Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

PUC Minas · 2027.1 · Geral — Física com resolução comentada

Vestibular · Geral · Demais cursos · Física: questões 16 a 20.

Q16
ÓPTICA — REFRAÇÃO — LUZ EM ÁGUA MAIS SALINA

Durante uma expedição subaquática, uma equipe de exploradores avista um baú situado no interior de uma caverna submarina. A primeira observação é feita com o submarino posicionado no mar aberto (fora da caverna). Na segunda observação, a equipe entra na caverna. Ao comparar as duas situações, a equipe nota uma alteração na posição aparente de um baú no interior da caverna. Análises subsequentes constataram que a água no local apresenta salinidade e índice de refração superiores aos do mar aberto. Qual das alternativas a seguir explica a observação da equipe?

Observação do baú antes e depois de o submarino entrar na caverna.
A)
A água mais salina, o comprimento de onda da luz diminui devido à menor velocidade de propagação da luz nesse meio.
B)
A posição aparente do baú muda porque o comprimento de onda da luz é maior na água mais densa.
C)
Na água mais densa, o comprimento de onda (λ) se reduz enquanto a frequência (f) aumenta, mantendo λf constante.
D)
Os exploradores experienciaram o fenômeno da miragem, que altera as propriedades da refração da luz num meio.

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A
Resolução comentada

Quanto maior o índice de refração, menor a velocidade da luz no meio:

$$v=\frac{c}{n}$$

A frequência é conservada na passagem pela interface:

$$\lambda=\frac{v}{f}$$

Assim, o aumento do índice reduz velocidade e comprimento de onda. O desvio na interface explica a mudança de posição aparente do baú.

A redação “A água mais salina” no caderno deve ser entendida como “Na água mais salina”.

Alternativa A.

Q17
MECÂNICA — LANÇAMENTO OBLÍQUO — RESISTÊNCIA DO AR NO ÁPICE

Um arqueiro dispara uma flecha que segue uma trajetória curva em direção a um alvo, entrando em estado de repouso ao atingi-lo. Sobre a situação, considerando o efeito da resistência do ar, é CORRETO afirmar que

Flecha em trajetória curva entre o arqueiro e o alvo.
A)
atirada com força grande o bastante, a trajetória se torna horizontal.
B)
durante a trajetória, apenas a força da gravidade atua sobre a flecha.
C)
durante a trajetória, nenhuma força atua sobre a flecha.
D)
na altura máxima, o vetor força da resistência do ar não tem componente vertical.

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D
Resolução comentada

No ponto mais alto da trajetória:

$$v_y=0$$

Na ausência de vento, a velocidade relativa ao ar é horizontal. A resistência do ar, oposta a essa velocidade, também é horizontal:

$$F_{ar,y}=0$$

O peso permanece vertical e para baixo. Portanto, não é a força resultante que perde sua componente vertical, mas a resistência do ar nesse instante.

Alternativa D.

Q18
TERMOLOGIA — EBULIÇÃO SOB PRESSÃO — GRÁFICO DE AQUECIMENTO

Uma panela de pressão atinge um valor máximo e constante de pressão interna de cerca de 2 atm em 3 minutos. A pressão elevada faz com que a água permaneça líquida em temperaturas acima de 100°C, permitindo um cozimento mais rápido dos alimentos. Assinale a alternativa que melhor representa o gráfico da temperatura em função do tempo de um alimento qualquer que leva um tempo de 10 minutos para cozinhar na panela de pressão:

A)
Temperatura cresce até 120 graus em 3 minutos e permanece constante.
B)
Temperatura oscila após o aquecimento inicial.
C)
Temperatura cresce continuamente durante os 10 minutos.
D)
Temperatura atinge 100 graus e permanece constante.

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A
Resolução comentada

A pressão de aproximadamente 2 atm permite à água líquida atingir uma temperatura de ebulição próxima de 120 °C.

No modelo simplificado da questão, a temperatura cresce até esse valor nos três primeiros minutos e se mantém aproximadamente constante enquanto a válvula regula a pressão.

A curva esperada sobe até cerca de 120 °C em 3 min e apresenta um patamar até 10 min.

A temperatura real do interior de cada alimento pode ter atraso térmico; a curva representa a idealização de equilíbrio com o meio de cozimento.

Alternativa A.

Q19
ELETROMAGNETISMO — CAMPO TERRESTRE — DESVIO DO VENTO SOLAR

O Sol emite diferentes formas de radiação eletromagnética, como a luz visível e a radiação ultravioleta, e também libera continuamente um fluxo de partículas eletricamente carregadas, principalmente prótons e elétrons. Esse fluxo de partículas é denominado vento solar. Nas regiões polares, a interação entre o vento solar e a atmosfera terrestre está associada à ocorrência das auroras. Nelas, gases da atmosfera absorvem energia e posteriormente a liberam na forma de luz visível. Fonte: https://www.rainviewer.com/blog/the-science-behind-aurora-borealis.html A Terra possui um campo magnético que desempenha um papel importante na interação do planeta com as emissões provenientes do Sol. Qual afirmação é CORRETA sobre a proteção fornecida pelo campo magnético do planeta?

Vento solar, campo magnético terrestre e regiões de aurora.
A)
O campo magnético terrestre aumenta o módulo da velocidade das partículas do vento solar, desviando-as para fora da atmosfera terrestre.
B)
O campo magnético terrestre protege o planeta ao absorver a radiação eletromagnética e as partículas carregadas provenientes do Sol, impedindo que atinjam a atmosfera.
C)
O campo magnético terrestre contribui para proteger o planeta ao desviar parte das partículas carregadas do vento solar, reduzindo a quantidade que atinge diretamente a atmosfera.
D)
O campo magnético terrestre protege o planeta ao desviar a radiação eletromagnética e as partículas carregadas provenientes do Sol, impedindo que ambas atinjam a atmosfera.

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C
Resolução comentada

Uma partícula carregada em movimento pode sofrer a força magnética:

$$\vec F_B=q\,\vec v\times\vec B$$

Ela é perpendicular à velocidade e pode mudar a direção do movimento, sem alterar a energia cinética por trabalho magnético.

A magnetosfera desvia parte das partículas carregadas do vento solar. Isso não significa absorver ou desviar toda a radiação eletromagnética emitida pelo Sol.

Alternativa C.

Q20
ELETRICIDADE — CURVAS TENSÃO–CORRENTE — RESISTORES ÔHMICOS

Um estudante analisa o comportamento elétrico de três componentes, R1, R2 e R3, aplicando diferentes valores de diferença de potencial e medindo a corrente elétrica correspondente. Os resultados são apresentados no gráfico. Os componentes R1 e R2 são resistores ôhmicos, enquanto R3 é um componente não ôhmico. Com base no gráfico, assinale a afirmativa CORRETA.

Gráfico de tensão por corrente para os componentes R1, R2 e R3.
A)
A resistência elétrica de R3 é constante e igual a 2 Ω, pois sua curva passa pelo ponto (4 A, 8 V).
B)
Nos valores de diferença de potencial de 32 V e 8 V, a resistência elétrica de R3 é, respectivamente, igual à resistência de R2 e de R1.
C)
No ponto de interseção entre R1 e R3, as resistências dos dois componentes são diferentes, pois apenas R1 obedece à Lei de Ohm.
D)
R2 possui menor resistência elétrica que R1, pois sua corrente aumenta mais rapidamente com a tensão aplicada.

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B
Resolução comentada

Para R1 e R2, as retas passam pela origem e têm razões U/I constantes:

$$R_1=\frac{8}{4}=2\ \Omega$$

$$R_2=\frac{32}{8}=4\ \Omega$$

Para o componente R3, calculamos a resistência em cada ponto solicitado:

$$R_3(32\ \mathrm V)=\frac{32}{8}=4\ \Omega$$

$$R_3(8\ \mathrm V)=\frac{8}{4}=2\ \Omega$$

Assim, R3 coincide com a resistência de R2 em 32 V e com a de R1 em 8 V. Isso não torna R3 ôhmico, pois sua razão U/I varia ao longo da curva.

Alternativa B.

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