UFU 2013.2 | 1ª Fase — Questões de Física comentadas — Método TEF

As polias ideais do desenho redirecionam o cabo, sem multiplicar os trechos que sustentam a caixa. Os blocos têm acelerações de mesmo módulo.

Para o bloco de 500 kg que desce:

$$5000-T=500a$$

Para a caixa de 300 kg que sobe:

$$T-3000=300a$$

Somando as equações:

$$2000=800a$$

$$a=2{,}5\ \mathrm{m/s^2}$$

Substituindo na equação da caixa:

$$T=3000+300\cdot2{,}5$$

$$T=3750\ \mathrm{N}$$

Alternativa correta: C.

A lei fornecida é:

$$\frac{V}{t}=KA\frac{H}{L}$$

O quociente entre os dois comprimentos é adimensional. Portanto:

$$[K]=\frac{[V]}{[t][A]}$$

$$[K]=\frac{\mathrm{m^3}}{\mathrm{s}\,\mathrm{m^2}}$$

$$[K]=\mathrm{m/s}$$

O coeficiente usado nessa forma da lei tem unidade de velocidade.

Alternativa correta: B.

Adotando instalação na tensão nominal adequada a cada tipo, ambos os conjuntos têm a mesma potência total:

$$P_{\mathrm{total}}=5\cdot100$$

$$P_{\mathrm{total}}=500\ \mathrm{W}$$

$$P_{\mathrm{total}}=0{,}5\ \mathrm{kW}$$

O tempo mensal de uso é:

$$\Delta t=5\cdot30$$

$$\Delta t=150\ \mathrm{h}$$

Para qualquer dos tipos:

$$E=0{,}5\cdot150$$

$$E=75\ \mathrm{kWh}$$

$$C=75\cdot0{,}05$$

$$C=3{,}75\ \mathrm{reais}$$

A diferença mensal é zero. A comparação não considera alimentar uma lâmpada fora da tensão para a qual foi especificada.

Alternativa correta: A.

No primeiro espelho, os ângulos de incidência e reflexão em relação à normal são iguais a i.

A normal ao segundo espelho é perpendicular à normal do primeiro. Assim, o ângulo de incidência no segundo é o complemento de i.

$$i_2=90^\circ-i$$

Aplicando novamente a lei da reflexão:

$$r=i_2$$

$$r=90^\circ-i$$

Alternativa correta: B.

Na fosforescência, estados excitados de vida relativamente longa permitem emissão luminosa mesmo após cessar a excitação.

A fluorescência usual cessa rapidamente quando a fonte excitadora é retirada. Incandescência está associada à emissão térmica, e polarização não descreve o armazenamento temporário de energia referido no enunciado.

Alternativa correta: D.

Para o iceberg flutuando em equilíbrio:

$$\rho_{\text{água}}gV_{\mathrm{sub}}=\rho_{\text{gelo}}gV_{\mathrm{total}}$$

$$\frac{\rho_{\text{gelo}}}{\rho_{\text{água}}}=\frac{V_{\mathrm{sub}}}{V_{\mathrm{total}}}$$

A figura indica um décimo do volume fora da água, portanto nove décimos submersos:

$$\frac{\rho_{\text{gelo}}}{\rho_{\text{água}}}=0{,}9$$

A densidade do gelo é 0,9 vezes a da água, no modelo da tirinha.

Alternativa correta: B.

Para massas iguais, uma inicialmente parada, o momento linear fornece:

$$\vec v_0=\vec v_1+\vec v_2$$

A conservação de energia cinética dá:

$$v_0^2=v_1^2+v_2^2$$

Comparando com o quadrado da soma vetorial:

$$\vec v_1\cdot\vec v_2=0$$

As velocidades finais são perpendiculares. Projetando a relação de momento na direção da bola 2:

$$v_2=v_0\cos60^\circ$$

$$v_2=10\cdot\frac{1}{2}$$

$$v_2=5\ \mathrm{m/s}$$

Alternativa correta: D.

Para fios de mesmo comprimento:

$$R=\rho\frac{L}{A}$$

A maior resistência exige a maior resistividade e a menor seção: ferro-níquel, com espessura de 2 mm.

A menor resistência exige a menor resistividade e a maior seção: cobre recozido, com espessura de 8 mm.

A temperatura de fusão não participa da comparação pedida.

Alternativa correta: B.

O fio concentra a força em uma pequena área de contato, produzindo pressão elevada. Para o gelo comum nas condições do experimento, esse aumento de pressão reduz a temperatura de fusão.

O gelo pode fundir localmente sob o fio. Após a passagem, a pressão diminui e a água pode voltar a solidificar, mantendo o bloco unido.

O processo é chamado regelo. A troca de calor e a temperatura próxima da condição de fusão são relevantes para observá-lo; não se trata de converter pressão automaticamente em aquecimento.

Alternativa correta: D.

Questão anulada no gabarito oficial definitivo. A aceleração em cada trecho é a inclinação do gráfico de velocidade:

$$a=\frac{\Delta v}{\Delta t}$$

De zero a dez segundos:

$$a=\frac{30-0}{10-0}$$

$$a=3\ \mathrm{m/s^2}$$

De dez a vinte segundos, a velocidade é constante:

$$a=0$$

De vinte a trinta segundos:

$$a=\frac{-30-30}{30-20}$$

$$a=-6\ \mathrm{m/s^2}$$

De trinta a cinquenta segundos, a velocidade é constante:

$$a=0$$

De cinquenta a oitenta segundos:

$$a=\frac{0-(-30)}{80-50}$$

$$a=1\ \mathrm{m/s^2}$$

Nenhuma alternativa representa integralmente esses valores. O desenho de formato mais próximo apresenta o último patamar em +3 m/s², em vez de +1 m/s². Essa é a inconsistência observada na resolução; o gabarito registra a anulação, sem informar aqui sua justificativa.

Questão anulada pela banca.