Vestibular UFV 2008 — Física com gabarito e resolução

Q11

Mecânica — Trabalho e energia

Assinale a afirmativa CORRETA:

a)Conforme o princípio de conservação da energia mecânica, a soma da variação da energia potencial com a variação da energia cinética de um corpo é nula, quando apenas forças conservativas atuam no corpo.

b)Conforme o princípio de conservação da energia mecânica, a soma da energia potencial com a energia cinética de um corpo é nula, quando apenas forças dissipativas atuam no corpo.

c)A soma da energia potencial com a energia cinética de um corpo é nula, quando apenas forças conservativas atuam no corpo.

d)A soma da variação da energia potencial com a variação da energia cinética de um corpo é nula, quando apenas forças dissipativas atuam no corpo.

Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.

Resolução

$$E_m=E_c+E_p=\text{constante}$$

$$\Delta E_c+\Delta E_p=0$$

O valor da energia mecânica pode ser diferente de zero e depende, em parte, da referência adotada para o potencial.

Alternativa correta: A.

Q12

Mecânica — Cinemática

O gráfico abaixo representa a posição s de um carro em função do tempo t, que se move em linha reta em uma superfície plana e horizontal.

Figura original da questão 12, Vestibular UFV 2008.

Com base na análise do gráfico, é INCORRETO afirmar que:

a)entre os instantes 5 s e 10 s o carro encontra-se parado.

b)entre os instantes 0 s e 14 s o movimento do carro é uniformemente variado.

c)a velocidade média entre os instantes 10 s e 14 s é 1,25 m/s.

d)a velocidade instantânea do carro no instante 3 s é 1 m/s.

Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.

Resolução

No início, a inclinação é 5/5 = 1 m/s. No patamar, a velocidade é zero.

$$v_{m,10-14}=\frac{10-5}{14-10}=1{,}25\,\mathrm{m/s}$$

O conjunto dos trechos não possui uma única aceleração constante, portanto não constitui movimento uniformemente variado no intervalo inteiro.

Alternativa correta: B.

Q13

Termologia — Gases ideais

Uma quantidade fixa de um gás real se comporta cada vez mais como um gás ideal se:

a)aumentarmos a sua pressão e a sua temperatura.

b)diminuirmos a sua pressão e a sua temperatura.

c)aumentarmos a sua pressão e diminuirmos a sua temperatura.

d)diminuirmos a sua pressão e aumentarmos a sua temperatura.

Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.

Resolução

Em baixa pressão, as moléculas ficam em média mais separadas e seu volume próprio se torna menos relevante. Temperatura mais alta reduz a importância relativa das atrações na dinâmica térmica, longe de regimes de ionização ou decomposição.

Alternativa correta: D.

Q14

Termologia — Calorimetria

Observe o diagrama P versus T para uma substância qualquer, mostrado na figura abaixo.

Figura original da questão 14, Vestibular UFV 2008.

Sabe-se que a substância está no estado sólido para baixas temperaturas e baixas pressões e no estado gasoso para altas temperaturas e baixas pressões. Deseja-se solidificar a substância, inicialmente no estado gasoso, sem que a mesma passe pelo estado líquido, aumentando a pressão externa nela exercida. Para isso, é necessário que a temperatura inicial T da substância satisfaça a seguinte condição:

a)T > T₂

b)T₁ < T < T₂

c)0 < T < T₁

d)T = T₂

Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.

Resolução

Para temperaturas abaixo de T1, a região gasosa é separada da sólida pela curva de sublimação. Aumentar a pressão nessa faixa pode promover deposição diretamente para o sólido.

Entre T1 e T2, o caminho de compressão pode atravessar a região líquida, contrariando a exigência do enunciado.

Alternativa correta: C.

Q15

Eletricidade — Circuitos elétricos

Um chuveiro C e um forno de microondas M são ligados, como mostrado no circuito abaixo.

Sabendo que é de 4800 W a potência dissipada pelo chuveiro e de 1200 W a dissipada pelo forno de microondas, a corrente medida pelo amperímetro ideal A será:

a)50 A

b)10 A

c)30 A

d)40 A

Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.

Resolução

$$P_{total}=4800+1200=6000\,\mathrm W$$

$$I=\frac{P_{total}}V=\frac{6000}{120}=50\,\mathrm A$$

Alternativa correta: A.

Q16

Eletromagnetismo — Campo magnético

Um fio condutor retilíneo muito longo é percorrido por uma corrente elétrica. O fio está orientado perpendicularmente à página e a corrente está “saindo” da página. A figura que representa CORRETAMENTE a direção e o sentido do campo magnético produzido em torno do fio é:

Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.

Resolução

Com o polegar saindo da página, os dedos curvados indicam circulação anti-horária.

No alto do fio o campo aponta para a esquerda; à direita, para cima; embaixo, para a direita; à esquerda, para baixo. A figura selecionada apresenta esse conjunto.

Alternativa correta: C.

Q17

Mecânica — Estática

A figura abaixo ilustra uma balança muito usada na feira, composta por um prato, uma barra que pode girar sobre o apoio e um bloco deslizante, que permite equilibrar o sistema quando o braço está na posição horizontal.

Figura original da questão 17, Vestibular UFV 2008.

Sabendo que a massa do bloco é 3 vezes maior que a do prato e que a balança é capaz de pesar um corpo de massa 14 vezes maior que a do prato, o tamanho mínimo de L, desprezando a massa da barra, é:

a)47 cm

b)50 cm

c)30 cm

d)42 cm

Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.

Resolução

$$(14m+m)g\cdot10=3mg\cdot L$$

$$L=\frac{15\cdot10}{3}=50\,\mathrm{cm}$$

Alternativa correta: B.

Q18

Mecânica — Trabalho e energia

Em prédios nos quais não há elevador, normalmente utiliza-se um sistema de roldanas para transportar objetos pesados até os apartamentos, evitando levá-los pela escada. Considere o sistema de 3 roldanas, como mostrado na figura abaixo.

Figura original da questão 18, Vestibular UFV 2008.

Considerando a ausência de forças dissipativas e que o objeto encontra-se em repouso no nível da rua e na altura final desejada, a energia necessária para transportá-lo utilizando esse sistema, em comparação àquela necessária para o transporte pelas escadas, é:

a)a mesma.

b)2 vezes menor.

c)3 vezes menor.

d)3 vezes maior.

Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.

Resolução

$$W=\Delta E_p=mgh$$

A massa e a diferença de altura são as mesmas. As roldanas alteram força e deslocamento, mas o trabalho ideal para a elevação permanece igual.

Alternativa correta: A.

Q19

Termologia — Gases ideais

Questão com ressalva editorial: disponível para estudo, excluída do desempenho. Consulte a resolução.

A figura abaixo mostra um ciclo termodinâmico a que foi submetido um gás ideal.

Sabendo que o processo 3 é isotérmico e que o calor total fornecido ao gás durante o ciclo foi de 100 J, o módulo do trabalho realizado sobre o gás durante o processo 3 é:

a)300 J

b)100 J

c)200 J

d)0 J

Gabarito oficial da versão 1: C. Item excluído do desempenho por ressalva editorial; veja a resolução.

Questão com ressalva editorial

Resolução

Pelo balanço cíclico informado:

$$W_1=20(20-5)=300\,\mathrm J$$

$$W_3=100-300=-200\,\mathrm J$$

Entretanto, na isoterma fornecida:

$$W_3=pV\ln\frac{V_f}{V_i}=100\ln\frac5{20}\approx-138{,}6\,\mathrm J$$

O calor líquido compatível seria aproximadamente 161,4 J. O gabarito marca a opção de 200 J pelo balanço formal, mas os dados são incompatíveis; por ressalva editorial, o item fica fora do desempenho, sem atribuir anulação oficial.

Q20

Ondulatória — Ondulatória

Em um determinado instante, uma fotografia é tirada de uma corda que foi posta a oscilar. As grandezas G, H, K e J são indicadas na fotografia, como mostrado abaixo.

Figura original da questão 20, Vestibular UFV 2008.

É CORRETO afirmar que essas grandezas representam:

a)K = Amplitude e G = Período.

b)K = Amplitude e H = Comprimento de onda.

c)J = Amplitude e H = Período.

d)J = Amplitude e H = Comprimento de onda.

Gabarito oficial da versão 1, conferido com a resolução TEF.

Resolução

J é a máxima distância transversal ao equilíbrio, portanto a amplitude. H liga pontos consecutivos na mesma fase, portanto mede o comprimento de onda.

K é a distância entre os extremos de oscilação e equivale a duas amplitudes. O período exigiria informação temporal.

Alternativa correta: D.