Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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UFLA PAS 2 2010 — 2ª Etapa — Questões de Física comentadas — Método TEF

PAS UFLA — 2ª Etapa · Grupo X · Triênio 2009–2011 · Aplicada em 05/12/2009 · Física Q11–Q20.

Q11
Cinematica

Quatro corpos 1, 2, 3 e 4 movem-se em uma trajetória retilínea e o diagrama velocidade versus tempo de cada um deles é mostrado abaixo. Considerando que todos os corpos partiram do mesmo ponto, é CORRETO afirmar que o corpo que está mais próximo do ponto de partida no instante t = 10 s é o representado na alternativa:

Quatro gráficos de velocidade: zero a cinco; cinco a zero; cinco a menos dois; e velocidade constante de menos dois.
A)
corpo 1
B)
corpo 4
C)
corpo 2
D)
corpo 3

Gabarito oficial

D
Resolução comentada

A posição relativa ao ponto de partida é dada pela área algébrica sob cada gráfico. Para os corpos 1 e 2:

$$\Delta s_1=\Delta s_2=\frac{10\cdot5}{2}=25\ \text{m}$$

Para o corpo 3, cuja velocidade varia de 5 a −2 m/s:

$$\Delta s_3=\frac{5+(-2)}2\cdot10=15\ \text{m}$$

Para o corpo 4:

$$\Delta s_4=(-2)\cdot10=-20\ \text{m}$$

As distâncias ao ponto inicial são 25, 25, 15 e 20 m. O corpo 3 é o mais próximo.

Q12
Cinematica

Um corpo é abandonado a partir do repouso e cai percorrendo uma distância H em um tempo t. Para um tempo de queda de 2t, é CORRETO afirmar que a distância percorrida é:

A)
4 H
B)
2 H
C)
H/2
D)
8 H

Gabarito oficial

A
Resolução comentada

Para queda a partir do repouso:

$$H=\frac{gt^2}{2}$$

Se o tempo dobra:

$$H'=\frac{g(2t)^2}{2}=4H$$

Q13
Dinamica

Um corpo se desloca sobre uma superfície horizontal sob ação de uma força resultante. Subitamente, a força resultante que atua sobre esse corpo se reduz a zero. Como consequência, é CORRETO afirmar que o corpo

A)
subitamente para.
B)
para após um intervalo de tempo.
C)
continua se movimentando com velocidade constante.
D)
muda de sentido.

Gabarito oficial

C
Resolução comentada

Força resultante nula implica aceleração nula. Como o corpo já estava em movimento, mantém sua velocidade constante, em módulo, direção e sentido. Não é necessária uma força resultante para conservar o movimento retilíneo uniforme.

Q14
Optica geometrica

O índice de refração absoluto da luz em um meio é a relação entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz nesse meio. Dessa forma, é CORRETO afirmar que

A)
dependendo do tipo de meio, o índice de refração absoluto pode ser menor que 1.
B)
os meios mais refringentes possuem índices de refração absolutos maiores que os meios menos refringentes.
C)
o índice de refração absoluto de um meio diferente do vácuo é constante e independente da cor da luz.
D)
no vácuo, com a ausência de um meio material, o índice de refração absoluto é zero.

Gabarito oficial

B
Resolução comentada

O índice absoluto é:

$$n=\frac cv$$

Um meio mais refringente tem índice maior e menor velocidade de propagação. No vácuo, o índice é um. A comparação é feita no modelo de óptica geométrica usual da questão; em materiais, o índice pode depender da frequência da luz.

Q15
Dilatacao termica

Uma barra metálica de um material experimental, à temperatura $T_A$, tem comprimento $L_A$. Quando essa barra é aquecida à temperatura $T_B$, sendo $T_B$ > $T_A$, tem comprimento $L_B$ = 1,331 $L_A$. Sabe-se que a cada aumento de temperatura de 20 K, a barra aumenta seu comprimento em 10%. Então, é CORRETO afirmar que a diferença de temperatura $T_B$ – $T_A$ é

A)
55 K
B)
50 K
C)
65 K
D)
60 K

Gabarito oficial

D
Resolução comentada

Cada incremento de 20 K multiplica o comprimento por 1,1. Após três incrementos:

$$\frac{L_B}{L_A}=1{,}1^3=1{,}331$$

Portanto:

$$T_B-T_A=3\cdot20=60\ \text{K}$$

A conta segue o crescimento percentual sucessivo especificado para o material experimental, e não a aproximação linear com coeficiente constante.

Q16
Mudancas de fase

Considere a superfície de um líquido aquecido no qual as moléculas escapem dessa superfície formando sobre ela uma camada de vapor. Parte das moléculas desse vapor, devido ao seu movimento desordenado, chocam-se com a superfície e retornam ao líquido. Com relação aos processos térmicos envolvidos na situação descrita acima, é CORRETO afirmar que

A)
o aumento da pressão de vapor sobre a superfície do líquido acarreta um aumento na evaporação e uma diminuição na condensação.
B)
os processos de evaporação e condensação de vapor não ocorrem simultaneamente.
C)
próximo à superfície da substância líquida, tanto a vaporização quanto a condensação ocorrem mediante trocas de energia entre a substância e o meio no qual a substância se encontra.
D)
o aumento da pressão de vapor sobre a superfície do líquido acarreta um aumento tanto na evaporação quanto na condensação.

Gabarito oficial

C
Resolução comentada

Moléculas podem sair do líquido por evaporação, enquanto outras retornam por condensação. A evaporação absorve energia e a condensação libera energia. Os processos podem ocorrer simultaneamente; no equilíbrio dinâmico, suas taxas se igualam, sem que as trocas microscópicas deixem de acontecer.

Q17
Termodinamica

O diagrama PV mostrado abaixo ilustra dois processos termodinâmicos: 1 ABC e 2 ADC, em que um gás ideal é levado de um estado A para outro C. Considerando $V_2$ = 2$V_1$ e $P_2$ = 4$P_1$, é CORRETO afirmar:

Caminhos ABC e ADC no retângulo de pressão e volume, com A no canto inferior esquerdo.
A)
O trabalho ao longo de ADC é maior que ao longo de ABC.
B)
A energia interna do gás é maior no estado B.
C)
O trabalho ao longo de ABC é $4P_1V_1$.
D)
A razão $T_A/T_B$ é $1/8$.

Gabarito oficial

C
Resolução comentada

No caminho ABC, AB é vertical e não realiza trabalho. A expansão BC ocorre à pressão P₂:

$$W_{ABC}=P_2(V_2-V_1)$$

Com P₂ = 4P₁ e V₂ = 2V₁:

$$W_{ABC}=4P_1(2V_1-V_1)=4P_1V_1$$

A temperatura, e portanto a energia interna do gás ideal, é maior em C do que em B, pois pV é maior em C.

Q18
Termodinamica

O ciclo de Carnot é constituído de duas transformações isotérmicas a temperaturas $T_1$ e $T_2$ e duas transformações adiabáticas. Considere o diagrama P x V abaixo e o sentido do ciclo ABCDA. É CORRETO afirmar:

Ciclo de Carnot com isotermas AB e CD e adiabáticas BC e DA.
A)
As variações da energia interna ∆U nos processos BC e DA são nulas.
B)
As variações da energia interna ∆U nos processos AB e CD são nulas.
C)
A temperatura associada ao processo isotérmico AB é menor do que a temperatura associada ao processo isotérmico CD.
D)
Ao final do ciclo ABCDA, o trabalho realizado é igual à variação da energia interna ∆U de ciclo.

Gabarito oficial

B
Resolução comentada

Para um gás ideal, a energia interna depende da temperatura. Os trechos AB e CD são isotérmicos:

$$\Delta T_{AB}=\Delta T_{CD}=0$$

$$\Delta U_{AB}=\Delta U_{CD}=0$$

Os trechos adiabáticos têm temperatura variável. Ao final de um ciclo completo, a energia interna retorna ao valor inicial, mas o trabalho líquido pode ser diferente de zero.

Q19
Ondas

O som se propaga no ar com velocidade de 340 m/s, e na água, com velocidade de 1500 m/s. Se um som de frequência 256 Hz é emitido sob a água, ao passar para o ar,

A)
sua frequência permanece a mesma e o seu comprimento de onda será menor.
B)
sua frequência será maior e o seu comprimento de onda permanecerá o mesmo.
C)
sua frequência será menor e o seu comprimento de onda será maior.
D)
sua frequência e seu comprimento de onda não se alteram.

Gabarito oficial

A
Resolução comentada

A frequência é determinada pela fonte e se conserva na mudança de meio. Como:

$$\lambda=\frac vf$$

A menor velocidade no ar implica menor comprimento de onda:

$$\frac{\lambda_{ar}}{\lambda_{água}}=\frac{340}{1500}<1$$

A frequência permanece igual a 256 Hz.

Q20
Ondas

Uma onda transversal de frequência 1 Hz se desloca em uma corda, conforme diagrama abaixo. É CORRETO afirmar que sua velocidade de deslocamento é:

Onda com cristas em x igual a um e cinco metros, amplitude de meio metro.
A)
4 m/s
B)
0,5 m/s
C)
5 m/s
D)
$\pi$ m/s

Gabarito oficial

A
Resolução comentada

As cristas estão nas posições x = 1 m e x = 5 m:

$$\lambda=5-1=4\ \text{m}$$

Com frequência de um hertz:

$$v=\lambda f=4\cdot1=4\ \text{m/s}$$

A amplitude de 0,5 m não entra nessa expressão.

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