Questões de Física Q43–Q50 — transcrição da prova, gabarito oficial e resolução comentada Método TEF.
Dados da prova
Universidade Federal de Lavras — UFLA · Vestibular 2009.1 · Primeira fase · Prova de Física.
8 questões objetivas: Q43–Q50
4 alternativas por questão (A–D)
Gabarito oficial de 2009.1 fornecido no material.
Q43
Mecânica — Cinemática — Aceleração média em gráficos
UFLA 2009.1 — Física, questão 43: Aceleração média em gráficos
Três corpos 1, 2 e 3 movem-se segundo um movimento retilíneo, e suas respectivas acelerações $a_1$, $a_2$ e $a_3$ são mostradas no gráfico abaixo. Analisando-se esse gráfico, pode-se afirmar que as acelerações médias $\bar{a}_1$, $\bar{a}_2$ e $\bar{a}_3$ dos três corpos entre os instantes $t=0$ e $t=6\ \text{s}$, é:
a)$\overline a_3>\overline a_2>\overline a_1$
b)$\overline a_2>\overline a_1>\overline a_3$
c)$\overline a_1>\overline a_3>\overline a_2$
d)$\overline a_1>\overline a_2>\overline a_3$
Gabarito oficial da UFLA — arquivo fornecido
Alternativa: D
GABARITO COMENTADO MÉTODO TEF
Ideia central: A aceleração média indicada por uma função $a(t)$ em um intervalo corresponde à área sob o gráfico dividida pelo tempo.
Passo 1 — Áreas do gráfico. Comparamos graficamente as áreas entre $t=0$ e $t=6\ ext{s}$.
$\overline a=\dfrac{\text{área sob o gráfico }a\times t}{\Delta t}$
Passo 2 — Ordenação. O traçado de 1 permanece acima do 2, que permanece acima do 3 durante o intervalo relevante.
$\overline a_1>\overline a_2>\overline a_3$
Resposta: alternativa D.
Auditoria TEF: A comparação por áreas utiliza apenas a leitura gráfica, sem cálculo avançado.
Q44
Mecânica — Movimento circular — Transmissão por corrente
UFLA 2009.1 — Física, questão 44: Transmissão por corrente
As bicicletas de várias marchas possuem um conjunto de coroas, onde é fixado o pedal, e um conjunto de catracas, que é fixada à roda traseira. O conjunto de coroas é ligado ao conjunto de catracas por meio de uma corrente, a chamada transmissão. Suponha que um ciclista utilize uma coroa de raio R e uma catraca de raio r, tal que R = 2r, e que esse ciclista dê uma pedalada por segundo. Pode-se afirmar que
a)a velocidade angular da coroa e da catraca são iguais.
b)a velocidade linear da transmissão é constante.
c)a freqüência de rotação da catraca é metade da freqüência de rotação da coroa.
d)a velocidade linear da transmissão na catraca é o dobro da velocidade linear da transmissão na coroa.
Gabarito oficial da UFLA — arquivo fornecido
Alternativa: B
GABARITO COMENTADO MÉTODO TEF
Ideia central: A corrente de transmissão tem a mesma velocidade tangencial nas duas engrenagens, na ausência de deslizamento.
Passo 1 — Conservação da velocidade tangencial.
$v=\omega_RR=\omega_rr$
Passo 2 — Relação entre velocidades angulares. Com $R=2r$.
$\omega_r=2\omega_R$
Passo 3 — Concluir. A transmissão move-se com velocidade linear igual nos dois contatos.
Resposta: alternativa B.
Q45
Mecânica — Estática — Momento das forças
UFLA 2009.1 — Física, questão 45: Momento das forças
Uma barra AB não-homogênea de 60 cm de comprimento e peso 100 N está apoiada horizontalmente, em equilíbrio estático, conforme figura abaixo. É suportada em A por uma mesa e em B por um dinamômetro D. Considerando seu centro de massa (CM) localizado a 15 cm de B, pode-se afirmar que a leitura do dinamômetro é:
a)$400\ \text{N}$
b)$25\ \text{N}$
c)$\dfrac{400}{3}\ \text{N}$
d)$75\ \text{N}$
Gabarito oficial da UFLA — arquivo fornecido
Alternativa: D
GABARITO COMENTADO MÉTODO TEF
Ideia central: Tomando momentos em A, a tração em B sustenta o momento do peso da barra aplicado a 45 cm de A.
Passo 1 — Distâncias. Barra de 60 cm; centro de massa a 15 cm de B, logo a 45 cm de A.
Passo 2 — Equilíbrio de torques.
$T\cdot60=100\cdot45$
$T=75\ \text{N}$
Resposta: alternativa D.
Q46
Mecânica — Dinâmica — Peso aparente no elevador
UFLA 2009.1 — Física, questão 46: Peso aparente no elevador
Um estudante com massa de 70 kg, a fim de verificar as leis da Física, sobe em uma balança dentro de um elevador. O elevador entra em movimento e a balança passa a indicar o valor de 60 kg. O estudante conclui que o elevador está
a)descendo com velocidade constante.
b)subindo e aumentando a velocidade.
c)descendo e aumentando sua velocidade.
d)subindo com velocidade constante.
Gabarito oficial da UFLA — arquivo fornecido
Alternativa: C
GABARITO COMENTADO MÉTODO TEF
Ideia central: A leitura menor que a massa real indica força normal menor que o peso: aceleração vertical dirigida para baixo.
Passo 1 — Normal indicada. O mostrador marca equivalente a 60 kg para corpo de 70 kg.
$N=60g<70g=P$
Passo 2 — Segunda lei. A resultante aponta para baixo.
$P-N=ma>0$
Passo 3 — Interpretar. Entre as opções, isso corresponde a descer com aumento da velocidade.
Resposta: alternativa C.
Q47
Mecânica — Hidrostática — Empuxo
UFLA 2009.1 — Física, questão 47: Empuxo
A figura abaixo mostra um corpo de volume $1000\ \text{cm}^3$, totalmente imerso na água e preso a um dinamômetro D que indica 60 N. Considerando $g=10\ \text{m/s}^2$ e densidade da água $1\ \text{g/cm}^3$, pode-se afirmar que o peso real do corpo é:
a)60 N
b)50 N
c)100 N
d)70 N
Gabarito oficial da UFLA — arquivo fornecido
Alternativa: D
GABARITO COMENTADO MÉTODO TEF
Ideia central: O peso real é a soma do peso aparente e do empuxo.
Passo 2 — Peso real. Leitura do dinamômetro: 60 N.
$P=T+E=60+10=70\ \text{N}$
Resposta: alternativa D.
Q48
Óptica — Refração — Lei de Snell
UFLA 2009.1 — Física, questão 48: Lei de Snell
Um raio de luz proveniente de um meio A, de índice de refração $n_A$, incide sobre um meio B de índice de refração $n_B$, com ângulo de incidência $0<\theta_i<90$. Considerando $n_A<n_B$, pode-se afirmar que o raio de luz
a)sofre reflexão total.
b)afasta-se da normal.
c)sofre somente refração.
d)sofre refração e reflexão parcial.
Gabarito oficial da UFLA — arquivo fornecido
Alternativa: D
GABARITO COMENTADO MÉTODO TEF
Ideia central: Da menor para a maior refringência, a luz se aproxima da normal; na interface usual também ocorre reflexão parcial.
Passo 1 — Aplicar Snell.
$n_A\sin\theta_i=n_B\sin\theta_r$
Passo 2 — Comparar ângulos. Como $n_A<n_B$ e $0< heta_i<90^\circ$, $ heta_r< heta_i$.
Passo 3 — Concluir. A refração acompanha uma parcela refletida.
Resposta: alternativa D.
Q49
Ondulatória — Ondas sonoras — Refração de ondas
UFLA 2009.1 — Física, questão 49: Refração de ondas
Uma onda sonora passa do ar para a água. Pode-se afirmar que
a)sua velocidade de propagação aumenta, sua freqüência diminui e seu comprimento de onda também diminui.
b)sua velocidade de propagação diminui, sua freqüência não se altera e seu comprimento de onda aumenta.
c)sua velocidade de propagação aumenta, sua freqüência não muda e seu comprimento de onda aumenta.
d)sua velocidade de propagação não se altera, sua freqüência aumenta e seu comprimento de onda diminui.
Gabarito oficial da UFLA — arquivo fornecido
Alternativa: C
GABARITO COMENTADO MÉTODO TEF
Ideia central: Ao mudar de meio, a frequência permanece determinada pela fonte, e o comprimento de onda acompanha a variação da velocidade.
Passo 1 — Frequência constante.
$f_{\rm agua}=f_{\rm ar}$
Passo 2 — Comprimento de onda. A velocidade do som na água é maior que no ar.
