UFLA 2008.2 — Questões de Física Q43–Q50, Gabarito Oficial e Resoluções

Q43

Mecânica — Cinemática — Velocidade média

O gráfico abaixo foi elaborado considerando o movimento de um veículo ao longo de uma rodovia. Nos primeiros 15 minutos, o veículo desenvolveu velocidade constante de 80 km/h. Nos 15 minutos seguintes, 60 km/h e, na meia hora final, velocidade constante de 100 km/h. Pode‐se afirmar que a velocidade média do veículo durante essa 1 hora de movimento foi de:

Figura original da questão 43 da UFLA 2008.2

a)$80\ \text{km/h}$

b)$85\ \text{km/h}$

c)$70\ \text{km/h}$

d)$90\ \text{km/h}$

Gabarito oficial da UFLA — arquivo fornecido

Alternativa: B

GABARITO COMENTADO MÉTODO TEF

Ideia central: A velocidade média é o deslocamento total dividido pelo intervalo total, e não a média aritmética simples de três velocidades com tempos diferentes.

Passo 1 — Distância nos intervalos. 15 min, 15 min e 30 min correspondem a 0,25 h, 0,25 h e 0,50 h.

$\Delta s=80(0{,}25)+60(0{,}25)+100(0{,}5)$

$\Delta s=20+15+50=85\ \text{km}$

Passo 2 — Velocidade média.

$v_m=\dfrac{85\ \text{km}}{1\ \text{h}}=85\ \text{km/h}$

Resposta: alternativa B.

Q44

Mecânica — Trabalho e energia — Forças conservativas

O termo trabalho tem, popularmente, uma aplicação muito ampla como realização de serviço. Na Física, o conceito de trabalho é preciso. Analise as quatro afirmativas abaixo e, a seguir, marque a alternativa CORRETA. I. O trabalho é numericamente igual à área sob uma curva num diagrama força versus tempo. II. Apenas a força resultante atuante sobre um corpo pode realizar trabalho. III. Se apenas as forças conservativas atuarem sobre uma partícula, sua energia cinética não é alterada. IV. O trabalho realizado por uma força conservativa é igual à diminuição na energia potencial associada àquela força.

a)Apenas a afirmativa IV está correta.

b)Apenas as afirmativas I e III estão corretas.

c)Apenas as afirmativas III e IV estão corretas.

d)Apenas as afirmativas I e II estão corretas.

Gabarito oficial da UFLA — arquivo fornecido

Alternativa: A

GABARITO COMENTADO MÉTODO TEF

Ideia central: Trabalho é transferência de energia por uma força ao longo do deslocamento; a área de um diagrama força × tempo representa impulso, não trabalho.

Passo 1 — Analisar I e II. I é falsa: área de $F imes t$ fornece impulso. II é falsa: cada força individualmente pode realizar trabalho.

Passo 2 — Analisar III. III é falsa: uma força conservativa pode transformar energia potencial em cinética.

Passo 3 — Analisar IV. IV é verdadeira; trabalho conservativo é o oposto da variação de energia potencial.

$W_{\rm cons}=-\Delta U$

Resposta: alternativa A.

Q45

Mecânica — Oscilações — Sistema massa-mola

Um sistema massa-mola é composto por uma massa $m$ presa a uma mola de constante elástica $k$, que oscila horizontalmente sem atrito (figura abaixo), com freqüência angular $\omega_0=\sqrt{\dfrac{k}{m}}$. Acrescentando-se ao sistema mais uma massa $\dfrac{m}{2}$, pode-se afirmar que a nova freqüência angular do sistema será de:

Figura original da questão 45 da UFLA 2008.2

a)$\sqrt{\dfrac32}\,\omega_0$

b)$\sqrt{\dfrac23}\,\omega_0$

c)$2\omega_0$

d)$\dfrac12\omega_0$

Gabarito oficial da UFLA — arquivo fornecido

Alternativa: B

GABARITO COMENTADO MÉTODO TEF

Ideia central: A frequência angular diminui quando a massa oscilante aumenta.

Passo 1 — Massa total. O enunciado acrescenta $m/2$ ao sistema.

$m^\prime=m+\dfrac m2=\dfrac{3m}{2}$

Passo 2 — Nova frequência angular.

$\omega=\sqrt{\dfrac{k}{m^\prime}}=\sqrt{\dfrac{2k}{3m}}$

$\omega=\sqrt{\dfrac23}\,\omega_0$

Resposta: alternativa B.

Q46

Termologia — Calorimetria — Calor sensível

Duas amostras, uma de alumínio e outra de cobre, de mesma massa e temperatura inicial $\theta_0$ = 20°C, são colocadas no interior de um calorímetro com água a 40°C. Após certo tempo, o sistema atinge o equilíbrio térmico. Considerando que o calor específico do alumínio é maior que o calor específico do cobre, pode‐se afirmar que

a)a amostra de alumínio está a uma temperatura menor que a temperatura da amostra de cobre.

b)a amostra de alumínio absorveu mais energia que a amostra de cobre.

c)ambas as amostras absorveram a mesma quantidade de energia.

d)a amostra de alumínio absorveu menos energia que a amostra de cobre.

Gabarito oficial da UFLA — arquivo fornecido

Alternativa: B

GABARITO COMENTADO MÉTODO TEF

Ideia central: As amostras atingem a mesma temperatura final, mas o alumínio, de maior calor específico, absorve mais calor quando as massas são iguais.

Passo 1 — Temperatura final. As duas amostras chegam ao mesmo equilíbrio térmico.

Passo 2 — Comparar os calores. Com $m$ e $\Delta T$ iguais, $Q$ é proporcional ao calor específico.

$Q=mc\Delta T$

$c_{\rm Al}>c_{\rm Cu}\implies Q_{\rm Al}>Q_{\rm Cu}$

Resposta: alternativa B.

Q47

Termologia — Gases ideais — Energia interna

Dois recipientes I e II possuem mesmo volume. O recipiente I contém 2 mols de um gás diatômico ideal, à temperatura T, enquanto o recipiente II contém 1 mol do mesmo gás, também à temperatura T. Pode‐se afirmar que

a)a energia cinética média das moléculas do gás do recipiente I é menor do que a energia cinética média das moléculas do gás do recipiente II.

b)a pressão exercida pelo gás do recipiente I é menor do que a pressão exercida pelo gás do recipiente II.

c)a energia interna do gás do recipiente I é maior do que a energia interna do gás do recipiente II.

d)a energia interna do gás de ambos os recipientes é a mesma.

Gabarito oficial da UFLA — arquivo fornecido

Alternativa: C

GABARITO COMENTADO MÉTODO TEF

Ideia central: A energia interna de um mesmo gás ideal, à mesma temperatura, é proporcional ao número de mols.

Passo 1 — Energia interna. Para gás diatômico em temperatura usual, $U=nC_VT$.

$U=nC_VT$

Passo 2 — Comparar recipientes. No primeiro há o dobro de mols.

$U_I=2U_{II}$

Resposta: alternativa C.

Q48

Ondulatória — Ondas eletromagnéticas e mecânicas — Propagação

A computação gráfica tem possibilitado ao cinema usos e abusos de efeitos especiais, até sem observar e respeitar as leis da Física. Nos filmes de ficção científica, principalmente em ações interplanetárias, ocorrem explosões estonteantes, estrondos ensurdecedores, aliados a efeitos luminosos empolgantes. Com relação aos efeitos especiais mostrados nos “filmes de ação” no espaço intergaláctico, pode‐se afirmar que

a)somente os efeitos sonoros não respeitam as leis da Física.

b)somente os efeitos luminosos não respeitam as leis da Física.

c)ambos os efeitos, luminosos e sonoros, não respeitam as leis da Física.

d)ambos os efeitos, luminosos e sonoros, respeitam as leis da Física.

Gabarito oficial da UFLA — arquivo fornecido

Alternativa: A

GABARITO COMENTADO MÉTODO TEF

Ideia central: A luz atravessa o vácuo, mas o som precisa de um meio material para se propagar.

Passo 1 — Som no espaço interplanetário. Não há meio adequado para propagar ondas sonoras no vácuo.

Passo 2 — Efeitos luminosos. Ondas eletromagnéticas podem se propagar no vácuo; o brilho de explosões é fisicamente possível.

Resposta: alternativa A.

Q49

Eletricidade — Eletrostática — Campo e força

Uma carga elétrica $Q>0$ gera um campo elétrico $\vec{E}$. Num ponto P, imerso nesse campo, coloca-se uma carga puntiforme $q$, a uma distância $r$ de $Q$, que fica sujeita a uma força elétrica $\vec{F}$. Considerando esse enunciado, as alternativas abaixo estão corretas, EXCETO:

Figura original da questão 49 da UFLA 2008.2

a)Se $q>0$, os vetores $\vec{E}$ e $\vec{F}$ possuem o mesmo sentido.

b)Se $q<0$, os vetores $\vec{E}$ e $\vec{F}$ possuem sentidos contrários.

c)Se $q>0$ ou $q<0$, o campo elétrico $\vec{E}$ em P independe de $q$.

d)Se $q<0$, os vetores $\vec{E}$ e $\vec{F}$ no ponto P se anulam.

Gabarito oficial da UFLA — arquivo fornecido

Alternativa: D

GABARITO COMENTADO MÉTODO TEF

Ideia central: O campo elétrico é propriedade da carga fonte; a força sobre a carga de prova depende do seu sinal.

Passo 1 — Campo criado por Q. Se $Q>0$, o campo aponta radialmente para fora.

$\vec E=\dfrac{kQ}{r^2}\widehat r$

Passo 2 — Força em q. Carga negativa sofre força oposta a $\vec E$, não ocorre anulação.

$\vec F=q\vec E$

Resposta: alternativa D.

Q50

Magnetismo — Campo magnético — Torque sobre dipolo

Um ímã permanente de peso desprezível possui um eixo central O, de forma a propiciar sua rotação livremente. O conjunto é colocado em um campo magnético uniforme $\vec{B}$. A figura que representa a posição final do imã é:

Gabarito oficial da UFLA — arquivo fornecido

Alternativa: A

GABARITO COMENTADO MÉTODO TEF

Ideia central: Um ímã livre gira até seu momento de dipolo magnético alinhar-se ao campo externo.

Passo 1 — Energia potencial. A orientação estável minimiza a energia potencial.

$U=-\vec\mu\cdot\vec B$

Passo 2 — Comparar esquemas. O polo norte do ímã aponta no sentido de $\vec B$.

Resposta: alternativa A.

Auditoria TEF: Como as alternativas são figuras, o recorte original é essencial para identificar a opção A.

Dados da prova

UFLA 2008.2 — Física, questão 43: Velocidade média

UFLA 2008.2 — Física, questão 44: Forças conservativas

UFLA 2008.2 — Física, questão 45: Sistema massa-mola

UFLA 2008.2 — Física, questão 46: Calor sensível

UFLA 2008.2 — Física, questão 47: Energia interna

UFLA 2008.2 — Física, questão 48: Propagação

UFLA 2008.2 — Física, questão 49: Campo e força

UFLA 2008.2 — Física, questão 50: Torque sobre dipolo