Enunciado original · toque para ampliar.Texto extraído do original
10 QUESTÃO 11 O ano de 2005 foi declarado pela ONU como o Ano Mundial da Física, em razão do centenário das publicações de trabalhos de Albert Einstein que revolucionaram a ciência moderna. Em um desses trabalhos, Einstein afirma que a quantidade de energia E transportada por um fóton é diretamente proporcional à freqüência f da radiação, na forma E = h f onde h é uma constante física dimensional. Com base nessas informações, assinale a alternativa que apresenta corretamente a unidade da constante h, no sistema internacional de unidades (SI). A) J.s B) J/s C) J.s/rad D) J Processo Seletivo/UFU - Julho 2005 - 1ª Prova Comum - PROVA TIPO 1
A)
B)
C)
D)
Resposta calculada pelo TEF · sem gabarito oficial localizado
A
Resolução TEF
Da equação E=hf, h=E/f. No SI, energia é medida em joules e frequência em s⁻¹, portanto a unidade de h é J·s.
Alternativa correta: A.
Q12
Eletricidade — Modelo de Bohr
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11 QUESTÃO 15 Em 1913, Niels Bohr sugeriu um modelo para o átomo de hidrogênio. Segundo esse modelo, no estado de menor energia, um elétron de massa m e carga –e gira em torno de um núcleo de carga +e, em uma órbita circular de raio a0, sob efeito apenas da força de atração elétrica entre ambos, conforme figura abaixo. O módulo da força elétrica sobre o elétron, no modelo de Bohr, é dado por sendo K a constante eletrostática. Tomando por base esse modelo, assinale a alternativa que apresenta corretamente os valores para a energia cinética do elétron Ec e sua aceleração centrípeta acp, respectivamente. A) B) C) D) a0 + e − e 2 2 0 e F K a = 2 2 cp 2 0 0 ; a 2 c Ke Ke E a m a = = 2 2 cp 2 2 0 0 ; a c Ke Ke E m a a = = 2 2 cp 3 2 0 0 2 ; a c Ke Ke E m a m a = = cp 2 2 0 0 2 ; a c Ke Ke E a m a = = Processo Seletivo/UFU - Julho 2005 - 1ª Prova Comum - PROVA TIPO 1
A)
B)
C)
D)
Resposta calculada pelo TEF · sem gabarito oficial localizado
A
Resolução TEF
A força elétrica fornece a centrípeta: mv²/a₀=Ke²/a₀². Portanto Ec=mv²/2=Ke²/(2a₀) e acp=F/m=Ke²/(ma₀²), como em A. O cabeçalho desta questão traz 15 por erro de impressão; sua posição sequencial é Q12.
Alternativa correta: A.
Q13
Mecânica — Trabalho e energia
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12 QUESTÃO 13 O gráfico abaixo apresenta a variação da intensidade F da força resultante que atua sobre um corpo, em função do deslocamento x. Sabendo-se que a força e o deslocamento possuem a mesma direção e sentido, e que o deslocamento de 4 m ocorre no intervalo de tempo de 2 s, assinale a alternativa correta. A) A variação da energia cinética do corpo, de x = 0 a x = 4 m, foi de 15 J. B) A variação da energia cinética do corpo, de x = 0 a x = 4 m, foi de 30 J. C) A potência média da força que atua no corpo, de x = 0 a x = 4 m, foi de 30 W. D) A potência média da força que atua no corpo, de x = 0 a x = 4 m, foi de 60 W. Processo Seletivo/UFU - Julho 2005 - 1ª Prova Comum - PROVA TIPO 1
A)
B)
C)
D)
Resposta calculada pelo TEF · sem gabarito oficial localizado
B
Resolução TEF
O trabalho é a área do trapézio sob F(x): W=10·2+2·(1·10/2)=30 J. Pelo teorema da energia cinética, ΔEc=30 J. Em 2 s, a potência média é 15 W.
Alternativa correta: B.
Q14
Mecânica — Impulso
Questão para estudo, fora da pontuação. Veja a observação na resolução.
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13 QUESTÃO 14 Em uma máquina de pinball (Figura 1), uma mola de massa desprezível, ligada a uma chapinha de massa 0,2 kg, é comprimida de 0,2m em relação ao seu tamanho natural, para arremessar uma bolinha de massa 0,4 kg (Figura 2). Figura 1 Figura 2 Enquanto a mola é comprimida, a bolinha mantém-se em repouso, na posição natural da mola, conforme Figura 2. Ao ser abandonada, a mola provoca a colisão da chapinha com a bolinha. Imediatamente após a colisão, a chapinha entra em repouso, enquanto a bolinha é impulsionada com uma velocidade de 2,0 m/s. Uma quantidade de energia igual a 0,56 J é liberada na forma de calor durante a colisão. Com base nessas informações e considerando todo atrito desprezível, assinale a alternativa correta. A) Há conservação da energia mecânica total do sistema chapinha+bolinha no processo de colisão. B) Não há conservação da quantidade de movimento (momento linear) do sistema chapinha+bolinha no processo de colisão. C) O valor da constante elástica da mola é 6,8 N/m. D) O impulso da força que a chapinha aplica na bola é 0,8 kg.m/s. 0,2 m chapinha Processo Seletivo/UFU - Julho 2005 - 1ª Prova Comum - PROVA TIPO 1
A)
B)
C)
D)
Sem resposta única validada. Questão fora da pontuação.
Resolução TEF
O impulso sobre a bola é inequívoco: J=Δp=0,4·2=0,8 kg·m/s, como em D. Entretanto, os dados de energia também implicam falta de conservação do momento no sistema chapinha+bola: Ec antes=0,8+0,56=1,36 J, dando velocidade da chapinha √(2·1,36/0,2)≈3,69 m/s e momento inicial ≈0,738 kg·m/s, diferente de 0,8. Assim B também se torna compatível com os números fornecidos. Sem gabarito oficial ou esclarecimento, a questão permanece para estudo, fora da pontuação.
Q15
Eletricidade — Resistência elétrica
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14 QUESTÃO 15 Um estudante estava acampado dentro de um Parque Nacional muito extenso. Para saber sua localização, sua única forma de comunicação era um rádio, que quebrou. Abrindo o rádio, o estudante logo verificou que uma resistência de 2,5 Ω estava totalmente destruída. Em sua mochila ele trazia 10 cm de um fio (encapado) de uma certa liga cuja resistividade era π x 10−4 Ω m. O fio era cilíndrico com diâmetro de 0,2 cm. Dentre as alternativas abaixo, assinale a que apresenta o procedimento que deve ser adotado pelo estudante, para consertar o seu rádio. A) Cortar o fio ao meio e ligar as duas metades, em paralelo, no lugar da resistência substituída. B) Ligar as extremidades dos 10 cm do fio no lugar da resistência substituída. C) Cortar o fio em quatro partes iguais e ligar todas a partes, em paralelo, no lugar da resistência substituída. D) Cortar o fio em oito partes iguais e ligar todas a partes, em paralelo, no lugar da resistência substituída. Processo Seletivo/UFU - Julho 2005 - 1ª Prova Comum - PROVA TIPO 1
A)Cortar o fio ao meio e ligar as duas metades, em paralelo, no lugar da resistência substituída.
B)Ligar as extremidades dos 10 cm do fio no lugar da resistência substituída.
C)Cortar o fio em quatro partes iguais e ligar todas a partes, em paralelo, no lugar da resistência substituída.
D)
Resposta calculada pelo TEF · sem gabarito oficial localizado
A
Resolução TEF
A área da seção é π(0,001)²=π·10⁻⁶ m². O fio inteiro tem R=ρL/A=(π·10⁻⁴·0,10)/(π·10⁻⁶)=10 Ω. Cortá-lo ao meio produz duas resistências de 5 Ω; em paralelo, a equivalente vale 2,5 Ω.
Alternativa correta: A.
Q16
Eletricidade — Potência elétrica
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15 QUESTÃO 16 Uma bateria ideal de carro de 12 V é ligada em série a um motor e a uma lâmpada. A resistência da lâmpada é de 3 Ω. Quando o motor está em funcionamento verifica-se que sua potência é de 12 W. Supondo que o motor seja ideal (sem perdas de energia), a corrente no circuito, com o motor funcionando, será de A) 1 A. B) 5 A. C) 6 A. D) 2 A. Processo Seletivo/UFU - Julho 2005 - 1ª Prova Comum - PROVA TIPO 1
A)
B)
C)
D)
Resposta calculada pelo TEF · sem gabarito oficial localizado
D
Resolução TEF
A bateria fornece 12I W e a lâmpada dissipa 3I² W. O motor ideal recebe 12 W. Logo 12I=3I²+12, ou (I−2)²=0. Assim I=2 A.
Alternativa correta: D.
Q17
Eletricidade — Força magnética
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16 QUESTÃO 17 Uma espira retangular, de lados 2 cm e 10 cm, encontra-se em uma região onde há um campo magnético uniforme de módulo 0,1 T. Uma corrente I = 0,5 A passa pela espira conforme figura abaixo. O campo magnético está entrando na folha de forma a cruzar perpendicularmente o plano da espira, conforme figura acima. O módulo da força resultante sofrida pela espira será A) 1,2 x 10–2 N. B) 6,0 x 10–3 N. C) nulo. D) 1,0 x 10–2 N. x x x x x x x x x x x x x x x x x x I 2 cm 10 cm Processo Seletivo/UFU - Julho 2005 - 1ª Prova Comum - PROVA TIPO 1
A)
B)
C)
D)
Resposta calculada pelo TEF · sem gabarito oficial localizado
C
Resolução TEF
Em campo uniforme, lados opostos da espira sofrem forças magnéticas de módulos iguais e sentidos opostos. Somando os quatro vetores, a força resultante é nula. Nesse arranjo, com o campo perpendicular ao plano, também não há torque resultante.
Alternativa correta: C.
Q18
Termologia — Dilatação e pêndulo
Márcia foi visitar sua avó em uma cidade muito fria e viu em sua sala um antigo relógio de pêndulo, funcionando perfeitamente. Ficou encantada com a bela relíquia e conseguiu de sua avó a permissão para trazer o relógio para sua casa em Uberlândia. No entanto, como as temperaturas em Uberlândia são muito mais elevadas do que na cidade de sua avó, Márcia imaginou que o pêndulo metálico poderia sofrer modificações em seu comprimento devido à mudança da temperatura. Desse modo, resolveu observar o movimento do pêndulo do relógio, para ver se havia diferenças em seu funcionamento. Sabendo-se que a aceleração da gravidade possui o mesmo valor nas duas cidades, assinale a alternativa que representa a conclusão correta de Márcia acerca do funcionamento do relógio de pêndulo em Uberlândia.
A)Não houve alteração no período do pêndulo, pois este não depende do comprimento do pêndulo.
B)O tempo necessário para uma oscilação completa do pêndulo diminuiu, devido à diminuição do comprimento do pêndulo.
C)O tempo necessário para uma oscilação completa do pêndulo diminuiu, devido à dilatação do pêndulo.
D)O tempo necessário para uma oscilação completa do pêndulo aumentou, devido à dilatação do pêndulo.
Resposta calculada pelo TEF · sem gabarito oficial localizado
D
Resolução TEF
Com temperatura maior, o pêndulo metálico se dilata e seu comprimento aumenta. Como T=2π√(ℓ/g), mantendo g, o período aumenta. Portanto cada oscilação demora mais e o relógio tende a atrasar.
Alternativa correta: D.
Q19
Óptica — Espelhos
Em um laboratório de ótica o professor oferece ao seu estudante um espelho côncavo, um espelho convexo e um objeto. Ele, então, pede ao estudante que monte seu experimento, utilizando apenas o objeto e um dos espelhos fornecidos, de modo que obtenha uma imagem virtual, direita e menor que o objeto. Assinale a alternativa que apresenta o procedimento correto a ser adotado pelo estudante.
A)Utilizar o espelho côncavo, colocando o objeto na frente do espelho, a uma distância maior que o centro de curvatura do espelho.
B)Utilizar o espelho convexo, colocando o objeto em qualquer posição na frente do espelho.
C)Utilizar o espelho côncavo, colocando o objeto entre o foco e o centro de curvatura do espelho.
D)Utilizar o espelho côncavo, colocando o objeto entre o foco e o vértice do espelho.
Resposta calculada pelo TEF · sem gabarito oficial localizado
B
Resolução TEF
Para um objeto real diante de um espelho convexo, a imagem é sempre virtual, direita e reduzida. No côncavo, uma imagem virtual é direita, mas ampliada. Portanto deve-se usar o convexo em qualquer posição frontal.
Alternativa correta: B.
Q20
Óptica — Visão
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19 QUESTÃO 20 O olho humano normal está esquematizado na figura abaixo. O cristalino, funciona como uma lente convergente que focaliza a luz que entra no olho, formando imagens na retina. Quando a imagem é formada antes da retina, há um problema de visão chamado miopia. Uma correção para esse problema pode ser feita por meio da utilização de lentes. Considere as informações acima e assinale a alternativa que apresenta um procedimento que ajude a melhorar a visão de um míope. A) Utilizar lentes convergentes entre o objeto e o cristalino. B) Utilizar lentes divergentes entre o objeto e o cristalino. C) Utilizar lentes planas entre o objeto e o cristalino. D) Nenhum tipo de lente colocada entre o objeto e o cristalino melhorará a visão de um míope. Objeto Cristalino Imagem formada na retina
A)Utilizar lentes convergentes entre o objeto e o cristalino.
B)Utilizar lentes divergentes entre o objeto e o cristalino.
C)Utilizar lentes planas entre o objeto e o cristalino.
D)Nenhum tipo de lente colocada entre o objeto e o cristalino melhorará a visão de um míope.
Resposta calculada pelo TEF · sem gabarito oficial localizado
B
Resolução TEF
Na miopia, o sistema óptico do olho focaliza antes da retina. Uma lente divergente reduz a convergência dos raios incidentes e permite levar o foco de volta à retina.
