A pressão na superfície de um líquido é $P_0 = 1\,\text{atm} = 10^5\,\text{N/m}^2$. A uma profundidade $h$, a pressão total é $P = 2\,\text{atm}$. Sabendo que a densidade do líquido é $\rho = 1\,\text{g/cm}^3$ e $g = 10\,\text{m/s}^2$, qual é a profundidade $h$?
A)10 m
B)20 m
C)100 m
D)200 m
E)2 m
Gabarito
A
Resolução
$P = P_0 + \rho g h \;\Rightarrow\; 2\times10^5 = 10^5 + 1000\times10\times h$
$10^5 = 10^4\,h \;\Rightarrow\; h = 10\,\text{m}$.
Alternativa correta: A.
Q12
Hidrodinâmica — Equação da Continuidade (Efeito Venturi)
Um tubo possui uma seção estreita de área $A_2 = 1\,\text{mm}^2$ onde a velocidade de escoamento é $v_2 = 2 \times 340\,\text{m/s}$, e uma seção larga de área $A_1 = 10\,\text{cm}^2$. Pela equação da continuidade, qual é a velocidade $v_1$ no trecho largo?
Óptica — Microscópio e Luneta (Instrumentos Ópticos)
Sobre os instrumentos ópticos microscópio e luneta (telescópio refrator), assinale a alternativa que apresenta corretamente a finalidade de cada um.
A)Ambos servem apenas para ampliar imagens de objetos distantes.
B)O microscópio serve para observar objetos grandes e a luneta para objetos pequenos.
C)Ambos têm o mesmo princípio de funcionamento e a mesma finalidade.
D)O microscópio serve para observar objetos grandes distantes e a luneta para objetos pequenos próximos.
E)O microscópio serve para observar objetos pequenos e próximos; a luneta, para observar objetos grandes e distantes.
Gabarito
E
Resolução
O microscópio óptico é projetado para ampliar objetos muito pequenos (como células, bactérias) que estão próximos. A luneta (telescópio) é projetada para observar objetos fisicamente grandes mas que estão muito distantes (estrelas, planetas, montanhas). Ambos usam sistemas de duas lentes (objetiva e ocular) mas com geometrias diferentes adaptadas a cada finalidade.
Alternativa correta: E.
Q14
Ondulatória — Ondas Sonoras
Sobre as propriedades e comportamento das ondas sonoras, analise as afirmações e assinale a alternativa CORRETA.
⚠️ Questão com duplo gabarito aceito pela UFJF: alternativas C e E foram consideradas corretas.
A)O som se propaga no vácuo com velocidade igual à da luz.
B)A frequência de um som determina sua intensidade (volume).
C)O som é uma onda mecânica longitudinal que necessita de um meio material para se propagar.
D)A velocidade do som é a mesma em todos os meios materiais.
E)O timbre de um som está relacionado com a forma da onda (sobreposição de harmônicos).
Gabarito
C / E
Resolução
(A) Falsa: o som não se propaga no vácuo. (B) Falsa: a frequência determina a altura (agudo/grave), não o volume — a intensidade determina o volume. (D) Falsa: a velocidade do som varia com o meio (maior em sólidos, menor em gases).
(C) Verdadeira: o som é uma onda mecânica longitudinal (vibração na direção de propagação), e como onda mecânica exige um meio material.
(E) Verdadeira: o timbre é a qualidade do som que distingue instrumentos diferentes tocando a mesma nota; resulta da combinação do fundamental com os harmônicos e sua forma de onda característica.
A UFJF aceitou ambas C e E como corretas.
Q15
Termologia — Propagação de Calor
Sobre os processos de propagação de calor (condução, convecção e irradiação), assinale a alternativa CORRETA.
⚠️ Questão com duplo gabarito aceito pela UFJF: alternativas B e C foram consideradas corretas.
A)A convecção só ocorre em sólidos.
B)A irradiação não necessita de meio material para se propagar.
C)A condução de calor depende da condutividade térmica do material.
D)A convecção ocorre principalmente em sólidos por transferência de energia cinética entre moléculas vizinhas.
E)A irradiação é o processo mais lento de transferência de calor.
Gabarito
B / C
Resolução
(A) Falsa: a convecção ocorre em fluidos (líquidos e gases), não em sólidos. (D) Falsa: esse processo descrito é a condução, não a convecção. (E) Falsa: a irradiação, sendo eletromagnética, propaga-se à velocidade da luz — não é lenta.
(B) Verdadeira: a irradiação térmica é transferência de calor por ondas eletromagnéticas (infravermelho), que se propagam no vácuo — não necessitam de meio material. É assim que o calor do Sol chega à Terra.
(C) Verdadeira: a taxa de condução de calor é dada por $\dot{Q} = kA\Delta T/L$, onde $k$ é a condutividade térmica do material — materiais com maior $k$ (metais) conduzem melhor.
A UFJF aceitou ambas B e C como corretas.
Q01
Termodinâmica — Transformação Isobárica de Gás Ideal
Questão discursiva
Um gás ideal sofre uma transformação isobárica (pressão constante $P = 0{,}55\,\text{atm}$). O volume inicial é $V_1 = 0{,}1\,\text{L}$ e o volume final é $V_2 = 0{,}12\,\text{L}$. Sabe-se que $nR = 0{,}016\,\text{J/K}$ e $1\,\text{atm} = 10^5\,\text{N/m}^2$. Responda:
a)Determine a temperatura inicial $T_i$ e a temperatura final $T_f$ do gás.
b) Trabalho isobárico: $W = P\Delta V = 5{,}5\times10^4\times(1{,}2-1{,}0)\times10^{-4} = 5{,}5\times10^4\times2\times10^{-5} = 1{,}10\,\text{J}$.
c) Variação de energia interna: $\Delta U = \tfrac{3}{2}nR\Delta T = \tfrac{3}{2}\times0{,}016\times(412{,}5-343{,}75) = \tfrac{3}{2}\times0{,}016\times68{,}75 = 1{,}65\,\text{J}$.
Primeiro Lei: $Q = \Delta U + W = 1{,}65 + 1{,}10 = 2{,}75\,\text{J}$.
Q02
Hidrostática — Prensa Hidráulica (Princípio de Pascal)
Questão discursiva
Uma prensa hidráulica possui êmbolo menor com área $A_1 = 0{,}001\,\text{m}^2$ e êmbolo maior com área $A_2 = 100\,\text{m}^2$. Uma força $F_1 = 1{,}1\,\text{N}$ é aplicada sobre o êmbolo menor. Adote $g = 10\,\text{m/s}^2$. Responda:
a)Qual é a força $F_2$ exercida pelo fluido sobre o êmbolo maior?
Resposta$F_2 = 1{,}1\times10^5\,\text{N}$.
b)Qual é a massa máxima $M$ que a prensa consegue levantar com o êmbolo maior?
c)A base do êmbolo maior suporta a pressão gerada? Justifique considerando que a base tem resistência máxima de $1\,\text{ton/m}^2$ (aproximadamente $10^4\,\text{N/m}^2$).
RespostaSim, desde que a área da base do êmbolo seja suficientemente grande para distribuir a força — a pressão $P = F_2/A_2 = 1100\,\text{N/m}^2$, que é menor que $10^4\,\text{N/m}^2$, portanto a base suporta.
Resolução
Pelo Princípio de Pascal, a pressão transmitida pelo fluido é uniforme: $\dfrac{F_1}{A_1} = \dfrac{F_2}{A_2}$.
b) $Mg = F_2 \;\Rightarrow\; M = \dfrac{F_2}{g} = \dfrac{1{,}1\times10^5}{10} = 1{,}1\times10^4\,\text{kg}$.
c) Pressão sobre a base: $P = \dfrac{F_2}{A_2} = \dfrac{1{,}1\times10^5}{100} = 1100\,\text{N/m}^2$. Como $1100 \lt 10^4\,\text{N/m}^2$ (limite da base), a base suporta a pressão gerada.
