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UFU 2025.2 | 1ª e 2ª Fases

Vestibular UFU 2025.2 · Prova I (Questões 17-24), mais 2 questões discursivas da 2ª Fase — resolução comentada Método TEF.

Q17
Gravitação — Órbita Elíptica

Um satélite que executa uma trajetória em torno de um corpo terá, em algum lugar de sua órbita, energia potencial e cinética. Considere a situação ilustrada na figura abaixo, em que um satélite S orbita um corpo C seguindo uma trajetória elíptica, passando pelos pontos 1, 2, 3 e 4.

Satélite S em órbita elíptica ao redor de um corpo C, passando pelos pontos 1 (perigeu), 2, 3 (apogeu) e 4

Sobre a energia potencial ($E_p$) e a energia cinética ($E_c$) nos distintos pontos da trajetória, é correto afirmar que

A)$E_{p2}>E_{p3}$ e $E_{c2}>E_{c3}$
B)$E_{p1}=E_{p3}$ e $E_{c3}>E_{c4}$
C)$E_{p2}=E_{p4}$ e $E_{c1}=E_{c3}$
D)$E_{p1}E_{c3}$

Gabarito oficial UFU 2025.2 — Caderno Tipo 1

D
Resolução

O ponto 1 é o perigeu (mais próximo do foco C) e o ponto 3 é o apogeu (mais distante). Como a energia potencial gravitacional é $E_p=-\dfrac{GMm}{r}$, quanto menor a distância $r$, mais negativa (menor) é $E_p$. Logo, $E_{p1}

Como a energia mecânica total se conserva ao longo da órbita, onde $E_p$ é menor, $E_c$ é maior: no perigeu (ponto 1, mais próximo, onde o satélite é mais acelerado pela gravidade) a velocidade — e portanto a energia cinética — é máxima. Logo, $E_{c1}>E_{c3}$.

Ambas as condições batem com a alternativa D.

Q18
Física Moderna — Relatividade Restrita

As ideias sobre espaço, tempo e velocidade propostas por Albert Einstein, no início do século XX, em sua Teoria Especial da Relatividade, mudaram a interpretação clássica sobre tais grandezas. De acordo com essa teoria,

A)o valor da velocidade da luz no vácuo é uma constante universal, independentemente do referencial usado para medi-la.
B)as leis da natureza são relativas em função do sistema de referência inercial, e variam em função do observador.
C)todo movimento é relativo, não em relação a qualquer lugar do universo, mas em relação a um sistema de referência absoluto.
D)não há experimentos que possam detectar se um corpo está em movimento acelerado; somente se em repouso ou em movimento uniforme.

Gabarito oficial UFU 2025.2 — Caderno Tipo 1

A
Resolução

Um dos dois postulados fundamentais da Relatividade Restrita é justamente esse: a velocidade da luz no vácuo vale $c$ em qualquer referencial inercial, independentemente do movimento da fonte ou do observador — alternativa A.

As demais contrariam os postulados: as leis da física são as mesmas em todos os referenciais inerciais, não relativas a cada observador (contradiz B); não existe um referencial absoluto — todo movimento é relativo a outro referencial qualquer (contradiz C); e é sim possível detectar movimento acelerado, através de forças inerciais sentidas no referencial acelerado (contradiz D).

Q19
Dinâmica — Atrito Estático e Dinâmico

O gráfico abaixo expressa a intensidade da força de atrito ($F_{at}$) em função da força aplicada ($F$) sobre um corpo inicialmente em repouso e, posteriormente, em movimento.

Gráfico da força de atrito em função da força aplicada: reta crescente (repouso) até a iminência de movimento, seguida de patamar constante mais baixo (movimento)

Sobre tal situação, podem ser feitas as seguintes afirmações:

I. Se a força aplicada sobre o corpo não superar a força de atrito estático máxima, o corpo permanece em repouso.

II. Para duas superfícies em contato, o coeficiente de atrito dinâmico, via de regra, é menor do que o coeficiente de atrito estático, o que faz com que a força de atrito dinâmico entre duas superfícies seja menor do que a força de atrito estático máxima.

III. Se o corpo estiver em repouso e sobre ele for aplicada uma força, a intensidade da força de atrito estático diminui à medida que a força aumenta.

IV. Na iminência de movimento, a força de atrito estático é maior do que a força de atrito dinâmico.

Assinale a alternativa que apresenta apenas asserções corretas.

A)I, II e IV
B)II e III
C)I, II e III
D)I e IV

Gabarito oficial UFU 2025.2 — Caderno Tipo 1

A
Resolução

I é verdadeira: é a própria definição de atrito estático — enquanto a força aplicada não supera o valor máximo estático, o corpo permanece em repouso (a reta crescente do gráfico).

II é verdadeira: o gráfico mostra exatamente isso — o patamar de "movimento" (atrito dinâmico) fica abaixo do pico de "iminência de movimento" (atrito estático máximo).

III é falsa: enquanto o corpo está em repouso, a força de atrito estático acompanha a força aplicada (cresce junto com ela, como mostra a reta), não diminui.

IV é verdadeira: é a leitura direta do gráfico — o pico (iminência de movimento) é mais alto que o patamar (movimento).

Corretas: I, II e IV — alternativa A.

Q20
Óptica — Reflexão Interna Total

É comum encontrar na internet um experimento que promete "dobrar" um raio de luz. Trata-se de uma montagem simples, em que uma garrafa pet jorra água através de um furo em sua lateral. Paralelamente à direção do jato, usando um dispositivo gerador de laser, incide-se um feixe desta luz, conforme esquematizado a seguir.

Feixe de laser incidindo dentro de um recipiente com água e seguindo a curvatura do jato de água que sai lateralmente, atingindo o fundo de outro recipiente

O laser segue o caminho do jato d'água e atinge o fundo do recipiente onde o líquido é despejado. De acordo com a montagem realizada, isso acontece porque

A)o índice de refração da água é maior do que o índice de refração do ar, o que promove a polarização da luz na direção do fundo do recipiente.
B)a rapidez com que o laser percorre a água é maior do que a rapidez com que ele percorre o ar, o que promove a polarização da luz na direção do fundo do recipiente.
C)a rapidez com que o laser percorre a água é menor do que a rapidez com que ele percorre o ar, o que promove a reflexão interna da luz nas paredes do jato d'água.
D)o índice de refração da água é menor do que o índice de refração do ar, o que promove a reflexão interna da luz nas paredes do jato d'água.

Gabarito oficial UFU 2025.2 — Caderno Tipo 1

C
Resolução

A água é opticamente mais densa que o ar ($n_{água}>n_{ar}$), então a velocidade da luz na água é menor que no ar ($v=c/n$) — isso já elimina B, que inverte essa relação.

O fenômeno que mantém a luz "presa" dentro do jato, seguindo sua curvatura, é a reflexão interna total: ao atingir a superfície água-ar pelo lado mais denso, com ângulo maior que o ângulo crítico, o raio reflete inteiramente de volta para dentro da água, em vez de refratar para fora — o mesmo princípio usado em fibras ópticas. Não se trata de polarização (elimina A e B).

Alternativa D erra a relação entre os índices de refração ($n_{água}>n_{ar}$, não o contrário). Correta: alternativa C.

Q21
Óptica — Espectro de Absorção da Clorofila

As lâmpadas incandescentes emitem luz visível em um espectro contínuo, enquanto que os LEDs (Diodos Emissores de Luz) podem emitir luz em faixas de comprimentos de ondas estreitas, quase monocromáticas, com pequenas variações em relação a um valor pré-determinado. Uma possível aplicação dos LEDs em substituição às lâmpadas incandescentes é no cultivo de plantas em ambientes fechados com baixa luminosidade. Considere a figura abaixo que representa o espectro aproximado de absorção da luz visível pela clorofila das plantas em função do comprimento de onda.

Gráfico da ação da fotossíntese em função do comprimento de onda, com picos de absorção na região violeta (próximo de 425 nm) e vermelha (próximo de 670 nm)

Um estudante que pretende substituir lâmpadas incandescentes por LEDs em uma estufa possui a sua disposição LEDs nas cores azul, verde, amarelo, vermelho. Nessa situação, as cores dos LEDs que melhor otimizam a substituição de lâmpadas incandescentes são

A)verde e amarelo, pois os LEDs com emissão nos comprimentos de ondas dessas cores gastariam energia produzindo luz nas cores das folhas das plantas.
B)azul e vermelho, pois LEDs com emissão nos comprimentos de ondas dessas cores não gastam energia produzindo luz que possuem menor ação de fotossíntese.
C)verde e vermelho, pois os LEDs com emissão nos comprimentos de ondas dessas cores são os que possuem maior potência de emissão.
D)azul e amarelo, pois os LEDs com emissão nos comprimentos de ondas dessas cores são os que mais se aproximam das cores emitidas pelas lâmpadas incandescentes.

Gabarito oficial UFU 2025.2 — Caderno Tipo 1

B
Resolução

O gráfico mostra que a clorofila absorve fortemente nas regiões violeta-azul (pico perto de 425 nm) e vermelha (pico perto de 670 nm), com baixíssima absorção na região verde-amarela (vale do gráfico entre 550-600 nm) — é por isso, aliás, que as folhas parecem verdes: essa cor é a que menos é aproveitada, sendo majoritariamente refletida.

Logo, iluminar a estufa com LEDs azul e vermelho aproveita ao máximo a energia emitida, concentrando-a exatamente nas faixas de maior ação fotossintética, sem desperdiçar energia produzindo luz verde/amarela pouco absorvida — alternativa B.

Q22
Termodinâmica — Entropia e Seres Vivos

A entropia é uma grandeza física que busca mensurar o grau de desordem em um sistema físico, e possui relação com a segunda Lei da Termodinâmica, podendo levar à conclusão que, de modo espontâneo, normalmente a entropia e a desordem de um sistema físico aumentam. Ao estudar este conteúdo, um estudante afirma que o corpo humano, assim como de outros seres vivos, é um sistema que reduz a entropia e contraria a segunda Lei da Termodinâmica, aumentando o nível de organização e complexidade, uma vez que, além de conseguir coordenar diversos órgãos de complicado e específico funcionamento, também transforma moléculas simples em compostos mais elaborados como as proteínas. Esse estudante está

A)correto, pois o organismo humano é um sistema formado por vários compostos orgânicos e funciona de modo diferente das máquinas térmicas que aumentam a entropia conforme as Leis da Termodinâmica.
B)correto, pois o organismo humano é um sistema que tem a água como regulador e catalisador de diversas reações químicas que resulta na constância ou redução da entropia.
C)errado, pois o organismo humano é um sistema sustentado energeticamente por outras reações químicas, como a quebra da glicose em água e gás carbônico que resulta no aumento na entropia.
D)errado, pois o organismo humano é um sistema dependente de proteínas e de outras moléculas complexas que são absorvidas no processo de alimentação, não necessitando gerar redução na entropia ao produzi-las.

Gabarito oficial UFU 2025.2 — Caderno Tipo 1

C
Resolução

A segunda Lei da Termodinâmica se aplica a sistemas isolados (ou ao conjunto sistema + vizinhança): a entropia total não pode diminuir. Um ser vivo não é um sistema isolado — ele é um sistema aberto, que troca matéria e energia com o ambiente.

É verdade que a organização interna do corpo (entropia local) diminui, mas isso é sustentado por reações químicas que liberam energia e aumentam a entropia do ambiente muito mais do que ela diminui dentro do organismo — como na quebra da glicose em $CO_2$ e $H_2O$ durante a respiração celular. Somando sistema + ambiente, a entropia total aumenta, e a segunda Lei não é violada — alternativa C.

Q23
Termologia — Efeito Estufa

Parte da energia solar que chega ao planeta é refletida diretamente de volta ao espaço, ao atingir o topo da atmosfera terrestre — e parte é absorvida pelos oceanos e pela superfície da Terra, promovendo o seu aquecimento. Uma parcela desse calor é irradiada de volta ao espaço, mas é bloqueada pela presença de gases de efeito estufa que, apesar de deixarem passar a energia vinda do Sol, são opacos à radiação terrestre. De fato, é a presença desses gases na atmosfera o que torna a Terra habitável, pois, caso não existissem naturalmente, a temperatura média do planeta seria muito baixa, da ordem de 18 °C negativos. A troca de energia entre a superfície e a atmosfera mantém as atuais condições, que proporcionam uma temperatura média global, próxima à superfície, de 14 °C.

Disponível em: https://antigo.mma.gov.br/informma/item/195-efeito-estufa-e-aquecimento-global.html (texto adaptado)

Considerando o texto acima, são feitas as seguintes asserções.

I. O aquecimento global, com temperaturas médias acima dos valores históricos, decorre do aumento excessivo dos gases de efeito estufa na atmosfera, agravado devido ao uso de fontes de energia não renováveis e desmatamento.

II. Os gases do efeito estufa bloqueiam a saída da radiação terrestre, principalmente em comprimentos de onda da radiação ultravioleta.

III. As grandes variações de temperatura entre o dia e a noite nos desertos, o que dificulta a vida nestes locais, são resultado da redução do efeito estufa nestes locais, principalmente devido à baixa presença de umidade no ar.

IV. Os dois principais gases do efeito estufa que mais tem relação com o aquecimento global são o dióxido de carbono e o metano.

Assinale a alternativa que apresenta apenas asserções corretas.

A)I, II e IV
B)I, III e IV
C)II, III e IV
D)I, II e III

Gabarito oficial UFU 2025.2 — Caderno Tipo 1

B
Resolução

I é verdadeira: é o mecanismo padrão do aquecimento global antrópico — mais gases de efeito estufa, agravados por queima de combustíveis fósseis e desmatamento.

II é falsa: os gases de efeito estufa bloqueiam principalmente a radiação infravermelha (térmica) reemitida pela Terra, não a ultravioleta (que vem do Sol e é, em parte, absorvida na estratosfera pelo ozônio, não pelos gases de efeito estufa "clássicos").

III é verdadeira: desertos têm baixa umidade do ar, logo menor efeito estufa local — por isso perdem calor rapidamente à noite (grandes quedas de temperatura) e aquecem muito de dia.

IV é verdadeira: $CO_2$ e metano ($CH_4$) são de fato os dois gases mais associados ao aquecimento global antrópico.

Corretas: I, III e IV — alternativa B.

Q24
Eletromagnetismo — Força Magnética sobre Carga em Movimento

Um fio retilíneo é percorrido por uma corrente elétrica contínua ao mesmo tempo que uma partícula eletrizada com carga positiva se move indo em seu sentido e de modo perpendicular à direção que ocupa, conforme mostra a figura abaixo.

Fio vertical percorrido por corrente elétrica para cima; à direita do fio, uma carga positiva se move horizontalmente em direção ao fio

Qual das alternativas representa o vetor força que a carga positiva recebe devido à interação eletromagnética com o fio?

A)Vetor horizontal apontando para a direita
B)Vetor vertical apontando para baixo
C)Vetor saindo do plano da página (círculo com ponto central)
D)Vetor diagonal apontando para cima e para a esquerda

Gabarito oficial UFU 2025.2 — Caderno Tipo 1

B
Resolução

Primeiro, o campo magnético do fio no ponto onde está a carga: com a corrente subindo e a carga posicionada à direita do fio, a regra da mão direita (polegar no sentido da corrente, dedos envolvendo o fio) dá um campo $\vec B$ apontando para dentro da página naquele ponto.

A carga se move horizontalmente em direção ao fio (para a esquerda). Aplicando $\vec F=q\vec v\times\vec B$ com $\vec v$ apontando para a esquerda e $\vec B$ para dentro da página, a regra da mão direita (ou da mão espalmada, para carga positiva) dá uma força apontando verticalmente para baixo.

Alternativa correta: B.

Q01
Astronomia — Medida de Roemer da Velocidade da Luz
2ª Fase · Discursiva

No século XVII, o dinamarquês Ole Roemer trouxe importantes contribuições à ciência ao calcular a velocidade da luz. Para isso, ele analisou os eclipses de Io, um satélite natural de Júpiter, em duas situações: primeiro, calculou o tempo que a luz leva para vir até nós no exato momento de um eclipse de Io numa situação em que a Terra está mais próxima a Júpiter (situação 1 da figura). Depois, calculou o mesmo tempo na ocasião em que nosso planeta estava em posição diametralmente oposta a Júpiter, tomando o Sol como referência (situação 2 da figura).

Órbitas da Terra e de Júpiter em torno do Sol, com a Terra na posição 1 (mais próxima de Júpiter) e na posição 2 (diametralmente oposta), e Io orbitando Júpiter

Ele notou que a luz refletida de Io com a Terra na posição 2 chega com um atraso de 22 minutos, quando comparado ao tempo que leva com nosso planeta na posição 1.

Com base na situação descrita, responda:

a)Considerando que Sol, Júpiter e Io estejam num mesmo plano, um observador em Júpiter observaria que tipo de eclipse de Io? Justifique sua resposta.

RespostaUm eclipse do tipo lunar: Júpiter fica posicionado entre o Sol e seu satélite Io, projetando sobre ele seu cone de sombra — o observador em Júpiter veria Io escurecer.

b)Com os dados obtidos por Roemer à época, calcule o valor da velocidade da luz obtida por ele. Assuma que o raio da órbita terrestre é de 150.000.000 km.

Resposta$c \approx 2{,}27\times10^5$ km/s (aprox. 277.000 km/s).
Resolução

a) Na situação descrita, Júpiter fica posicionado entre o Sol e Io (seu satélite). Assim, Júpiter projeta um cone de sombra sobre Io, e um observador localizado em Júpiter veria Io escurecido por esse cone de sombra — um eclipse do tipo lunar (analogamente ao que ocorre quando a Terra se interpõe entre o Sol e a Lua).

b) O atraso de 22 min entre as duas medições corresponde exatamente ao tempo extra que a luz leva para percorrer a distância adicional entre as posições 1 e 2 da Terra — que, tomando o Sol como referência, é o diâmetro da órbita terrestre, $2R$. Logo:

$c=\dfrac{2R}{\Delta t}=\dfrac{2\times150.000.000\ \text{km}}{22\times60\ \text{s}}=\dfrac{3{,}0\times10^8\ \text{km}}{1320\ \text{s}}\approx2{,}27\times10^5\ \text{km/s}\approx277.000\ \text{km/s}$

O resultado pode ser expresso em outras unidades de velocidade (m/s, km/h etc.) — o valor obtido por Roemer, embora inferior ao valor atualmente aceito ($c\approx3\times10^5$ km/s), foi a primeira estimativa quantitativa da velocidade da luz na história da ciência.

Q02
Eletricidade — Circuito RC do Desfibrilador
2ª Fase · Discursiva

O desfibrilador é um aparelho utilizado para gerar choques elétricos no coração com problemas de fibrilação ou parada cardíaca. Ele é constituído de um capacitor ligado a uma fonte de energia, que possui a função de armazenar e, em seguida, liberar rapidamente uma quantidade de energia suficiente para fazer o coração, parado ou em fibrilação, voltar a funcionar normalmente. O esquema indica um circuito simples de um desfibrilador, com uma fonte de tensão ideal de 2000 V, associado a um resistor de 1000 Ω e um capacitor de 500 µF.

Circuito com fonte de tensão de 2000 V, resistor de 1000 ohms e capacitor de 500 microfarads, todos em paralelo

Considerando o circuito, determine:

a)Qual a corrente elétrica que atravessa o resistor de 1000 Ω e qual a energia total do capacitor quando estiver totalmente carregado?

Resposta$I_R = 2$ A; $E_C = 1000$ J.

b)Esse capacitor, quando completamente carregado, é utilizado em um procedimento de desfibrilação e toda a sua carga é liberada em um intervalo de tempo de 0,5 s no corpo do paciente. Qual o valor da corrente elétrica média nesse intervalo de tempo?

Resposta$I_{média} = 2$ A.
Resolução

a) Com o capacitor completamente carregado, nenhuma corrente circula por ele — logo, toda a corrente fornecida pela fonte passa pelo resistor: $I_R=\dfrac{V}{R}=\dfrac{2000}{1000}=2$ A.

Estando os elementos em paralelo com a fonte ideal, o capacitor fica submetido à tensão total de 2000 V. A energia nele armazenada é $E_C=\dfrac{CV^2}{2}=\dfrac{(500\times10^{-6})\times(2000)^2}{2}=\dfrac{500\times10^{-6}\times4\times10^6}{2}=1000$ J.

b) A corrente elétrica média é definida como $I_{média}=\dfrac{\Delta q}{\Delta t}$, onde a carga total armazenada no capacitor é $q=CV$. Assim:

$I_{média}=\dfrac{CV}{\Delta t}=\dfrac{(500\times10^{-6})\times2000}{0{,}5}=\dfrac{1}{0{,}5}=2$ A

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