PASES UFV · 2ª etapa · 2010–2012 — Física com resolução
10 questões de Física · Questões objetivas · versão 1.
Sobre esta prova
Enunciados e alternativas transcritos do caderno original, preservando a redação, os dados, a grafia e a notação. Apenas figuras e gráficos são reproduzidos como imagens da prova. Notas editoriais e análises TEF ficam separadas do enunciado.
Q11
Mecânica — Hidrostática
Três recipientes idênticos contêm água até a borda. Dois dos recipientes (B e C) contêm blocos flutuando em equilíbrio, como mostrado nas figuras abaixo.
Sejam WA, WB e WC os pesos totais (recipiente + água + bloco) em cada uma das situações A, B e C, respectivamente. É CORRETO afirmar que:
a)$W_A>W_B>W_C$.
b)$W_A<W_B<W_C$.
c)$W_A=W_B=W_C$.
d)$W_A<W_B>W_C$.
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
C
Resolução
Na flutuação, o peso do bloco é igual ao peso da água deslocada. Como o recipiente estava cheio até a borda, essa água transborda.
O peso retirado em água iguala o peso acrescentado pelo bloco. Os três pesos totais ficam iguais.
Alternativa correta: C.
Q12
Mecânica — Oscilações
Um pêndulo fixado no teto de um elevador está oscilando em movimento harmônico simples. O período dessas oscilações é: TP quando o elevador está parado, TS quando o elevador está subindo com aceleração constante e não nula, e TD quando o elevador está descendo com velocidade constante. É CORRETO afirmar que:
a)$T_P=T_D>T_S$.
b)$T_P=T_D<T_S$.
c)$T_D>T_P>T_S$.
d)$T_D<T_P<T_S$.
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
A
Resolução
$$T=2\pi\sqrt{\frac L{g_{ef}}}$$
Parado ou em velocidade constante, g efetivo = g. Com aceleração para cima, g efetivo = g + a, tornando o período menor.
Portanto TP = TD > TS.
Alternativa correta: A.
Q13
Ondulatória — Ondulatória
Em uma demonstração do experimento de Young de interferência com duas fendas foram utilizadas duas montagens A e B. Na montagem A, a distância entre as fendas é dA e a luz incidente nas fendas tem comprimento de onda λA. Na montagem B, a distância entre as fendas é dB e a luz incidente nas fendas tem comprimento de onda λB. As figuras abaixo ilustram os padrões de interferência (mostrando as regiões claras e escuras) produzidas pelas duas montagens em um anteparo distante das fendas (a distância entre as fendas e o anteparo é a mesma em ambas as montagens e os dois padrões estão na mesma escala de tamanho).
Considere as afirmativas abaixo:
Se $\lambda_A=\lambda_B$, então $d_A<d_B$.
Se $\lambda_A=\lambda_B$, então $d_A>d_B$.
Se $d_A=d_B$, então $\lambda_A<\lambda_B$.
Se $d_A=d_B$, então $\lambda_A>\lambda_B$.
Está CORRETO o que se afirma apenas em:
a)II e IV.
b)I e IV.
c)II e III.
d)I e III.
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
C
Resolução
$$\Delta y=\frac{\lambda L}{d}$$
Como ΔyA < ΔyB, para comprimentos de onda iguais segue dA > dB: II é verdadeira.
Para separações iguais segue λA < λB: III é verdadeira.
Alternativa correta: C.
Q14
Ondulatória — Ondulatória
Um fio metálico de 10 m de comprimento e massa 100 g está esticado e a tensão no fio é de 225 N. A menor frequência (em Hz) de onda estacionária que pode ser produzida nesse fio é:
a)25
b)7,5
c)15
d)3,8
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
Um pequeno bloco escorrega para baixo sobre uma superfície, partindo do repouso no ponto A, como mostra a figura ao lado. O bloco atinge novamente o repouso depois de percorrer uma certa distância horizontal H. O bloco é feito de material de calor específico c. Suponha que metade da energia mecânica dissipada pelo atrito seja absorvida pelo bloco, aumentando a sua temperatura, e que este não dissipe calor para o ambiente. Sendo g o módulo da aceleração da gravidade, a variação de temperatura do bloco, desde o instante inicial até o instante em que ele atinge o repouso, é:
a)$\dfrac{gR}{2c}$
b)$\dfrac{\pi gR}{4c}$
c)$\dfrac{gH}{2c}$
d)$\dfrac{g\sqrt{R^2+D^2}}{2c}$
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
A
Resolução
$$E_{diss}=mgR$$
$$Q_{bloco}=\frac12mgR$$
$$mc\Delta T=\frac12mgR$$
$$\Delta T=\frac{gR}{2c}$$
Alternativa correta: A.
Q16
Termologia — Máquinas térmicas
Um refrigerador é uma máquina que, operando em um processo cíclico, retira calor QB > 0 de um reservatório de calor em uma temperatura TB e fornece calor QA > 0 a um reservatório de calor em uma temperatura TA > TB. Com relação aos valores de QA e QB para os refrigeradores reais, é CORRETO afirmar que:
a)QA pode ser igual a QB se a máquina operar com um gás ideal.
b)QA é sempre menor que QB.
c)QA pode ser igual a QB se a máquina operar em ciclos de Carnot.
d)QA é sempre maior que QB.
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
D
Resolução
$$Q_A=Q_B+W_{entrada}$$
Como o trabalho de entrada é positivo, QA > QB. Mesmo um refrigerador reversível de Carnot requer trabalho para operar entre temperaturas distintas.
Alternativa correta: D.
Q17
Mecânica — Trabalho e energia
Uma mola ideal está com uma de suas extremidades fixa em uma parede. Na outra extremidade está apoiado um bloco inicialmente em repouso comprimindo a mola de uma distância d, como mostra a figura ao lado. Considere um eixo x ao longo de uma superfície horizontal sem atrito paralela ao eixo da mola. O bloco é então solto e empurrado pela mola ao longo da superfície horizontal. Dos gráficos abaixo, aquele que representa CORRETAMENTE o trabalho W(x) realizado sobre o bloco em função de x é:
a)
b)
c)
d)
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
A
Resolução
Para −d ≤ x ≤ 0:
$$W(x)=\frac12kd^2-\frac12kx^2$$
Em x = −d o trabalho é zero; em x = 0 é kd²/2. Como o bloco não está preso à mola, depois de x = 0 perde contato e W permanece constante.
Alternativa correta: A.
Q18
Termologia — Gases ideais
O diagrama ao lado ilustra a pressão em função do volume para um gás ideal que sofre uma transformação, entre os estados inicial A e final B. Esta transformação pode ser realizada por dois processos termodinâmicos diferentes, I e II, indicados na figura ao lado. Sendo ∆UI e ∆UII as variações de energia interna do gás nos processos I e II, respectivamente, e QI e QII os calores trocados entre o gás e o ambiente nestes respectivos processos, é CORRETO afirmar que:
a)$\Delta U_I>\Delta U_{II}$ e $Q_I=Q_{II}$.
b)$\Delta U_I=\Delta U_{II}$ e $Q_I<Q_{II}$.
c)$\Delta U_I=\Delta U_{II}$ e $Q_I>Q_{II}$.
d)$\Delta U_I<\Delta U_{II}$ e $Q_I=Q_{II}$.
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
C
Resolução
$$\Delta U_I=\Delta U_{II}$$
A área sob I é maior, portanto WI > WII.
$$Q=\Delta U+W$$
Consequentemente QI > QII.
Alternativa correta: C.
Q19
Mecânica — Leis de Newton
A figura ao lado ilustra um sistema formado por duas polias sem massa e sem atrito fixadas ao teto sustentando três blocos A, B e C de mesma massa, através de fios inextensíveis e de massa nula. Sabendo que os três blocos são soltos simultaneamente, a partir do repouso, é CORRETO afirmar que a aceleração do bloco B em função do módulo da aceleração da gravidade g será:
a)$\dfrac{2g}{3}$ para baixo.
b)$\dfrac g3$ para cima.
c)$\dfrac{2g}{3}$ para cima.
d)$\dfrac g3$ para baixo.
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
B
Resolução
Por simetria, as trações são iguais e A e C descem com o mesmo módulo a com que B sobe.
$$mg-T=ma$$
$$2T-mg=ma$$
Somando duas vezes a primeira à segunda:
$$mg=3ma$$
$$a=g/3\quad\text{para cima em B}$$
Alternativa correta: B.
Q20
Óptica — Refração
Um raio luminoso monocromático incide perpendicularmente em uma das faces de um prisma, conforme ilustra a figura ao lado. O prisma é feito de um material transparente com índice de refração 2,0. Se o raio emerge para o ar na outra face do prisma tangenciando a sua superfície, é CORRETO afirmar que o ângulo θ de abertura do prisma é:
a)90º
b)45º
c)60º
d)30º
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
D
Resolução
Na primeira face não há desvio. Pela geometria, a incidência na segunda face é θ.
