Prof. Ricardo BastosMétodo TEF-MED
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PISM 2026 Módulo 2

Universidade Federal de Juiz de Fora — 2º Dia

PISM 2026 · Módulo 2, 2º dia — questões de Física Q11 a Q15 (objetivas) e Q01 a Q02 (discursivas) — resolução comentada Método TEF.

Q11
Densidade — Propriedade Intensiva da Matéria

A densidade ou massa específica de um corpo é definida como a razão entre a sua massa e seu volume, e depende da substância da qual este corpo é composto. Considere que foram colocados num copo 250 mL de leite retirados de uma garrafa que continha 1 L.

A densidade do leite do copo é

A)igual à densidade do leite da garrafa, já que a densidade de uma substância permanece constante para uma dada temperatura.
B)quatro vezes menor que a densidade do leite da garrafa, uma vez que a massa de leite do copo é quatro vezes menor.
C)quatro vezes menor que a densidade do leite da garrafa, uma vez que o volume de leite do copo é quatro vezes menor.
D)quatro vezes maior que a densidade do leite da garrafa, uma vez que a massa de leite do copo é quatro vezes menor.
E)quatro vezes maior que a densidade do leite da garrafa, uma vez que o volume de leite do copo é quatro vezes menor.

Gabarito

A
Resolução

Densidade ($\rho=m/V$) é uma propriedade intensiva: não depende da quantidade de matéria, só da substância e da temperatura. Ao retirar 250 mL da garrafa, tanto a massa quanto o volume no copo diminuem na mesma proporção (1/4), então a razão $m/V$ permanece exatamente a mesma. As demais alternativas erram por tratar densidade como proporcional só à massa ou só ao volume isoladamente.

Alternativa correta: A.

Q12
Ondulatória — Difração do Som

O som é uma onda mecânica longitudinal e está associado a vários fenômenos.

Um desses fenômenos é a difração, que pode ser exemplificada, por exemplo, como

A)a possibilidade de um som aumentar sua frequência quando encontra um orifício bem menor que seu comprimento de onda.
B)o fato de um som poder ser amplificado quando são utilizados equipamentos especificamente para esse fim.
C)o retorno de um som emitido por uma fonte quando encontra um obstáculo, conhecido como o eco.
D)o som produzido de um lado de um edifício poder contornar a esquina e ser ouvido do outro lado.
E)o som se propagar para cima, para baixo, e para os lados, quando é produzido por uma fonte no alto de um poste num local aberto.

Gabarito

D
Resolução

Difração é a capacidade de uma onda contornar obstáculos e bordas, mais perceptível quando o obstáculo/abertura é comparável ao comprimento de onda. O som, com comprimentos de onda relativamente grandes, difrata com facilidade ao redor de esquinas e edifícios — exatamente o caso de (D).

(A) difração não altera a frequência. (B) descreve amplificação eletrônica, não um fenômeno ondulatório. (C) descreve reflexão (eco). (E) apenas descreve propagação tridimensional a partir de uma fonte, sem envolver contorno de obstáculos.

Alternativa correta: D.

Q13
Óptica — Espelhos Esféricos Côncavos, Imagem Virtual Ampliada

Sabemos que os espelhos permitem a formação de imagens nítidas daquilo que nos interessa observar com mais detalhes, como por exemplo, uma espinha ou uma pontinha de pelo no rosto.

Para que possamos obter uma imagem ampliada e direta de algum aspecto do rosto, devemos utilizar um espelho

A)côncavo com o rosto colocado entre o foco e o vértice do espelho.
B)côncavo com o rosto colocado entre o foco e o centro de curvatura do espelho.
C)convexo com o rosto colocado entre o foco e o vértice do espelho.
D)convexo com o rosto colocado entre o foco e o centro de curvatura do espelho.
E)plano colocado bem próximo do rosto.

Gabarito

A
Resolução

Espelhos convexos só formam imagens virtuais, direitas e reduzidas, para qualquer posição do objeto — nunca ampliadas — eliminando (C) e (D). Um espelho plano (E) forma imagem virtual, direita, mas sempre do mesmo tamanho.

No espelho côncavo, com o objeto entre o foco e o vértice (distância objeto menor que a focal), a imagem é virtual, direita e ampliada — o efeito desejado. Se o objeto estivesse entre o foco e o centro de curvatura (B), a imagem seria real, invertida e ampliada — não "direta".

Alternativa correta: A.

Q14
Calorimetria — Mistura de Água em Diferentes Temperaturas

Sabe-se que o ponto de ebulição da água é igual a 100 °C ao nível do mar, mas diminui com a altitude. Por exemplo, em La Paz, capital da Bolívia, a água ferve a 90 °C. Estando a temperatura de La Paz em 18 °C, uma mãe deseja dar banho em seu filho pequeno numa banheira que contém 50 litros de água em equilíbrio térmico com o ambiente.

Qual o volume de água fervente que ela deve jogar na banheira para que a água atinja 26 °C? Considere trocas de calor apenas entre as águas quente e fria.

A)1,92 litros
B)2,77 litros
C)3,46 litros
D)5,00 litros
E)6,25 litros

Gabarito

E
Resolução

Pelo princípio das trocas de calor (calor cedido = calor absorvido), com massas proporcionais aos volumes: $50\times(26-18)=V\times(90-26)$. $50\times8=64V \Rightarrow V=\dfrac{400}{64}=6{,}25$ litros.

Alternativa correta: E.

Q15
Termometria — Escalas Termométricas Lineares

Um termoscópio é um dispositivo que pode acusar alguma variação de temperatura, que pode ser, por exemplo, um tubo capilar de vidro contendo mercúrio, e que tem uma ponta metálica. Considere um termoscópio que tem registrado no tubo capilar apenas o número 15 para o ponto do gelo e o número 55 para o ponto do vapor da água, no nível do mar.

Num ambiente em que o mercúrio do dispositivo se encontra na altura do que seria o número 35 dessa escala, a temperatura em graus Celsius estará em torno de

A)50,0 °C.
B)42,5 °C.
C)35,0 °C.
D)32,5 °C.
E)20,0 °C.

Gabarito

A
Resolução

A escala é linear, com o ponto do gelo (0 °C) em 15 e o ponto do vapor (100 °C) em 55: $\dfrac{X-15}{55-15}=\dfrac{T}{100}$. Substituindo $X=35$: $\dfrac{20}{40}=\dfrac{T}{100} \Rightarrow T=50{,}0\,{}^\circ\text{C}$.

Alternativa correta: A.

Q01
Empuxo e Princípio de Arquimedes
Questão discursiva

Num lago, várias caixas estão sobre uma boia em forma de paralelepípedo, encapada com material impermeável, tendo comprimento de 3 m, largura de 2 m e altura de 1 m. A boia flutua estando o nível da água coincidindo com sua base superior, ou seja, a água está quase entrando dentro da boia. A densidade da água do lago é igual a 1 kg/L.

Responda:

a)Calcule a massa do sistema caixas + boia.

Resposta6000 kg.

b)Qual a massa total das caixas sobre a boia, sabendo que esta se eleva 10 cm em relação ao nível da água após todas as caixas terem sido atiradas na água?

Resposta600 kg.
Resolução

Pelo princípio de Arquimedes, em equilíbrio, o peso do sistema é igual ao empuxo (peso do volume de água deslocado).

a) Com o nível da água coincidindo com a base superior, todo o volume está submerso: $V=3\times2\times1=6\,\text{m}^3=6000\,\text{L}$. Massa do sistema: $m=1\times6000=6000\,\text{kg}$.

b) Sem as caixas, a boia sobe 10 cm — altura submersa passa a $0{,}9$ m: $V'=3\times2\times0{,}9=5{,}4\,\text{m}^3=5400\,\text{L}$, $m_{boia}=5400\,\text{kg}$. Massa das caixas: $m_{caixas}=6000-5400=600\,\text{kg}$.

Q02
Óptica — Reflexão Total Interna e Ângulo Crítico
Questão discursiva

Sofia queria que, no seu aniversário de 15 anos, houvesse um enfeite diferente e misterioso. Seu pai então passou essa incumbência para o organizador da festa que cumpriu a tarefa utilizando a piscina da casa. O organizador colocou uma lâmpada acesa, alimentada por uma bateria presa na lâmpada, pendurada na ponta de um fio de comprimento 1,5 m. O fio estava amarrado no centro de uma boia bem fina, de forma circular, instalada na superfície da água. Desta forma, a lâmpada fica submersa, abaixo da boia. O efeito interessante é que as pessoas do lado de fora da piscina podiam perceber uma luminosidade na água, mas ninguém conseguia ver a fonte de luz.

Responda:

a)Calcule o valor mínimo do raio da boia para que tal fenômeno pudesse acontecer, considerando o índice de refração da água da piscina igual a 1,25.

Resposta$r_{min}=2{,}0\,\text{m}$.

b)Nessa situação limite, com a boia tendo o raio mínimo, elabore uma figura com um raio de luz saindo da lâmpada e sendo refratado ao chegar à superfície da água, de forma que não seja possível ver a lâmpada.

RespostaRaio saindo da lâmpada até a borda do círculo de raio 2,0 m, formando o ângulo crítico $\theta_c$ com a normal, e saindo rasante à superfície (refração a 90°).
Resolução

Um observador fora d'água só vê a lâmpada através de raios que saem refratados da água para o ar. Existe um ângulo crítico $\theta_c$ além do qual só há reflexão total interna — só é possível "ver através da superfície" dentro de um círculo de raio igual à distância horizontal máxima que um raio pode percorrer e ainda atingir a superfície com ângulo $\le\theta_c$.

a) $\sin\theta_c=\dfrac{n_{ar}}{n_{água}}=\dfrac{1}{1{,}25}=0{,}8$. $\cos\theta_c=\sqrt{1-0{,}64}=0{,}6$. $\tan\theta_c=\dfrac{0{,}8}{0{,}6}=\dfrac43$. Raio mínimo: $r_{min}=h\tan\theta_c=1{,}5\times\dfrac43=2{,}0\,\text{m}$. Cobrindo esse círculo com a boia opaca, os raios que poderiam revelar a fonte ficam bloqueados; fora dele, reflexão total interna impede a luz de escapar diretamente ali (mas ela se espalha dentro d'água, causando a luminosidade difusa vista de fora).

b) O desenho deve mostrar a lâmpada a 1,5 m de profundidade, um raio até a borda do círculo de raio 2,0 m, formando ângulo $\theta_c$ com a normal (vertical), com o raio refratado saindo rasante à superfície (90° em relação à normal).

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