15 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. O gabarito identifica esta prova também com o PASES 3, triênio 2002–2004.
Q31
Termologia — Calorimetria
O gálio é um metal cuja temperatura de fusão é aproximadamente 30 oC. Um pequeno pedaço desse metal, a 0 oC, é colocado em um recipiente que contém um certo volume de água a 80 oC. O recipiente tem capacidade térmica desprezível e é mantido termicamente isolado do ambiente. As temperaturas do metal e da água são monitoradas independentemente, a partir do instante em que são colocados em contato. Dentre os gráficos abaixo, aquele que representa as variações da temperatura (T) da água e do metal como função do tempo (t), obtidas no experimento, é:
a)
b)
c)
d)
e)
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
A
Resolução
A água cede calor e esfria; o gálio aquece até 30 °C. Durante a fusão, o calor recebido altera a fase sem elevar sua temperatura.
Após a fusão completa, o metal pode voltar a aquecer até a temperatura comum. O gráfico compatível mostra o patamar a 30 °C e posterior aproximação das duas temperaturas, sem cruzamento. O valor final depende das quantidades de água e metal.
Alternativa correta: A.
Q32
Óptica — Refração
Um raio de luz monocromática proveniente da água incide na interface plana água-ar. A figura abaixo que representa CORRETAMENTE os raios incidente, refletido e refratado é:
a)
b)
c)
d)
e)
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
C
Resolução
Na reflexão, os ângulos de incidência e reflexão são iguais.
$$n_{água}\sin i=n_{ar}\sin r$$
Como o índice da água é maior, o ângulo refratado é maior que o incidente quando há transmissão. O desenho selecionado mantém o raio refletido na água e o refratado afastado da normal.
Alternativa correta: C.
Q33
Mecânica — Quantidade de movimento
Dois blocos feitos de materiais idênticos, um de massa M e outro de massa 2M, encontram-se inicialmente em repouso sobre uma superfície plana e com atrito, separados por uma carga explosiva cuja massa é desprezível. A situação é ilustrada na figura abaixo.
Após a explosão da carga, o bloco de massa M percorre uma distância L, deslizando pela superficie antes de parar. É CORRETO afirmar que a distância percorrida pelo bloco de massa 2M será:
a)$2L$
b)$L$
c)$L/2$
d)$L/4$
e)$4L$
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
D
Resolução
$$Mv=2MV$$
$$V=v/2$$
$$a=\mu g$$
$$d=\frac{v^2}{2\mu g}$$
$$d_{2M}=\frac{(v/2)^2}{2\mu g}=L/4$$
Alternativa correta: D.
Q34
Eletricidade — Circuitos elétricos
O circuito elétrico de um chuveiro comum consiste de duas resistências (R1 e R2) e uma chave (S), ligadas a uma fonte de tensão (V). A posição da chave S pode ser ajustada em uma das três situações ilustradas abaixo, a fim de permitir, em cada caso, uma diferente temperatura da água do banho.
Os banhos correspondentes às situações I, II e III são, respectivamente:
a)frio, quente e morno.
b)morno, quente e frio.
c)quente, frio e morno.
d)quente, morno e frio.
e)morno, frio e quente.
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
C
Resolução
$$P=\frac{V^2}{R}$$
Em I, a menor resistência ativa fornece maior potência. Em II, não há corrente: o banho é frio. Em III, a associação em série tem maior resistência e menor potência que em I: banho morno.
Alternativa correta: C.
Q35
Eletricidade — Capacitores
Duplicando-se a diferença de potencial entre as placas de um capacitor, é CORRETO afirmar que:
a)a carga e a capacitância do capacitor também são duplicadas.
b)a carga e a capacitância do capacitor permanecem constantes.
c)a carga do capacitor é duplicada, mas sua capacitância permanece constante.
d)a carga e a capacitância do capacitor são reduzidas à metade dos valores iniciais.
e)a carga do capacitor é duplicada e sua capacitância é reduzida à metade.
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
C
Resolução
$$Q=CV$$
$$Q'=C(2V)=2Q$$
A capacitância permanece determinada pela geometria e pelo dielétrico, dentro do modelo ideal e sem ruptura elétrica.
Alternativa correta: C.
Q36
Mecânica — Leis de Newton
A figura I, abaixo, ilustra um bloco A apoiado sobre um bloco B, estando o conjunto em repouso sobre uma mesa horizontal. Na figura II são apresentados diagramas que representam as forças que agem sobre cada um dos blocos, considerados como sistemas isolados. Nessa figura, as linhas tracejadas são igualmente espaçadas e os tamanhos dos vetores são proporcionais aos módulos das respectivas forças.
Das forças representadas nos diagramas, aquelas que podem configurar um par ação-reação são:
a)$\vec F_1$ e $\vec F_4$
b)$\vec F_1$ e $\vec F_2$
c)$\vec F_3$ e $\vec F_4$
d)$\vec F_2$ e $\vec F_5$
e)$\vec F_1$ e $\vec F_3$
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
A
Resolução
F1 é exercida por B sobre A. Sua reação é a força exercida por A sobre B, indicada por F4.
O peso de A tem como reação uma força gravitacional exercida por A sobre a Terra, e não a normal que equilibra o bloco.
Alternativa correta: A.
Q37
Eletromagnetismo — Indução eletromagnética
A figura abaixo ilustra uma espira circular, nas proximidades de um circuito, inicialmente percorrido por uma corrente i constante. S é a chave desse circuito.
É CORRETO afirmar que:
a)haverá corrente elétrica constante na espira enquanto a chave S for mantida fechada.
b)haverá uma corrente elétrica instantânea na espira se a chave S for subitamente aberta.
c)haverá corrente elétrica constante na espira se a chave S for aberta e assim mantida.
d)não haverá uma corrente elétrica na espira se ela for aproximada do circuito enquanto a chave S está fechada.
e)haverá uma corrente elétrica constante na espira se ela for afastada do circuito após a chave S ser aberta.
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
B
Resolução
$$\mathcal E=-\frac{d\Phi_B}{dt}$$
Ao abrir a chave, a corrente no circuito e seu campo diminuem. O fluxo na espira varia e aparece corrente transitória. Com o circuito desligado e o fluxo estabilizado, a corrente induzida deixa de existir.
Alternativa correta: B.
Q38
Termologia — Gases ideais
Um gás ideal monoatômico expandiu-se, realizando um trabalho sobre a vizinhança igual, em módulo, à quantidade de calor absorvida por ele durante a expansão. Sabendo-se que a energia interna de um gás ideal é proporcional a sua temperatura absoluta pode-se afirmar que, na transformação relatada acima, a temperatura absoluta do gás:
a)necessariamente aumentou.
b)necessariamente permaneceu constante.
c)necessariamente diminuiu.
d)aumentou ou permaneceu constante.
e)diminuiu ou permaneceu constante.
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
B
Resolução
$$\Delta U=Q-W$$
$$Q=W\Rightarrow\Delta U=0$$
$$U=\frac32nRT$$
A temperatura final é igual à inicial. O balanço entre extremos, sozinho, não exige temperatura constante em todos os instantes intermediários.
Alternativa correta: B.
Q39
Eletromagnetismo — Campo magnético
A figura I ilustra um corte transversal de um fio cilíndrico, perpendicular ao plano desta página, muito próximo a duas barras imantadas. Quando não há corrente no fio, as barras alinham-se com o campo magnético da Terra, conforme ilustrado.
Das figuras abaixo, a que ilustra CORRETAMENTE a orientação das barras, quando o fio é percorrido por uma corrente elétrica contínua de grande intensidade e dirigida para fora desta página, é:
a)
b)
c)
d)
e)
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
D
Resolução
Com o polegar para fora da página, os dedos indicam campo anti-horário. À esquerda do fio ele aponta para baixo; à direita, para cima.
O polo norte de cada barra tende a apontar no sentido do campo local. A figura compatível mostra alinhamentos verticais opostos, com os polos correspondentes.
Alternativa correta: D.
Q40
Ondulatória — Ondulatória
É CORRETO afirmar que:
a)o som é uma onda mecânica e sua velocidade não depende do meio de propagação.
b)a luz visível, os raios X, as microondas e as ondas de rádio são exemplos de ondas eletromagnéticas.
c)um feixe de luz com um único comprimento de onda, proveniente do ar, separa-se em várias cores ao penetrar em um prisma de vidro.
d)a interferência de duas ondas sonoras de mesma freqüência em um ponto do espaço não pode resultar em uma intensidade sonora nula.
e)o ouvido humano é sensível a qualquer onda sonora independente da freqüência.
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
B
Resolução
Luz visível, raios X, micro-ondas e rádio pertencem ao espectro eletromagnético. O som precisa de um meio e sua velocidade depende dele.
Uma componente monocromática não se divide em novas frequências na refração linear; ondas coerentes podem interferir destrutivamente, e a audição humana cobre uma faixa limitada.
Alternativa correta: B.
Q41
Mecânica — Hidrostática
Um navio cargueiro proveniente do Oceano Atlântico passa a navegar nas águas menos densas do Rio Amazonas. Em comparação com a situação no mar, é CORRETO afirmar que no rio:
a)o empuxo e a porção imersa do navio serão menores.
b)o empuxo será menor e a porção imersa do navio será maior.
c)o empuxo será maior e a porção imersa do navio será menor.
d)o empuxo e a porção imersa do navio serão maiores.
e)o empuxo será igual e a porção imersa do navio será maior.
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
E
Resolução
$$E=mg$$
$$E=\rho gV_{imerso}$$
$$V_{imerso}=m/\rho$$
A massa e o empuxo ficam constantes; a menor densidade exige maior volume imerso.
Alternativa correta: E.
Q42
Eletricidade — Campo elétrico
A figura abaixo ilustra uma partícula com carga elétrica positiva (Q), inicialmente mantida em repouso no ponto B, presa a uma linha isolante inextensível. Esse conjunto se encontra numa região onde há um campo elétrico uniforme representado pelo vetor $\vec E$.
Supondo que, após a partícula ser abandonada, as únicas forças que atuam sobre ela são a força elétrica e a tensão na linha, é CORRETO afirmar que a partícula:
a)se moverá ciclicamente entre os pontos B e D, percorrendo a trajetória pontilhada da figura.
b)se moverá do ponto B para o ponto C, percorrendo a trajetória pontilhada, e então permanecerá em repouso no ponto C.
c)se moverá do ponto B para o ponto D, percorrendo a trajetória pontilhada, e então permanecerá em repouso no ponto D.
d)se moverá em linha reta do ponto B para o ponto A e então permanecerá em repouso no ponto A.
e)permanecerá em repouso no ponto B.
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
A
Resolução
A força elétrica aponta para a direita e tem componente tangencial que põe a carga em movimento. Ao chegar a C, ponto mais à direita, a velocidade é máxima.
Daí em diante, a força elétrica retira energia cinética até D, simétrico a B e de mesmo potencial elétrico. Sem perdas, a carga retorna e repete a oscilação.
Alternativa correta: A.
Q43
Mecânica — Trabalho e energia
Um bloco de massa 2,0 kg sobe a rampa ilustrada na figura abaixo, comprimindo uma mola de constante elástica k = 200 N/m, até parar em B.
Sabe-se que a velocidade do bloco em A era 8,0 m/s e que não houve quaisquer efeitos dissipativos no trecho entre os pontos A e B. Considerando-se a aceleração da gravidade local igual a 10 m/s2 , pode-se afirmar que a compressão máxima da mola terá sido:
a)0,60 m
b)0,65 m
c)0,50 m
d)0,80 m
e)0,85 m
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
A
Resolução
$$E_{ci}=\frac{2\cdot8^2}{2}=64\,\mathrm J$$
$$\Delta E_p=2\cdot10\cdot1{,}40=28\,\mathrm J$$
$$\frac{200x^2}{2}=64-28=36$$
$$x=0{,}60\,\mathrm m$$
Alternativa correta: A.
Q44
Ondulatória — Acústica
Um trem apita parado na estação. Uma pessoa inicialmente em repouso longe da estação, ao ouvir o apito, passa a correr em linha reta ao encontro do trem. É CORRETO afirmar que imediatamente após iniciar a corrida, comparado com sua situação anterior de repouso, a pessoa passa a perceber:
a)um som de freqüência ligeiramente maior e de intensidade ligeiramente menor.
b)um som de freqüência ligeiramente maior e de intensidade ligeiramente maior.
c)um som de freqüência ligeiramente menor e de intensidade ligeiramente menor.
d)um som de freqüência ligeiramente menor e de intensidade ligeiramente maior.
e)um som de freqüência ligeiramente menor e de mesma intensidade.
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
B
Resolução
$$f'=f\frac{v_s+v_o}{v_s}>f$$
Ao reduzir a distância da fonte, a intensidade tende a aumentar no modelo de propagação considerado. No instante exato da partida, antes de qualquer mudança de distância, o efeito geométrico sobre a intensidade ainda não ocorreu; a opção descreve a aproximação iniciada.
Alternativa correta: B.
Q45
Mecânica — Dinâmica
As curvas pontilhadas abaixo ilustram a trajetória descrita por um caminhão numa estrada plana. Das figuras apresentadas, a que indica CORRETAMENTE a força resultante ($\vec F$) que atua no caminhão e a sua velocidade instantânea ($\vec V$) é:
a)
b)
c)
d)
e)
Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.
B
Resolução
A velocidade é tangente à trajetória. Na curva, a aceleração normal aponta para o centro de curvatura.
$$F_n=m\frac{v^2}{R}$$
O desenho compatível apresenta a velocidade tangente e a força com componente voltada para a concavidade.
