Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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UFLA PAS 1 2014 — 1ª Etapa — Questões de Física comentadas — Método TEF

PAS UFLA — 1ª Etapa · Grupo XV · Triênio 2014–2016 · Aplicada em 30/11/2013 · Física Q11–Q20.

Q11
Estatica

Considere uma prateleira em repouso, de massa m = 2 kg, dependurada horizontalmente na parede por meio de um cabo de massa desprezível. O cabo tem uma extremidade fixa na parede e a outra no meio da prateleira. Considere g = 10 m/s², cos 60° = 1/2 e sen 60° = √3/2. Qual é a tensão do cabo?

Prateleira horizontal e cabo a sessenta graus da parede.
A)
2 N
B)
4 N
C)
20 N
D)
40 N

Gabarito oficial

D
Resolução comentada

Tomando a fixação na parede como eixo, peso e componente vertical da tração atuam no meio da prateleira. Seus braços são iguais:

$$T\cos60^\circ=mg$$

$$T\cdot\frac12=2\cdot10$$

$$T=40\ \text{N}$$

A reação na parede não produz torque em torno desse eixo.

Q12
Leis de newton

Ao acelerar um carro, que está inicialmente com velocidade constante, é comum observar que a cabeça dos ocupantes do carro sofre um recuo. A explicação para tal fenômeno é dada

A)
pelas Leis de Newton
B)
pelo Princípio de Pascal
C)
pelo Teorema do Impulso
D)
pelo Princípio de Arquimedes

Gabarito oficial

A
Resolução comentada

Quando o carro acelera, o banco empurra o tronco para a frente. A cabeça tende a manter sua velocidade anterior por inércia e, em relação ao carro, parece recuar. O fenômeno é explicado pelas leis de Newton, em especial pela primeira lei.

Q13
Grandezas e unidades

Três estudantes apresentaram o trabalho realizado por uma força nas unidades:

  1. N·m²
  2. kg·m²/s²
  3. W·s

Do ponto de vista dimensional, quais resultados estão corretos?

A)
I e II
B)
I e III
C)
II e III
D)
Somente I

Gabarito oficial

C
Resolução comentada

A unidade de trabalho é:

$$1\ \text{J}=1\ \text{N}\cdot\text{m}=1\ \frac{\text{kg}\cdot\text{m}^2}{\text{s}^2}$$

Logo, a expressão II está correta. Como watt é joule por segundo:

$$1\ \text{W}\cdot\text{s}=1\ \text{J}$$

A expressão III também está correta. A expressão I tem um fator de comprimento a mais e não representa trabalho.

Q14
Quantidade de movimento

A condição necessária para a conservação do momento linear de um sistema é que

A)
a energia seja conservada
B)
a força resultante externa seja zero
C)
uma das partículas esteja em repouso
D)
as forças internas sejam iguais as forças externas

Gabarito oficial

B
Resolução comentada

O momento total permanece constante quando o impulso externo resultante é nulo. Para que a conservação ocorra continuamente, a força externa resultante deve ser zero. As forças internas se cancelam na soma do momento do sistema; não é necessário que alguma partícula esteja parada.

Q15
Estatica

Duas crianças estão sobre uma gangorra de massa desprezível. A criança da direita (II) é duas vezes mais pesada do que a criança da esquerda (I). A figura abaixo que representa uma situação de equilíbrio é:

A)
Criança I a um intervalo e criança II a dois intervalos do apoio.
B)
Criança I a três intervalos e criança II a um intervalo do apoio.
C)
Criança I a dois intervalos e criança II a um intervalo do apoio.
D)
Criança I a um intervalo e criança II a três intervalos do apoio.

Gabarito oficial

C
Resolução comentada

Se o peso da criança II é o dobro do peso da criança I:

$$P_I d_I=P_{II}d_{II}$$

$$P_I d_I=2P_I d_{II}$$

$$d_I=2d_{II}$$

No desenho correto, I está a dois intervalos do apoio e II a um intervalo.

Q16
Cinematica

Uma pedra foi lançada verticalmente para cima. No momento em que ela está subindo, a

A)
velocidade diminui e a aceleração diminui
B)
velocidade diminui e a aceleração aumenta
C)
velocidade é constante e a aceleração diminui
D)
velocidade diminui e a aceleração é constante

Gabarito oficial

D
Resolução comentada

Durante a subida, a velocidade aponta para cima e seu módulo diminui. A aceleração permanece constante e dirigida para baixo, com módulo g, desprezando-se a resistência do ar. Não há redução da gravidade durante esse movimento.

Q17
Energia mecanica

Galileu Galilei afirmou que, desprezando-se a resistência do ar, dois corpos de massas diferentes atingem simultaneamente o solo, se abandonados de uma mesma altura, ao mesmo instante e com velocidades iniciais iguais a zero. Esse experimento foi confirmado também no satélite da Terra, em 2 de agosto de 1971, quando o astronauta David Scott, comandante da missão Apollo 15, realizou na Lua (onde a atmosfera é praticamente inexistente) uma pequena experiência com um martelo geológico (de massa 1,32 kg) e uma pena de falcão (de massa 0,03 kg). Do experimento realizado, conclui-se que os dois corpos chegaram ao solo

A)
com a mesma velocidade e mesma energia cinética.
B)
com a mesma velocidade e com energia cinética diferente.
C)
com a mesma energia cinética e com velocidade diferente.
D)
com velocidade diferente e com energia cinética diferente.

Gabarito oficial

B
Resolução comentada

Sem resistência do ar e para a mesma altura de queda:

$$v^2=2gh$$

Os corpos chegam com a mesma velocidade. Porém:

$$E_c=\frac12 mv^2=mgh$$

Como as massas são diferentes, as energias cinéticas também são diferentes.

Q18
Estatica

Um lustre formado por três esferas de vidro é dependurado no teto, como mostrado na figura. As massas das esferas são 300 g, 200 g e 100 g, respectivamente. Determine a tensão em cada uma das cordas, de massa desprezível.

Três esferas em sequência vertical, com cordas T1, T2 e T3.
A)
$T_1=6$ N, $T_2=3$ N e $T_3=1$ N
B)
$T_1=1$ N, $T_2=6$ N e $T_3=3$ N
C)
$T_1=3$ N, $T_2=1$ N e $T_3=6$ N
D)
$T_1=1$ N, $T_2=3$ N e $T_3=6$ N

Gabarito oficial

A
Resolução comentada

Adotando g = 10 m/s², cada corda sustenta o peso total abaixo dela:

$$T_3=0{,}1\cdot10=1\ \text{N}$$

$$T_2=(0{,}2+0{,}1)\cdot10=3\ \text{N}$$

$$T_1=(0{,}3+0{,}2+0{,}1)\cdot10=6\ \text{N}$$

O valor de g não é explicitado nesta questão; foi adotado o valor usual empregado na prova.

Q19
Energia mecanica

Duas bolas idênticas são lançadas no mesmo instante e com a mesma velocidade inicial do telhado de um edifício. Uma bola é atirada em um ângulo de 30° acima da horizontal e a outra é lançada horizontalmente. Despreze a resistência do ar. Assinale a alternativa CORRETA.

A)
As bolas atingem o solo no mesmo instante e com velocidades iguais
B)
As bolas atingem o solo no mesmo instante e com velocidades diferentes
C)
As bolas atingem o solo em instantes diferentes e com velocidades iguais
D)
As bolas atingem o solo em instantes diferentes e com velocidades diferentes

Gabarito oficial

C
Resolução comentada

As bolas partem da mesma altura h com o mesmo módulo v₀ de velocidade. Pela conservação de energia:

$$\frac12 mv_f^2=\frac12 mv_0^2+mgh$$

$$v_f^2=v_0^2+2gh$$

Os módulos das velocidades finais são iguais. A bola lançada para cima demora mais para atingir o solo, pois primeiro sobe. O original usa “velocidades iguais” no sentido de módulos iguais; os vetores não são iguais, pois suas componentes horizontais diferem.

Q20
Cinematica

A figura em escala mostra os vetores de deslocamento de uma formiga, que saindo do ponto I, chegou ao ponto F, após 3 min e 20 s. O módulo do vetor velocidade média do movimento da formiga nesse trajeto foi de:

Malha de dez centímetros; deslocamento de I a F: quatro intervalos à direita e três para cima.
A)
0,15 cm/s
B)
0,25 cm/s
C)
0,30 cm/s
D)
0,50 cm/s

Gabarito oficial

B
Resolução comentada

Entre I e F há quatro quadrículas na horizontal e três na vertical, com 10 cm por quadrícula:

$$\Delta x=40\ \text{cm},\qquad\Delta y=30\ \text{cm}$$

$$|\Delta\vec r|=\sqrt{40^2+30^2}=50\ \text{cm}$$

$$\Delta t=3\cdot60+20=200\ \text{s}$$

$$|\vec v_m|=\frac{50}{200}=0{,}25\ \text{cm/s}$$

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