetos C (perto de V), B (em cima, à direita), A (mais baixo, à direita) e D (embaixo, no centro).

Nessas condições, o observador verá, por meio do espelho, os objetos

A)A e B.
B)A e C.
C)C e A.
D)C e D.
E)D e B.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2014.1 — Ensino Superior — Q23

A
Resolução

No espelho plano, a imagem de cada objeto é simétrica a ele em relação ao plano do espelho. O observador vê um objeto se a reta que liga seus olhos à imagem do objeto cruza o espelho.

Traçando as imagens, as retas de V até as imagens de A e de B cruzam o espelho. As retas até as imagens de C e de D passam à esquerda da extremidade do espelho, de modo que esses objetos não são vistos.

Logo, o observador vê A e B.

Q24
Mecânica — Estática — Barra presa por cabo

Uma barra delgada com distribuição de massa homogênea possui um comprimento de 8,0 m e seu peso é 500 N. Essa barra está fixada por meio de dobradiças na parede e tem sua outra extremidade suspensa por um cabo como mostra a figura.

Barra horizontal articulada na parede por uma dobradiça e presa na outra extremidade a um cabo fixado na parede, acima, que forma 30° com a barra.

Considerando-se que esse sistema esteja em equilíbrio, é correto afirmar que a tensão no cabo, em newtons, é igual a

A)100.
B)200.
C)300.
D)400.
E)500.

Gabarito (resolução própria, sem gabarito oficial) — CEFET-MG 2014.1 — Ensino Superior — Q24

E
Resolução

Soma dos torques em relação à dobradiça igual a zero. O peso atua no centro da barra (a 4,0 m) e a componente vertical da tração, \(T\operatorname{sen}30^\circ\), atua na extremidade (a 8,0 m):

$$T\,\operatorname{sen}30^\circ\cdot8{,}0=500\cdot4{,}0\;\Rightarrow\;T\cdot0{,}500\cdot8{,}0=2000$$

$$T=500\text{ N}$$

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