Provas Anteriores | FCM-MG 2005 | Física

Q41

Mecânica — Dinâmica — Atrito estático e cinético

Um motorista de carro, ao percorrer as ruas de uma cidade, tenta aplicar seus conhecimentos de física que aprendeu na escola. Elabora, então, duas frases:

I - Quando piso levemente no pedal do freio, a força de atrito entre as lonas de freio e a roda é menor que a força de atrito estático máxima entre eles.

II - Se numa arrancada brusca o pneu “canta”, isto é, desliza rapidamente sobre o asfalto, significa que a força de atrito entre o pneu e o solo foi maior que a força de atrito estático máxima entre eles.

Sobre as frases que elaborou, é correto afirmar que:

A)apenas a frase I é verdadeira.

B)apenas a frase II é verdadeira.

C)as frases I e II são verdadeiras.

D)as frases I e II são falsas.

Gabarito deduzido pelo Método TEF

Resolução — Método TEF

Gabarito deduzido pelo Método TEF.

Ideia central: É preciso distinguir o atrito efetivo da força que seria necessária para impedir o deslizamento.

Passo 1. I é compatível com o modelo usual $\mu_c<\mu_e$: o atrito entre lonas e roda em deslizamento é menor que o máximo estático.

Passo 2. Na II, o deslizamento indica que a tração exigida excedeu o limite estático; o atrito cinético efetivamente atuante não fica maior que esse limite. Pela leitura literal, apenas I é verdadeira.

Resposta deduzida por leitura literal de “a força de atrito [...] foi maior”. Se a frase II pretendesse dizer “a força necessária para não deslizar”, a conclusão mudaria. Não foi localizado gabarito oficial; essa ressalva fica separada do texto original.

Q42

Eletricidade — Energia elétrica — Retorno do investimento

Um médico quer instalar placas de energia solar para aquecimento da água em sua clínica, com a finalidade de reduzir gastos com energia elétrica. Em média, seus funcionários usam um chuveiro elétrico de 4.000 W durante 2 h por dia. A companhia elétrica cobra a energia no preço de R$0,50/KWh. Se o custo do coletor de energia solar é de R$3.600,00, esse investimento corresponderia ao gasto de energia elétrica devido ao uso do chuveiro no período de

A)36 meses

B)30 meses

C)18 meses

D)12 meses

Gabarito deduzido pelo Método TEF

Resolução — Método TEF

Gabarito deduzido pelo Método TEF.

Ideia central: O custo do aquecimento elétrico é energia consumida vezes tarifa.

Passo 1. Por dia, $E=4\cdot2=8\ \mathrm{kWh}$ e o custo é $8\cdot0{,}50=4$ reais.

Passo 2. O investimento equivale a $3600/4=900$ dias, ou 30 meses de 30 dias.

Q43

Mecânica — Trabalho e energia — Trabalho na elevação

Numa academia de musculação, uma pessoa faz exercícios para manter sua forma física. Neste contexto, são feitas duas afirmações:

I - O módulo do trabalho realizado pela pessoa, ao elevar um bloco de ferro, é igual ao trabalho realizado pelo peso do bloco, independente da maneira como a pessoa o eleva.

II - A pessoa realiza trabalho sobre dois alteres, quando os eleva verticalmente com velocidade constante.

Sobre as afirmativas anteriores, é CORRETO afirmar que:

A)apenas a afirmativa I é verdadeira.

B)apenas a afirmativa II é verdadeira.

C)as afirmativas I e II são verdadeiras.

D)as afirmativas I e II são falsas.

Gabarito deduzido pelo Método TEF

Resolução — Método TEF

Gabarito deduzido pelo Método TEF.

Ideia central: O trabalho da pessoa depende também da variação da energia cinética.

Passo 1. De $W_{pessoa}+W_{peso}=\Delta E_c$, não se pode afirmar a igualdade proposta em I independentemente de como o bloco é elevado; além disso, o trabalho do peso na subida é negativo.

Passo 2. Em II, com velocidade constante, a pessoa aplica força para cima e há deslocamento para cima: realiza trabalho positivo. Só II é verdadeira.

A grafia “alteres” foi preservada do PDF.

Q44

Mecânica — Hidrostática — Pressão em andares

Um estudante está testando uma membrana que regula a pressão da água sobre um equipamento de mergulho. Para o teste, ele adaptou a membrana na boca de um balão de vidro contendo ar, que deve ser ligado a uma mangueira conectada a uma torneira.

Caso a pressão da água seja igual ou superior a 2,4 atm, a membrana rompe-se. Considere que, no local, 1 atm é igual a $1{,}0\times10^5\ \mathrm{N/m^2}$; que a aceleração gravitacional é igual a $10\ \mathrm{m/s^2}$; e que a densidade da água é de $1{,}0\times10^3\ \mathrm{Kg/m^3}$.

Para testar a membrana, o estudante instala a mangueira em torneiras de cada um dos andares de um prédio de 10 pavimentos, onde a caixa d’água mantém água a 1 m de altura e encontra-se sobre o teto do último andar.

Sabendo-se que a altura entre dois andares é de 3 m, pode-se afirmar que o andar do prédio, a partir do qual a membrana pode se romper, é o

A)8º andar

B)7º andar

C)6º andar

D)5º andar

Gabarito deduzido pelo Método TEF

Resolução — Método TEF

Gabarito deduzido pelo Método TEF.

Ideia central: A pressão absoluta na água é $P=P_{atm}+\rho gh$.

Passo 1. O limite de 2,4 atm exige $h\geq(2{,}4-1)10^5/(10^3\cdot10)=14\ \mathrm m$.

Passo 2. Tomando as torneiras no nível dos pavimentos e o teto 3 m acima do décimo, as profundidades são 13 m no sétimo e 16 m no sexto. A primeira ruptura ocorre no sexto.

A dedução considera a pressão de 2,4 atm como absoluta e as torneiras nos níveis dos pavimentos, com 3 m entre o décimo piso e o teto. A altura exata das torneiras não é especificada no enunciado.

Q45

Óptica — Lentes — Formação de imagem em projetor

Um grupo de estudantes necessita de uma lente para construir um projetor de slides, que deve ser usado numa apresentação de uma Feira de Ciências de sua escola. Eles lembram que, nesse projetor, o slide é pequeno e é iluminado por uma luz intensa que projeta uma imagem grande do mesmo sobre a tela.

Um dos alunos é incumbido de arranjar as lentes. Procura, então, uma loja que vende óculos, e o funcionário lhe oferece lentes usadas. Ele seleciona 4 lentes e com elas, observa as letras de um livro. Verifica que, na lente:

L1 – as letras parecem aumentar um pouco de tamanho;

L2 – as letras parecem aumentar bastante de tamanho;

L3 – as letras parecem diminuir um pouco de tamanho;

L4 – as letras parecem diminuir muito de tamanho.

Analisando as lentes trazidas com a finalidade de projetar a imagem do slide na tela, o grupo deve escolher a lente:

A)L1.

B)L2.

C)L3.

D)L4.

Gabarito deduzido pelo Método TEF

Sem resposta única

Resolução — Método TEF

Gabarito deduzido pelo Método TEF.

Ideia central: Um projetor precisa de uma lente convergente para formar imagem real na tela.

Passo 1. Tanto L1 quanto L2 ampliam letras próximas e podem ser convergentes. Para qualquer uma, um objeto entre f e 2f pode produzir uma imagem real ampliada.

Passo 2. O texto não informa distâncias nem especificações que permitam escolher unicamente L1 ou L2. Sem gabarito oficial correspondente, não se atribui uma letra por suposição.

As alternativas e a redação original foram preservadas. L1 e L2 podem satisfazer a finalidade mediante ajuste das distâncias. Questão disponível para estudo, sem registro de acerto/erro.

Q46

Termologia — Gases — Pressão e temperatura

Uma pessoa, durante o inverno de uma cidade do Sul de Minas, antes de viajar, calibrou os pneus de seu carro com 28 libras/pol², estando o ar a 7°C.

Ao final da viagem, mediu no posto a pressão dos pneus, verificando que havia aumentado 2 libras/pol².

Concluiu que o valor mais provável para a temperatura do ar dos pneus é:

A)27°C

B)12°C

C)7,5°C

D)6,5°C

Gabarito deduzido pelo Método TEF

Resolução — Método TEF

Gabarito deduzido pelo Método TEF.

Ideia central: Para volume e quantidade de gás constantes, usa-se $P/T$ constante com pressão absoluta.

Passo 1. Interpretando os valores fornecidos como absolutos, $T_1=280\ \mathrm K$ e $T_2=280\cdot30/28=300\ \mathrm K$.

Passo 2. Assim, a alternativa pretendida nessa interpretação é 27 °C. Se os valores forem manométricos, como em calibradores comuns, seria necessário somar a pressão atmosférica antes do cálculo.

A alternativa A resulta de tratar as pressões indicadas como absolutas. A calibração usual fornece pressão manométrica; o enunciado não fornece pressão atmosférica nem esclarece essa convenção. Resposta deduzida, sem confirmação oficial.

Q47

Ondulatória — Ondas eletromagnéticas — Comprimento de onda

As afirmativas a seguir estão relacionadas com as radiações eletromagnéticas. A afirmativa CORRETA é:

A)As radiações ultravioletas são ondas longitudinais.

B)Uma onda de TV se propaga no vácuo com maior velocidade que uma luz vermelha.

C)O que diferencia as ondas curtas, médias e longas das rádios é a amplitude das ondas emitidas.

D)Duas rádios emitem sinais de $S_1=80\ \mathrm{MHz}$ e $S_2=100\ \mathrm{MHz}$. A razão $C_1/C_2$ entre os comprimentos de onda das ondas emitidas por elas é de 1,25.

Gabarito deduzido pelo Método TEF

Resolução — Método TEF

Gabarito deduzido pelo Método TEF.

Ideia central: No vácuo, ondas eletromagnéticas têm a mesma velocidade.

Passo 1. Como $\lambda=c/f$, $\lambda_1/\lambda_2=f_2/f_1=100/80=1{,}25$.

Passo 2. Isso corresponde a D. Ondas eletromagnéticas são transversais, e faixas de rádio se distinguem por frequência, não por amplitude.

Q48

Eletricidade — Magnetismo — Bobina e bússola

As figuras a seguir representam um núcleo de ferro envolvido por um fio condutor, ligado aos pólos de uma bateria. Uma bússola é colocada nas proximidades do núcleo de ferro e seu pólo norte corresponde à sua parte escura. A figura que mostra corretamente a posição da bússola juntamente com as ligações do fio à bateria é:

Gabarito deduzido pelo Método TEF

Resolução — Método TEF

Gabarito deduzido pelo Método TEF.

Ideia central: A corrente convencional sai do terminal positivo, indicado pela barra mais longa da bateria.

Passo 1. Aplicando a regra da mão direita ao enrolamento de C, a extremidade esquerda é sul. O campo nessa região aponta para a direita, entrando no núcleo.

Passo 2. A ponta escura da bússola, seu norte, fica orientada para a direita, como em C.

Q49

Eletricidade — Circuitos — Correntes em ramos

Uma lâmpada de 60 W –120 V pode ser conectada na rede elétrica através de um interruptor e um amperímetro que medirá a corrente que a atravessa, como mostra a figura 1. Ao fechar o interruptor, o amperímetro acusará uma corrente de 500 mA.

No circuito da figura 2, três lâmpadas idênticas à da figura 1 são interligadas para serem conectadas à mesma rede elétrica.

Ao fechar o interruptor da figura 2, os amperímetros $A_1$, $A_2$ e $A_3$ acusarão correntes, respectivamente, iguais a:

A)100 mA, 200 mA e 300 mA.

B)200 mA, 100 mA e 300 mA.

C)500 mA, 500 mA e 500 mA.

D)500 mA, 250 mA e 750 mA.

Gabarito deduzido pelo Método TEF

Resolução — Método TEF

Gabarito deduzido pelo Método TEF.

Ideia central: A lâmpada isolada conduz 500 mA sob a tensão da rede.

Passo 1. Na figura 2, o ramo de A1 contém uma lâmpada e conduz 500 mA. O ramo de A2 tem duas em série e conduz 250 mA no modelo de resistências constantes.

Passo 2. O amperímetro A3 mede a soma: $500+250=750\ \mathrm{mA}$.

Q50

Física moderna — Radiação — Produção de raios X

Os aparelhos de raios X, muito usados na medicina, possuem uma placa metálica que emite ondas eletromagnéticas de altas freqüências.

São feitas duas afirmações sobre esses aparelhos:

I - A energia do fóton de raio X emitido pela placa pode ter comprimentos de onda diferentes.

II - Um fóton de raio X só é emitido pela placa se sua energia for superior a um valor mínimo.

Sobre as afirmativas anteriores, é CORRETO afirmar que:

A)apenas a afirmativa I é verdadeira.

B)apenas a afirmativa II é verdadeira.

C)as afirmativas I e II são verdadeiras.

D)as afirmativas I e II são falsas.

Gabarito deduzido pelo Método TEF

Resolução — Método TEF

Gabarito deduzido pelo Método TEF.

Ideia central: Um tubo de raios X pode produzir fótons de diferentes energias e comprimentos de onda.

Passo 1. Interpretando I como referência à radiação emitida, há um espectro de comprimentos de onda. A redação original associa “comprimentos de onda” à energia de modo impreciso.

Passo 2. Na emissão contínua por frenagem, há uma energia máxima relacionada à tensão aceleradora, não o limite mínimo afirmado em II. Nessa leitura física, apenas I é verdadeira.

A frase “A energia do fóton [...] pode ter comprimentos de onda diferentes” foi mantida literalmente. A resolução explicita a interpretação física e não corrige silenciosamente a fonte.

FCM-MG 2005 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova