Vestibular UEMG 2015 · Física (Q13–Q18) · Gabarito oficial conferido e resolução comentada Método TEF.
Dados da prova
UEMG 2015 · Física: Q13–Q18 · Respostas conferidas com o gabarito oficial COPEPS/UEMG fornecido na coleção.
Q13
Mecânica — Cinemática — Travessia de um rio
O tempo é um rio que corre. O tempo não é um relógio. Ele é muito mais do que isso. O tempo passa, quer se tenha um relógio ou não. Uma pessoa quer atravessar um rio num local onde a distância entre as margens é de 50 m. Para isso, ela orienta o seu barco perpendicularmente às margens. Considere que a velocidade do barco em relação às águas seja de 2,0 m/s e que a correnteza tenha uma velocidade de 4,0 m/s. Sobre a travessia desse barco, assinale a afirmação CORRETA:
A)
Se a correnteza não existisse, o barco levaria 25 s para atravessar o rio. Com a correnteza, o barco levaria mais do que 25 s na travessia.
B)
Como a velocidade do barco é perpendicular às margens, a correnteza não afeta o tempo de travessia.
C)
O tempo de travessia, em nenhuma situação, seria afetado pela correnteza.
D)
Com a correnteza, o tempo de travessia do barco seria menor que 25 s, pois a correnteza aumenta vetorialmente a velocidade do barco.
Gabarito oficial
B
Resolução comentada
A velocidade do barco em relação à água aponta perpendicularmente às margens. A correnteza atua paralelamente a elas, de modo que a componente de travessia permanece 2 m/s:
$$t=\frac{50}{2}=25\ \mathrm s$$
Nesse intervalo, o arrastamento para jusante é:
$$\Delta x=4\cdot25=100\ \mathrm m$$
O ponto de chegada se desloca, mas o tempo de travessia não muda nessa configuração. Isso não permite afirmar que a correnteza jamais influenciaria o tempo em qualquer outra orientação do barco.
Alternativa B.
Q14
Mecânica — Cinemática — Comparação de acelerações
A velocidade é uma grandeza que relaciona a distância percorrida e o tempo gasto para percorrê-la. A aceleração é uma grandeza que mede a rapidez com que a velocidade varia. Mais rápido, mais lento, são percepções sensoriais. Tentamos medir com relógios tais variações e nos rebelamos, quando elas não concordam com a nossa percepção. Dizemos nunca com muita facilidade, dizemos sempre com muita facilidade, como se fôssemos fiéis a um momento. “Mas o outro já está olhando para o lado.” (LUFT, 2014) O que é constante e imutável num momento não será mais no momento seguinte. Uma velocidade, num momento, pode não ser a mesma num momento seguinte. Assinale a situação em que o móvel apresenta maior valor (positivo ou negativo) de aceleração:
A)
O móvel estava a 50 m/s e manteve essa velocidade durante 2,0 s.
B)
O móvel estava a 20 m/s e, em 10 s, aumentou a sua velocidade para 40 m/s.
C)
O móvel estava a 10 m/s e, em 2,0 s, diminuiu sua velocidade para zero.
D)
O móvel estava a 40 m/s e, em 10 s, diminuiu sua velocidade para zero.
Gabarito oficial
C
Resolução comentada
Usando a definição de aceleração média:
$$a_m=\frac{v_f-v_i}{\Delta t}$$
Na primeira situação:
$$a_A=\frac{50-50}{2}=0\ \mathrm{m/s^2}$$
Na segunda:
$$a_B=\frac{40-20}{10}=2\ \mathrm{m/s^2}$$
Na terceira:
$$a_C=\frac{0-10}{2}=-5\ \mathrm{m/s^2}$$
Na quarta:
$$a_D=\frac{0-40}{10}=-4\ \mathrm{m/s^2}$$
A maior intensidade é 5 m/s², correspondente à terceira situação. A expressão do caderno refere-se ao módulo; se fossem comparados valores algébricos, a interpretação seria diferente.
Alternativa C.
Q15
Eletricidade — Circuitos — Tensão de entrada e saída do carregador
Dirigir um carro numa noite estrelada, bem devagar, contemplando a noite. Um tatu ... Há quanto tempo não via um ... Aquela parecia ser mesmo uma noite especial, uma noite... O celular tocou. “Alô ” “Bem, onde você está?” VILELA, 2013, p.26 O celular sempre nos encontra. Esteja onde estiver, o celular o encontrará, e o tirará de reflexões que... Num carregador de celular, podem ser lidas as seguintes informações: Tensão de entrada: 100 a 240 V – 0,15 A. Tensão de saída: 4,75 V – 0,55 A. A tensão de entrada pode variar de 100 a 240 V. Quando em sua casa, Vilela liga seu celular para carregá-lo em 127 V. Com base nessas informações, assinale a afirmação que corresponde à realidade:
A)
Ao receber a chamada descrita no texto acima, o celular estava submetido a uma tensão próxima de 127 V.
B)
Ao ligar o carregador de celular, em casa, haveria uma transformação de tensão de 127 V para 4,75 V, que é a tensão nos terminais da bateria do celular.
C)
A potência elétrica de entrada (consumo da rede elétrica) do aparelho é de 127 V.
D)
O celular recebe da rede elétrica uma corrente contínua, mas, sem estar ligado à rede, funciona com corrente alternada, quando a pessoa recebe a ligação, como foi o caso da personagem no trecho acima.
Gabarito oficial
B
Resolução comentada
A tomada fornece 127 V ao circuito de entrada do carregador. A saída informada na etiqueta é 4,75 V, destinada à alimentação de baixa tensão do aparelho durante a carga.
O carregador converte a alimentação da rede em saída contínua de baixa tensão. A bateria também fornece corrente contínua quando o aparelho está fora da tomada.
A alternativa sobre potência expressa em volts está incorreta: potência é medida em watts.
Alternativa B.
Q16
Eletricidade — Magnetismo — Funcionamento da bússola
Em “Você Verá”, Luiz Vilela valoriza os animais. Por exemplo, no conto “Quando fiz sete anos”, ele lembra de uma bússola estragada, e de como voou “como um alegre pássaro da manhã”, ao ir para casa, doido para abrir o embrulho onde estava uma bússola estragada, que ganhara do avô. Mas, por que a bússola estava estragada? Alguns candidatos aos cursos da UEMG fizeram algumas hipóteses para responder a essa pergunta: Leonardo: um fio solto fez com que o contato elétrico da bússola estragasse e, por isso, a bússola deixou de funcionar. Lorena: o Polo Norte da agulha da bússola apontava para o Polo Norte geográfico, e isto estava errado, pois ele deveria apontar para o Polo Sul geográfico, pois um Polo Norte é atraído por um Polo Sul. Amanda: a agulha magnética poderia ter se desprendido de seu apoio, e não estava girando livremente para se orientar, segundo o campo magnético da Terra. Fez (fizeram) comentários apropriados
A)
apenas Lorena.
B)
Leonardo e Lorena.
C)
apenas Amanda.
D)
Leonardo e Amanda.
Gabarito oficial
C
Resolução comentada
A bússola magnética simples usa uma agulha imantada capaz de girar; seu funcionamento não requer circuito elétrico, contrariando a hipótese de Leonardo.
O polo norte da agulha se orienta aproximadamente para o norte geográfico. Lorena confunde o nome geográfico da região com sua função magnética nessa atração.
Uma agulha presa, deslocada ou sem rotação livre pode deixar de se alinhar com o campo terrestre. Assim, a hipótese mecânica de Amanda é a apropriada.
Alternativa C.
Q17
Óptica — Espelho plano — Posição e velocidade relativa
Um espelho reflete raios de luz que nele incidem. Se usássemos os espelhos para refletir, quantas reflexões interessantes poderíamos fazer. Enquanto a filosofia se incumbe de reflexões internas, que incidem e voltam para dentro da pessoa, um espelho trata de reflexões externas. Mas, como escreveu Luiz Vilela, “você verá.” Você está diante de um espelho plano, vendo-se totalmente. Num certo instante, e é disso que é feita a vida, de instantes, você se aproxima do espelho a 1,5 m/s e está a 2,0 m de distância do espelho. Nesse instante, a sua imagem, fornecida pelo espelho, estará
A)
a 2,0 m de distância do espelho, com uma velocidade de 3,0 m/s em relação a você.
B)
a 2,0 m de distância do espelho, com uma velocidade de 1,5 m/s em relação a você.
C)
a uma distância maior que 2,0 m do espelho, com uma velocidade de 3,0 m/s em relação ao espelho.
D)
a uma distância menor que 2,0 m do espelho, com uma velocidade de 1,5 m/s em relação ao espelho.
Gabarito oficial
A
Resolução comentada
No espelho plano, a imagem fica atrás do espelho à mesma distância que a pessoa está à frente:
$$d_i=d_o=2{,}0\ \mathrm m$$
Enquanto a pessoa se aproxima a 1,5 m/s, a imagem também se aproxima do espelho a 1,5 m/s pelo lado oposto. O módulo da velocidade relativa entre pessoa e imagem é:
$$v_{rel}=1{,}5+1{,}5=3{,}0\ \mathrm{m/s}$$
Nesse instante, a distância da imagem ao espelho é 2 m e a distância entre a pessoa e a imagem é 4 m.
Alternativa A.
Q18
Termologia — Termodinâmica — Transformação de calor em trabalho
Um rio sempre corre de uma parte mais alta para uma mais baixa. Suas águas perdem energia potencial gravitacional e ganham energia cinética. Parte dessa energia cinética transforma-se em energia térmica. “Um dia escrevi que com as perdas só há um jeito: perdê-las.” (LUFT, 2014, p. 72) Os processos de transformação de energia são estudados pelas leis da Termodinâmica. Sobre esses processos de transformação, são feitas três afirmações: Situação 1: 100 J de energia cinética são transformados em 100 J de energia térmica. Situação 2: 100 J de energia potencial gravitacional são transformados em 80 J de energia cinética e 20 J de energia térmica. Situação 3: 100 J de energia térmica são transformados em 100 J de energia cinética. Das 3 situações, viola (violam) a Segunda Lei da Termodinâmica
A)
apenas a situação 1.
B)
apenas a situação 2.
C)
apenas a situação 3.
D)
as três situações.
Gabarito oficial
C
Resolução comentada
Nas situações 1 e 2 há conversão de energia mecânica em energia térmica, integral ou parcial. Ambas são compatíveis com processos dissipativos.
Na interpretação usual de máquina térmica cíclica recebendo calor de uma única fonte, o enunciado de Kelvin–Planck impede transformar todo esse calor em trabalho:
$$W=Q_q-Q_f$$
Uma máquina desse tipo não pode operar com rejeição de calor nula. É nesse contexto que a situação 3 é a resposta indicada pela banca.
A ressalva é necessária: a segunda lei não proíbe toda e qualquer etapa não cíclica com conversão integral do calor recebido em trabalho. Por exemplo, uma expansão isotérmica ideal pode satisfazer esse balanço sem constituir, sozinha, um ciclo.
