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UFTM 2012 | 1ª Fase — Questões de Física comentadas — Método TEF

Vestibular UFTM 2012 · 1ª Fase · Questões 12 a 22 — resolução comentada e auditoria de nível pelo Método TEF.

Q12
Mecânica - Dinâmica - Equilíbrio de forças

Em um dia de calmaria, um barco reboca um paraquedista preso a um paraglider. O barco e o paraquedista deslocam-se com velocidade vetorial e alturas constantes.

Barco rebocando paraquedista em paraglider sobre o mar

Nessas condições,

A)o peso do paraquedista é a força resultante sobre ele.
B)a resultante das forças sobre o paraquedista é nula.
C)a força resultante exercida no barco é maior que a resultante no paraquedista.
D)a força peso do paraquedista depende da força exercida pelo barco sobre ele.
E)o módulo da tensão na corda que une o paraquedista ao paraglider será menor que o peso do paraquedista.

Gabarito auditado pelo Método TEF — UFTM 2012, 1ª Fase

B
Resolução

O paraquedista se desloca com velocidade vetorial constante. Portanto, sua aceleração é nula.

Pela Segunda Lei de Newton, $\vec F_{res}=m\vec a$. Como $\vec a=0$, a força resultante sobre o paraquedista é nula.

Q13
Mecânica - Trabalho e energia - Teorema da energia cinética

Em um recente acidente de trânsito, uma caminhonete de $1{,}6$ tonelada, a $144\text{ km/h}$, atingiu outro veículo, em uma grave colisão frontal, e conseguiu parar somente a $25$ metros de distância do abalroamento. A intensidade média da força resultante que agiu sobre a caminhonete, do ponto do impacto ao de paragem, foi, em newtons, igual a

A)$51200$.
B)$52100$.
C)$65000$.
D)$72400$.
E)$75000$.

Gabarito auditado pelo Método TEF — UFTM 2012, 1ª Fase

A
Resolução

A massa é $m=1600\text{ kg}$ e $144\text{ km/h}=40\text{ m/s}$.

Pelo teorema da energia cinética, o módulo do trabalho da força resultante é $F_m d=\dfrac12mv^2$.

Então, $F_m=\dfrac{0{,}5·1600·40^2}{25}=51200\text{ N}$.

Q14
Mecânica - Trabalho e energia - Energia potencial gravitacional

Analise a figura que apresenta a distribuição de incidência de radiação solar no Brasil em $\text{Wh/m}^2$.

Mapa do Brasil com faixas de incidência de radiação solar em Wh por metro quadrado

Considere que, num período de $10$ horas, a energia solar coletada em um metro quadrado na região do Triângulo Mineiro seja igual ao limite inferior do intervalo indicado na figura. Ao erguer nesse local uma carga de $2000\text{ kg}$, utilizando essa quantidade de energia solar coletada, poderíamos elevá-la a uma altura máxima, em metros, de

A)$10000$.
B)$10260$.
C)$11550$.
D)$12250$.
E)$15000$.

Gabarito auditado pelo Método TEF — UFTM 2012, 1ª Fase

B
Resolução

Na região do Triângulo Mineiro, a banca toma o limite inferior como $5700$. Para reproduzir o gabarito, considera-se a coleta durante $10\text{ h}$: $E=5700·10=57000\text{ Wh}$.

Como $1\text{ Wh}=3600\text{ J}$, $E=57000·3600=2{,}052·10^8\text{ J}$.

$E=mgh$, então $h=\dfrac{2{,}052·10^8}{2000·10}=10260\text{ m}$.

Observação de auditoria: a unidade apresentada no mapa é $\text{Wh/m}^2$, que já representa energia por área. A multiplicação adicional pelas 10 h é dimensionalmente inconsistente; ela é, porém, a interpretação necessária para obter a alternativa oficial B.

Q15
Mecânica - Quantidade de movimento - Impulso

Em algumas circunstâncias nos deparamos com situações de perigo e, para esses momentos, são necessários equipamentos de segurança a fim de evitar maiores danos. Assinale a alternativa que justifica corretamente o uso de determinados dispositivos de segurança.

A)O cinto de segurança e o air-bag, utilizados nos automóveis, servem para amortecer o impacto do motorista em uma colisão e, consequentemente, reduzir a variação do módulo da quantidade de movimento do motorista na colisão.
B)Um automóvel, ao fazer uma curva com velocidade de módulo constante, varia o módulo da quantidade de movimento do motorista, uma vez que a resultante das forças nele aplicadas é nula devido ao uso do cinto de segurança.
C)Em uma atividade circense, o trapezista ao cair do trapézio é amortecido por uma rede de proteção, responsável pela anulação da quantidade de movimento devido ao impulso que ela lhe aplica, o que não ocorreria se ele caísse diretamente no solo.
D)O impulso exercido por uma rede de proteção sobre o trapezista é igual àquele exercido pelo solo, caso não haja a rede; porém, o tempo de interação entre o trapezista e a rede é maior, o que faz com que diminua a força média exercida sobre o trapezista pela rede, em relação ao solo.
E)Ao cair sobre a rede de proteção o trapezista recebe da rede uma força maior do que aquela recebida se caísse no solo, oferecendo a ele maior segurança e diminuindo o risco de acidente.

Gabarito auditado pelo Método TEF — UFTM 2012, 1ª Fase

D
Resolução

O impulso é $I=\Delta p=F_m\Delta t$.

Para a mesma velocidade imediatamente antes de parar e o mesmo estado final, a variação de quantidade de movimento é a mesma com a rede ou com o solo.

A rede aumenta o tempo de interação. Como $F_m=\Delta p/\Delta t$, a força média diminui. Portanto, a alternativa correta é D.

Q16
Mecânica - Gravitação - Movimento orbital

Foi divulgado pela imprensa que a ISS (sigla em inglês para Estação Espacial Internacional) retornará à Terra por volta de 2020 e afundará no mar, encerrando suas atividades, como ocorreu com a Estação Orbital MIR, em 2001. Atualmente, a ISS realiza sua órbita a $350\text{ km}$ da Terra e seu período orbital é de aproximadamente $90$ minutos.

Considerando o raio da Terra igual a $6400\text{ km}$ e $\pi\cong3$, pode-se afirmar que

A)ao afundar no mar o peso da água deslocada pela estação espacial será igual ao seu próprio peso.
B)a pressão total exercida pela água do mar é exatamente a mesma em todos os pontos da estação.
C)a velocidade linear orbital da estação é, aproximadamente, $27·10^3\text{ km/h}$.
D)a velocidade angular orbital da estação é, aproximadamente, $0{,}25\text{ rad/h}$.
E)ao reingressar na atmosfera a aceleração resultante da estação espacial será radial e de módulo constante.

Gabarito auditado pelo Método TEF — UFTM 2012, 1ª Fase

C
Resolução

O raio orbital é $R=6400+350=6750\text{ km}$.

Com $\pi\cong3$, o comprimento da órbita é $2\pi R\cong6·6750=40500\text{ km}$.

O período é $90\text{ min}=1{,}5\text{ h}$. Assim, $v=40500/1{,}5=27000\text{ km/h}=27·10^3\text{ km/h}$.

Q17
Termologia - Transmissão de calor - Irradiação

Com o intuito de preservar o meio ambiente e, também, fazer economia, em edificações de algumas regiões do país, têm sido utilizadas caixas de leite longa vida ou de sucos, que são aluminizadas em seu interior, para fazer a forração de telhados e, com isso, conseguir temperaturas mais agradáveis. Essa utilização se justifica por causa

A)das correntes de convecção.
B)da refração dos raios solares.
C)da difusão do calor por toda a superfície.
D)da troca de calor do interior com o meio exterior.
E)do fenômeno da reflexão da radiação solar.

Gabarito auditado pelo Método TEF — UFTM 2012, 1ª Fase

E
Resolução

A superfície aluminizada reflete uma parcela elevada da radiação solar incidente, reduzindo a energia absorvida pelo telhado e, consequentemente, o aquecimento do interior.

Q18
Termologia - Termodinâmica - Transformações gasosas

Considere os processos termodinâmicos isobárico, isotérmico, isocórico e adiabático em um gás ideal. É correto afirmar que, nos processos

A)isotérmicos, a densidade do gás permanece constante.
B)isocóricos, a pressão diminui e a temperatura aumenta.
C)adiabáticos, ocorrem trocas de calor com o meio exterior.
D)isobáricos, a razão entre volume e temperatura é constante.
E)isobáricos, a pressão é proporcional ao volume.

Gabarito auditado pelo Método TEF — UFTM 2012, 1ª Fase

D
Resolução

Em uma transformação isobárica, $p$ é constante. Pela equação $pV=nRT$, com $n$ fixo, resulta $V/T=nR/p$, constante.

Logo, a razão entre volume e temperatura permanece constante.

Q19
Óptica - Óptica geométrica - Espelhos esféricos

Sobre o comportamento dos espelhos esféricos, assinale a alternativa correta.

A)Se um objeto real estiver no centro de curvatura de um espelho esférico sua imagem será real, direita e de mesmo tamanho que a do objeto.
B)Os raios de luz que incidem, fora do eixo principal, sobre o vértice de um espelho esférico refletem-se passando pelo foco desse espelho.
C)Os espelhos esféricos côncavos só formam imagens virtuais, sendo utilizados, por exemplo, em portas de garagens para aumentar o campo visual.
D)Os espelhos convexos, por produzirem imagens ampliadas e reais, são bastante utilizados por dentistas em seu trabalho de inspeção dental.
E)Os espelhos utilizados em telescópios são côncavos e as imagens por eles formadas são reais e se localizam, aproximadamente, no foco desses espelhos.

Gabarito auditado pelo Método TEF — UFTM 2012, 1ª Fase

E
Resolução

Para objetos muito distantes, como astros observados por telescópios, os raios chegam praticamente paralelos ao eixo principal.

Um espelho côncavo converge esses raios para a região do foco, formando imagem real aproximadamente no plano focal. Portanto, E é correta.

Q20
Eletricidade - Eletrostática - Indução eletrostática

Em uma festa infantil, o mágico resolve fazer uma demonstração que desperta a curiosidade das crianças ali presentes. Enche uma bexiga com ar, fecha-a, e, a seguir, após esfregá-la vigorosamente nos cabelos de uma das crianças, encosta o balão em uma parede lisa e perfeitamente vertical. Ao retirar a mão, a bexiga permanece fixada à parede. Qual foi a “mágica”?

A)O ar da bexiga interage com a parede, permitindo o repouso da bexiga.
B)Ao ser atritada, a bexiga fica eletrizada e induz a distribuição das cargas da parede, o que permite a atração.
C)O atrito estático existente entre a bexiga e a parede é suficiente para segurá-la, em repouso, na parede.
D)A bexiga fica eletrizada, gerando uma corrente elétrica que a segura à parede.
E)Por ser bom condutor de eletricidade, o ar no interior da bexiga absorve energia elétrica da parede, permitindo a atração.

Gabarito auditado pelo Método TEF — UFTM 2012, 1ª Fase

B
Resolução

Ao ser atritada nos cabelos, a bexiga adquire carga elétrica.

Sua aproximação da parede provoca redistribuição das cargas no material da parede, deixando cargas de sinal oposto mais próximas da bexiga. A atração eletrostática resultante pode sustentá-la contra a parede.

Q21
Eletricidade - Eletrodinâmica - Amperímetro

Assinale a alternativa que explica corretamente o funcionamento dos elementos componentes de um circuito elétrico.

A)A resistência interna do amperímetro deve ser muito pequena, de forma a não interferir no valor da corrente a ser medida.
B)Os fusíveis são elementos de proteção, pois não deixam passar qualquer corrente que os atinja.
C)Os resistores são elementos muito utilizados para economizar energia elétrica, pois produzem energia térmica.
D)A capacidade de geração de energia por uma bateria termina quando sua resistência interna diminui, esgotando-a.
E)Os receptores de um circuito elétrico convertem toda a energia elétrica recebida em energia térmica.

Gabarito auditado pelo Método TEF — UFTM 2012, 1ª Fase

A
Resolução

Como o amperímetro é inserido em série com o ramo cuja corrente será medida, sua resistência interna deve ser muito pequena, idealmente nula.

Assim, sua presença produz uma queda de tensão desprezível e praticamente não modifica a corrente do circuito.

Q22
Eletricidade - Eletrostática - Condutores em equilíbrio eletrostático

Considere uma esfera oca metálica eletrizada. Na condição de equilíbrio eletrostático,

A)o vetor campo elétrico no interior da esfera não é nulo.
B)o potencial elétrico em um ponto interior da esfera depende da distância desse ponto à superfície.
C)o vetor campo elétrico na superfície externa da esfera é perpendicular à superfície.
D)a distribuição de cargas elétricas na superfície externa da esfera depende do sinal da carga com que ela está eletrizada.
E)o módulo do vetor campo elétrico em um ponto da região externa da esfera não depende da distância desse ponto à superfície.

Gabarito auditado pelo Método TEF — UFTM 2012, 1ª Fase

C
Resolução

Em equilíbrio eletrostático, não pode existir componente tangencial do campo elétrico na superfície de um condutor, pois ela movimentaria cargas livres.

Portanto, imediatamente fora da superfície, o campo elétrico é perpendicular a ela.

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