UFU 2007.2 | 1ª Fase — Questões de Física comentadas — Método TEF

QUESTÃO 11 Uma pequena esfera de massa M1, inicialmente em repouso, é abandonada de uma altura de 1,8 m de altura, posição A da figura abaixo. Essa esfera desliza sem atrito sobre um trilho, até sofrer um choque inelástico com outra esfera menor, inicialmente parada, de massa M2. O deslocamento das esferas ocorre sem rolamentos. Após o choque, as duas esferas deslocam-se juntas e esse deslocamento ocorre sem atrito. A aceleração da gravidade no local é de 10 m/s2. Sendo a massa M1 duas vezes maior que M2, a altura em relação à base (linha tracejada) que as duas esferas irão atingir será de A) 0,9 m. B) 3,6 m. C) 0,8 m. D) 1,2 m. 6

QUESTÃO 12 Um raio de luz (linha pontilhada da figura abaixo) propagando-se no ar (índice de refração igual a 1) incide sobre o topo de um cubo de vidro, cujo lado é 8 cm, formando um ângulo α com a normal à superfície. O raio de luz emerge na base do bloco a uma distância de 6 cm à esquerda em relação à vertical do ponto de incidência, conforme figura a seguir. Sendo sen α = 0,9, o índice de refração deste vidro será de A) 1,5. B) 1,2. C) 1,125. D) 0,675. 7

QUESTÃO 13 Considere um balde, na forma de um cilindro reto com base circular de raio R, de altura L e massa M. Inicialmente, esse balde está em equilíbrio, parcialmente submerso de um terço de sua altura (L/3), em um líquido de densidade ρ0, conforme figura 1. Em seguida, é despejado dentro desse balde, um certo líquido X, de densidade ρx. Quando a altura do líquido X atinge a metade da altura do balde, este atinge um novo equilíbrio ficando exatamente submerso no líquido de densidade ρ0, conforme figura 2. Despreze a espessura das paredes do balde e, com base nos dados acima, assinale a alternativa correta. 2 R L L/3 ρX Figura 1 Figura 2 L/2 8

QUESTÃO 14 O gráfico abaixo representa a velocidade em função do tempo de um automóvel que parte do repouso. A velocidade máxima permitida é de 72 km/h. No instante t, quando o motorista atinge essa velocidade limite, ele deixa de acelerar o automóvel e passa a se deslocar com velocidade constante. Sabendo-se que o automóvel percorreu 1,2 km em 90 segundos, o valor do instante t é A) 80 s. B) 30 s. C) 60 s. D) 50 s. velocidade (m/s) tempo (s) 0 t 90 20 9

QUESTÃO 15 Um objeto O é colocado diante de um espelho esférico próximo do seu eixo principal. A imagem I desse objeto é formada em um anteparo móvel na frente do espelho, também próxima ao seu eixo principal, conforme figura abaixo. Dado que o raio de curvatura do espelho é igual a 80 cm, podemos afirmar que: A) a imagem não se formará no anteparo se a posição do objeto em relação ao espelho for menor do que 40 cm. B) a imagem não se formará no anteparo se a posição do objeto em relação ao espelho for maior do que 40 cm. C) independente da posição do objeto, a imagem sempre se formará no anteparo pois o espelho é côncavo. D) o espelho é convexo e a sua imagem sempre se formará no anteparo. 10

11 QUESTÃO 16 Uma massa de gás ideal a uma temperatura de 30oC está inicialmente contida em um recipiente por um êmbolo, conforme figura abaixo. As paredes e o êmbolo são, inicialmente, adiabáticos. O gás sofre dois processos termodinâmicos a saber: 1º) O gás é comprimido adiabaticamente, aumentando a sua temperatura em 10oC. 2º) Em seguida, mantendo-se o êmbolo fixo e trocando uma das paredes adiabáticas do recipiente por uma parede diatérmica (que permite trocas de calor com o meio externo), a temperatura do gás retorna para 30oC. Pergunta-se: Qual dos diagramas abaixo da pressão em função do volume representa esses dois processos? Assinale a alternativa correta. OBS.: As linhas tracejadas indicam as curvas isotermas. A) B) C) D)

QUESTÃO 17 Três rodas de raios Ra , Rb e Rc possuem velocidades angulares wa , wb, e wc ,respectivamente, e estão ligadas entre si por meio de uma correia, como ilustra figura abaixo. Ao mesmo tempo que a roda de raio Rb realiza duas voltas, a roda de raio Rc realiza uma volta. Não há deslizamento entre as rodas e a correia. Sendo Rc = 3 Ra, é correto afirmar que: A) Rb = Ra e wa = wc. B) Rb = Ra e wa =3wc. C) Rb = Ra e wa = wc. D) Rb = Ra e wa =3wc. Rc Rb Ra 12

QUESTÃO 18 Três cargas estão fixas em um semi-círculo de raio R que está centrado no ponto P, conforme ilustra figura a seguir. Deseja-se colocar uma quarta carga q’ no ponto P, de modo que essa fique em repouso. Supondo que a carga q’ tenha o mesmo sinal de q, o valor do ângulo θ para que a carga q’ fique em repouso deverá ser: A) θ = π/3. B) θ = π/4. C) θ = π/2. D) θ = π/6. R P Q = 2C θ θ q = − 2C Q = 2C 13

QUESTÃO 19 Dois tipos de íons com cargas q1 e q2 de mesmo sinal são lançados em uma região que possui campo elétrico uniforme e campo magnético uniforme , como ilustra figura a seguir. Essas partículas atravessam um pequeno orifício no anteparo A, de modo que só os íons com velocidade na direção X entrem na região entre os dois anteparos. Quando entram na região de campo através do anteparo A, os íons tipo 1 e 2 possuem velocidades V1 =10m/s e V2 = 20m/s, respectivamente. A intensidade dos campos elétrico e magnético são E = 0,12 V/m e B = 6x10−3 T, respectivamente. Obs: Despreze a interação entre os íons e os efeitos devido à gravidade. Sabendo-se que o orifício no anteparo A está alinhado, ao longo do eixo X, ao orifício no anteparo B, é correto afirmar que: A) os íons tipo 1 e tipo 2 atravessam o anteparo B. B) os íons tipo 1 atravessam o anteparo B e os tipo 2 não. C) os íons tipo 2 atravessam o anteparo B e os tipo 1 não. D) nenhum tipo de íon atravessa o anteparo B. íon tipo 2 (v2) íon tipo 1 (v1) anteparo B anteparo A Y X 14

QUESTÃO 20 A figura abaixo mostra duas placas planas, condutoras, separadas por uma distância d, conectadas a uma bateria de 1V. Deseja-se determinar o trabalho realizado pela força elétrica sobre uma carga positiva q, quando essa é deslocada de duas diferentes formas: 1ª forma: a carga é deslocada, paralelamente às placas, do ponto A para o ponto B (WAB). 2ª forma: a carga é deslocada do ponto A para o ponto C (WAC). Assuma que as dimensões laterais de cada placa são muito maiores do que a separação entre elas. Com base nessas informações, é correto afirmar que: A) WAB = 0 e WAC= - q/3. B) WAB = - q/6 e WAC = 0. C) WAB = 0 e WAC = - q/6. D) WAB = - q/3 e WAC = 0. − d/2 15