UFU 2020.2 | 1ª Fase — Questões de Física comentadas — Método TEF

Para o observador no solo, o piloto muda a direção de sua velocidade ao acompanhar a curva. A aceleração e a resultante horizontal apontam para o centro da curva.

$$a_c=\frac{v^2}{R}$$

$$F_c=ma_c$$

Essa força é exercida sobre o piloto por partes do carro, como banco, apoios laterais e cinto. Ela não é a força gravitacional, que aponta aproximadamente para baixo.

Precisão de linguagem. A indicação 6,5 g representa aceleração lateral equivalente a 6,5 vezes a aceleração da gravidade; para obter a força, é necessário multiplicar pela massa do piloto.

Alternativa correta: D.

Partindo do repouso, o ganho de energia cinética é:

$$\Delta E_c=\frac{mv^2}{2}$$

$$\Delta E_c=\frac{1000\cdot30^2}{2}$$

$$\Delta E_c=450000\ \mathrm{J}$$

O volume consumido e a energia química fornecida são:

$$V=0{,}050\ \mathrm{L}$$

$$E_{\mathrm{comb}}=20\cdot10^6\cdot0{,}050$$

$$E_{\mathrm{comb}}=1000000\ \mathrm{J}$$

O rendimento pedido considera apenas a conversão em energia de movimento:

$$\eta=\frac{\Delta E_c}{E_{\mathrm{comb}}}$$

$$\eta=\frac{450000}{1000000}$$

$$\eta=0{,}45$$

$$\eta=45\%$$

Alternativa correta: A.

Um satélite geoestacionário mantém a mesma posição angular em relação à superfície terrestre. Por isso, seu período orbital coincide com o período de rotação da Terra em relação às estrelas.

$$T_{\mathrm{orbital}}=T_{\mathrm{rotacional}}$$

Esse período é um dia sideral, aproximadamente 23 h 56 min. A órbita também precisa ser circular, equatorial e ter o mesmo sentido da rotação terrestre.

Ele se move em outros referenciais. No modelo de órbita circular dominada pela gravidade da Terra:

$$R^3=\frac{GM_{\mathrm{Terra}}T^2}{4\pi^2}$$

A massa do satélite não aparece nessa relação.

Alternativa correta: C.

Após o esgotamento das fontes que sustentam o núcleo, uma estrela massiva pode sofrer colapso gravitacional. Se o remanescente tiver massa suficiente, pode formar um buraco negro.

O Big Bang não corresponde a uma explosão ocorrida no centro de nossa galáxia. A expansão cosmológica não privilegia esse ponto.

Convecção transporta energia pelo movimento de matéria; radiação transporta energia por ondas eletromagnéticas. A principal fonte de energia das estrelas em suas fases estáveis é a fusão nuclear, não a fissão.

O texto-base simplifica o transporte de elementos: a difusão radiativa transporta energia, e não é, por si só, um mecanismo de mistura de núcleos até a superfície. Essa imprecisão não muda a afirmação correta sobre o remanescente.

Alternativa correta: D.

No ar, a luz se propaga com velocidade próxima de 300 milhões de metros por segundo, enquanto o som se propaga a algumas centenas de metros por segundo.

$$t=\frac{d}{v}$$

Para a mesma distância, o tempo de percurso da luz é muito menor que o do som. Vemos primeiro o relâmpago e ouvimos depois o trovão.

A alternativa aceita pela banca reúne essa comparação. Sua formulação deve ser entendida no contexto da luz e do som no ar: não há uma regra geral segundo a qual qualquer onda eletromagnética em qualquer meio seja mais rápida que toda onda mecânica.

Alternativa correta: C.

O diodo ideal conduz quando está polarizado diretamente e bloqueia a corrente quando a polarização se inverte.

No semiciclo de condução indicado pela montagem, a queda de tensão no diodo é nula e o voltímetro mede a tensão da fonte aplicada ao resistor.

$$U_R=U_{\mathrm{fonte}}\quad\text{(condução)}$$

No semiciclo de bloqueio, não há corrente no resistor. Portanto:

$$i=0$$

$$U_R=Ri$$

$$U_R=0$$

A leitura é uma sequência de pulsos triangulares positivos separados por intervalos de tensão nula: retificação de meia onda.

Alternativa correta: A.

A objetiva forma a imagem 1, real, invertida e ampliada em relação ao objeto. Essa imagem passa a funcionar como objeto para a lente ocular.

A ocular opera como uma lupa, produzindo a imagem 2 virtual da imagem intermediária. A imagem final não é uma imagem real projetável em um anteparo na posição indicada.

Os aumentos lineares sucessivos multiplicam-se:

$$A_{\mathrm{total}}=A_{\mathrm{objetiva}}A_{\mathrm{ocular}}$$

Logo, a relação correta é a de que a imagem 1 serve de objeto para a ocular.

Alternativa correta: B.

A pilha estabelece corrente na bobina. Os trechos condutores imersos no campo magnético do ímã sofrem forças magnéticas.

$$\vec F=i\vec\ell\times\vec B$$

As forças em lados opostos da bobina podem produzir torque e fazê-la girar. Para uma espira plana, o módulo do torque é:

$$\tau=iAB\sin\theta$$

Aqui, θ é o ângulo entre a normal à espira e o campo. A manutenção do giro depende dos contatos e da comutação previstos na montagem; o campo permanente não precisa variar para exercer força sobre a corrente.

Alternativa correta: C.