UFLA PAS 1 2017 — 1ª Etapa — Questões de Física comentadas — Método TEF
PAS UFLA — 1ª Etapa · Grupo XVIII · Triênio 2017–2019 · Aplicada em 19/11/2016 · Física Q11–Q20.
Dados da prova
Nesta prova, os dados necessários para a resolução de cada questão são fornecidos no próprio enunciado. Use g = 10 m/s² quando indicado.
Q11
Trabalho e energia
O Sol irradia energia para o espaço sideral. Essa energia tem origem em seu colapso gravitacional, em razão de seu potencial gravitacional. Nesse processo, os íons de hidrogênio (prótons) contidos no seu interior adquirem velocidades muito altas, que os levam a atingir temperaturas de milhões de graus. Com isso, têm início reações exotérmicas de fusão nuclear, nas quais núcleos de hidrogênio são fundidos, gerando núcleos de He (Hélio) e propiciando a produção da radiação solar, que é emitida para o espaço. Parte dessa radiação solar atinge a Terra e é a principal fonte de toda a energia que é utilizada. Nesse contexto, a sequência de formas de energias que culmina com a emissão da radiação solar que atinge a Terra é
A)
Cinética→ Radiação Solar → Térmica → Potencial Gravitacional.
B)
Radiação Solar → Cinética → Térmica → Potencial Gravitacional.
Na sequência descrita, a contração gravitacional transforma energia potencial em energia cinética das partículas. O aquecimento é associado à energia térmica, preparando as condições para a fusão nuclear e a emissão de radiação. A ordem solicitada é potencial gravitacional, cinética, térmica e radiação solar. Essa sequência de formação não significa que a radiação solar atual seja sustentada apenas pela contração: a fusão nuclear fornece a energia que mantém essa emissão.
Q12
Grandezas e unidades
Um Newton (N), unidade de medida de força, equivale a
Uma caixa de papelão é arrastada por uma força de 20 N durante um deslocamento de 200 m, conforme a figura. Desconsidere o atrito e considere cos 30° = √3/2 e sen 30° = 1/2. Qual é o trabalho executado pela força?
A)
$1000\sqrt3$ J
B)
$2000\sqrt3$ J
C)
$3000\sqrt3$ J
D)
$4000\sqrt3$ J
Gabarito oficial
B
Resolução comentada
A caixa se desloca horizontalmente. Use a componente horizontal da força:
$$W=Fd\cos30^\circ$$
$$W=20\cdot200\cdot\frac{\sqrt3}{2}$$
$$W=2000\sqrt3\ \text{J}$$
A componente vertical não realiza trabalho nesse deslocamento.
Q14
Cinematica
Em um Movimento Retilíneo Uniformemente Variado MRUV de um objeto com velocidade inicial nula, a equação CORRETA para calcular a velocidade no tempo t é:
A)
v = a t; em que a é a aceleração aplicada no intervalo de tempo t.
B)
v = a / t; em que a é a aceleração aplicada no intervalo de tempo t.
C)
v = D a / t; em que a é a aceleração aplicada no intervalo de tempo t.
D)
v = D / t; em que D é a distância percorrida no intervalo de tempo t.
Gabarito oficial
A
Resolução comentada
No movimento uniformemente variado:
$$v=v_0+at$$
Como o objeto parte do repouso:
$$v_0=0$$
$$v=at$$
Q15
Cinematica
Na terça-feira, 12 de abril de 2016, o físico Stephen Hawking anunciou que, em parceria com os empresários Mark Zuckerberg, criador do Facebook, e o bilionário russo Yuri Milner, sondas serão enviadas para Alpha Centauri, que é o astro mais brilhante da constelação de Centauro e a terceira estrela mais brilhante do céu visto a olho nu aqui da Terra. A ideia faz parte do projeto Breakthrough Starshot, que desenvolverá nanosondas minúsculas e as enviará para o espaço usando raios de luz, impulsionando-as a 20% da velocidade da luz. O sistema de Alpha Centauri fica a 4,4 anos-luz de distância da Terra. "Se for bem-sucedida, a missão pode chegar a Alpha Centauri cerca de X anos após seu lançamento", afirmou Hawking. Calcule o tempo X que a sonda demorará para chegar à estrela Alpha Centauri Considere a velocidade da luz 3 × 10⁸ m/s.
A)
0,88 anos
B)
2,2 anos
C)
22 anos
D)
88 anos
Gabarito oficial
C
Resolução comentada
Um ano-luz é a distância percorrida pela luz em um ano. Assim:
$$d=4{,}4c\cdot\text{ano}$$
Para uma velocidade constante de 20% da velocidade da luz, no referencial da Terra:
A conta idealizada não inclui períodos de aceleração ou desaceleração.
Q16
Cinematica
Para determinar a profundidade de um poço, uma pessoa abandona do repouso uma pedra no interior do poço, escutando o som da pedra atingindo a água após 2s. Ignore o tempo de propagação do som. A profundidade do poço em um local em que a aceleração da gravidade é g= 10 m/s² será:
A)
10 m
B)
15 m
C)
20 m
D)
25 m
Gabarito oficial
C
Resolução comentada
O tempo de queda é de dois segundos, pois o enunciado manda desprezar a propagação do som:
$$H=\frac{gt^2}{2}$$
$$H=\frac{10\cdot2^2}{2}=20\ \text{m}$$
Q17
Estatica
Um bloco de massa de 20 kg está em repouso, devido ao atrito, em um plano inclinado de 60° em relação à horizontal. Considere g = 10 m/s², cos 60° = 1/2 e sen 60° = √3/2.
Qual é a reação normal exercida pelo plano sobre o bloco?
A)
100 N
B)
$100\sqrt3$ N
C)
200 N
D)
$200\sqrt3$ N
Gabarito oficial
A
Resolução comentada
O atrito atua paralelamente ao plano. Na direção perpendicular, a normal equilibra a componente do peso:
$$N=mg\cos60^\circ$$
$$N=20\cdot10\cdot\frac12=100\ \text{N}$$
Q18
Dinamica
Observe a figura: Sobre a cinemática dos corpos, nas superfícies livres de atrito $S_1$ e $S_2$, de um estado com velocidade inicial a um estado com velocidade final, é CORRETO afirmar:
A)
A velocidade final do corpo em S1 é maior que em S2 e a aceleração do corpo em S1 não é nula.
B)
A velocidade final do corpo em S1 é menor que em S2 e a aceleração do corpo em S1 não é nula.
C)
A velocidade final do corpo em S1 é maior que em S2 e a aceleração do corpo em S1 é nula.
D)
A velocidade final do corpo em S1 é menor que em S2 e a aceleração do corpo em S1 é nula.
Gabarito oficial
D
Resolução comentada
Em S1, horizontal e sem atrito, o peso e a normal se equilibram: a aceleração é nula e a velocidade final permanece igual à inicial. Em S2, a componente do peso ao longo da descida acelera o bloco. Sua velocidade final é maior que a de S1. Logo, em S1 a velocidade final é menor e a aceleração é nula.
Q19
Cinematica
O gráfico que representa o movimento de um objeto lançado para cima até o seu retorno ao ponto de lançamento é Considere: h(t) altura no instante t com origem no ponto de lançamento.
A)
B)
C)
D)
Gabarito oficial
C
Resolução comentada
Tomando o ponto de lançamento como origem e o sentido positivo para cima:
$$h(t)=v_0t-\frac{gt^2}{2}$$
O termo quadrático é negativo. O gráfico é uma parábola de concavidade para baixo, que começa em altura zero, atinge um máximo e retorna a zero.
Q20
Cinematica
Um automóvel e um ônibus percorrem uma estrada a uma velocidade de aproximadamente 100 Km/h e 75 km/h, respectivamente. Os dois veículos são vistos lado a lado em um posto de pedágio. Quarenta minutos depois, o motorista do ônibus vê o automóvel ultrapassá-lo. Ele supõe, então, que o automóvel deve ter realizado uma parada prévia com duração aproximada de:
A)
10 minutos
B)
15 minutos
C)
25 minutos
D)
30 minutos
Gabarito oficial
A
Resolução comentada
Nos quarenta minutos, o ônibus percorre:
$$d=75\cdot\frac{40}{60}=50\ \text{km}$$
O automóvel leva, em movimento, para percorrer essa distância:
