Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

UNIFAL/EFOA · 2002.1

Vestibular 2002.1 · Física · 15 questões.

Q16
Mecânica — Gravitação

16. Numa descoberta recente de dois planetas que estão em órbita em torno de uma mesma estrela, distante do Sistema Solar, constatou-se que os períodos orbitais destes são T1 e T2, respectivamente. Determine as razões dos raios orbitais destes dois planetas, considerando que neste sistema planetário as leis de Kepler também possam ser aplicadas:

A)
\(\left(\frac{T_1}{T_2}\right)^{2/3}\)
B)
\(\left(\frac{T_1}{T_2}\right)^{3/2}\)
C)
\((T_1\times T_2)^{2/3}\)
D)
\((T_1\times T_2)^{3/2}\)
E)
\(\frac{T_1^{7/3}}{T_2^{3/2}}\)

Gabarito oficial, caderno 1.

A
Resolução comentada

Pela terceira lei de Kepler, T² é proporcional a r³ para órbitas em torno da mesma estrela. Logo r₁/r₂ = (T₁/T₂)^(2/3).

Q17
Ondulatória — Grandezas das ondas

17. A ponta de um galho de árvore toca a superfície de um lago e, quando a árvore balança com o vento, produz ondas na superfície deste. Um pescador, próximo à arvore, observa que o galho oscila 10 vezes em 20 s e que cada oscilação produz ondas com cristas cujos máximos estão 15 cm acima da superfície do lago. O pescador observa ainda que uma determinada crista de onda chega a um barco, afastado 12 m da ponta do galho, em 6,0 s. O período, a velocidade, a amplitude e o comprimento de onda são, respectivamente:

A)
6,0 s, 2,0 m/s, 15 cm, 12 m.
B)
20 s, 0,50 m/s, 30 cm, 4,0 m.
C)
2,0 s, 2,0 m/s, 15 cm, 4,0 m.
D)
6,0 s, 0,50 m/s, 7,5 cm, 4,0 m.
E)
2,0 s, 0,50 m/s, 7,5 cm, 12 m.

Gabarito oficial, caderno 1.

C
Resolução comentada

Dez oscilações em 20 s dão T = 2,0 s. A crista percorre 12 m em 6,0 s: v = 2,0 m/s. A amplitude é 15 cm e λ = vT = 4,0 m.

Q18
Mecânica — Hidrostática

A figura ao lado ilustra um tubo na forma de U com a extremidade direita fechada e a esquerda aberta para a atmosfera, contendo três líquidos que não se misturam. As densidades dos líquidos A, B e C são ρA, ρB e ρC (ρA < ρB < ρC), respectivamente, e o comprimento da coluna do líquido A no tubo é igual a H. A pressão no lado direito do tubo é 3po, onde po é a pressão atmosférica, que neste caso é igual a ρAgH. Qual o comprimento da coluna do líquido B, sabendo-se que a parte inferior do líquido A fica à mesma altura da parte superior do líquido B?

Figura original da questão 18, UNIFAL/EFOA 2002.1.
A)
\(\left(\frac{\rho_A}{\rho_B-\rho_C}\right)\frac1H\)
B)
\(\left(\frac{\rho_A}{\rho_C-\rho_B}\right)H\)
C)
\(\left(\frac{\rho_A}{\rho_C-\rho_B}\right)\frac1H\)
D)
\(\left(\frac{\rho_C-\rho_B}{\rho_A}\right)H\)
E)
\(\left(\frac{\rho_C-\rho_A}{\rho_A}\right)H\)

Gabarito oficial, caderno 1.

B
Resolução comentada

Na base da coluna A, a pressão é p₀ + ρAgH = 2p₀. Em um nível L abaixo, no líquido C, a pressão é 2p₀ + ρCgL. Pelo ramo direito ela vale 3p₀ + ρBgL. Igualando, (ρC − ρB)gL = p₀ = ρAgH; portanto L = ρAH/(ρC − ρB).

Q19
Termologia — Dilatação térmica

19. Uma régua foi utilizada para medir o comprimento de um objeto, estando ambos a uma temperatura de 15oC. Utilizando esta mesma régua para medir o comprimento do mesmo objeto em uma sala onde a temperatura ambiente é de 40oC, pode-se afirmar que:

A)
o valor da medida de comprimento será menor que aquele medido a 15oC, independentemente dos valores dos coeficientes de dilatação da régua e do objeto a ser medido.
B)
o valor da medida de comprimento será sempre maior que aquele medido a 15oC, independentemente dos valores dos coeficientes de dilatação da régua e do objeto a ser medido.
C)
o valor da medida de comprimento será sempre o mesmo em ambas as temperaturas, independentemente dos valores dos coeficientes de dilatação da régua e do objeto a ser medido.
D)
o valor da medida de comprimento poderá ser maior ou menor que aquele medido a 15oC, dependendo dos valores dos coeficientes de dilatação da régua e do objeto a ser medido.
E)
o valor da medida de comprimento poderá ser maior ou menor que aquele medido a 15oC, dependendo apenas do tamanho do objeto a ser medido.

Gabarito oficial, caderno 1.

D
Resolução comentada

Objeto e régua dilatam. A leitura depende da razão entre seus comprimentos, aproximadamente 1 + (αobjeto − αrégua)ΔT. Ela pode aumentar, diminuir ou permanecer igual conforme os coeficientes.

Q20
Mecânica — Pêndulo

20. Um pêndulo simples está dependurado dentro de uma caixa fechada, como mostra a figura abaixo.

Figura original da questão 20, UNIFAL/EFOA 2002.1.

Quando a caixa está em repouso, a freqüência de oscilação do pêndulo é f. Se deixarmos a caixa cair em queda livre, sem girar, podemos dizer que a freqüência de oscilação f´ do pêndulo durante a queda é:

A)
f´ = 0
B)
f´ > f
C)
f´ < f
D)
f´ = f
E)
f´ = f/2

Gabarito oficial, caderno 1.

A
Resolução comentada

Na queda livre, a gravidade efetiva no interior da caixa é zero. Não há força restauradora gravitacional para produzir as oscilações usuais: f′ = 0.

Q21
Eletricidade — Indução eletrostática

21. As figuras abaixo ilustram dois eletroscópios. O da esquerda está totalmente isolado da vizinhança e o da direita está ligado à Terra por um fio condutor de eletricidade.

Figura original da questão 21, UNIFAL/EFOA 2002.1.

Das figuras abaixo, a que melhor representa as configurações das partes móveis dos eletroscópios quando aproximarmos das partes superiores de ambos um bastão carregado negativamente é:

A)
Figura original da questão 21, UNIFAL/EFOA 2002.1.
B)
Figura original da questão 21, UNIFAL/EFOA 2002.1.
C)
Figura original da questão 21, UNIFAL/EFOA 2002.1.
D)
Figura original da questão 21, UNIFAL/EFOA 2002.1.
E)
Figura original da questão 21, UNIFAL/EFOA 2002.1.

Gabarito oficial, caderno 1.

E
Resolução comentada

No eletroscópio isolado, o bastão negativo repele elétrons para as folhas, que se afastam. No aterrado, elétrons escoam para a Terra e as folhas permanecem juntas. A configuração é E.

Q22
Eletricidade — Campo magnético

22. O desenho ao lado ilustra uma agulha imantada colocada na posição horizontal entre dois eletroímãs, com a chave desligada e a montagem localizada na superfície da Terra. Ao ligarmos a chave observa-se que o campo magnético dos eletroímãs, suposto uniforme, faz a agulha girar de 45º. Com base neste fato pode-se afirmar que:

Figura original da questão 22, UNIFAL/EFOA 2002.1.
A)
o campo magnético produzido pelos eletroímãs possui magnitude que corresponde a 1/4 do campo magnético da Terra no local onde se encontra a agulha.
B)
o campo magnético produzido pelos eletroímãs possui magnitude que corresponde a 1/2 do campo magnético da Terra no local onde se encontra a agulha.
C)
o campo magnético produzido pelos eletroímãs possui magnitude que corresponde a 1/√2 do campo magnético da Terra no local onde se encontra a agulha.
D)
o campo magnético produzido pelos eletroímãs tem a mesma magnitude do campo magnético da Terra no local onde se encontra a agulha.
E)
o campo magnético produzido pelos eletroímãs possui magnitude que corresponde a √2 do campo magnético da Terra no local onde se encontra a agulha.

Gabarito oficial, caderno 1.

D
Resolução comentada

A agulha se alinha ao campo resultante. Para campos perpendiculares, tg 45° = Beletroímãs/BTerra,horizontal = 1. Portanto os módulos relevantes são iguais, no modelo horizontal do esquema.

Q23
Eletricidade — Força magnética

23. A direção do campo elétrico, E, é definida como a direção da força elétrica aplicada sobre uma carga positiva. Por que não se pode definir a direção do campo magnético, B, do mesmo modo?

A)
Porque a força magnética sobre uma carga em repouso não é nula.
B)
Porque a força magnética em uma carga positiva é sempre nula.
C)
Porque a direção da força magnética em uma carga positiva depende do vetor velocidade, v, da carga.
D)
Porque o sentido da força magnética sobre uma carga positiva é o mesmo para uma carga negativa.
E)
Porque a direção da força magnética em uma carga positiva depende da massa da carga.

Gabarito oficial, caderno 1.

C
Resolução comentada

A força magnética é q(v × B): além de B e da carga, sua direção depende da velocidade. Por isso a direção de B não se define pela direção da força sobre uma carga positiva.

Q24
Mecânica — Empuxo

24. Dois baldes idênticos contêm água até a borda. No balde da direita um pedaço de madeira flutua com a sua parte superior no mesmo nível da água (veja a figura abaixo).

Figura original da questão 24, UNIFAL/EFOA 2002.1.

Pode-se dizer que:

A)
B pesa mais que A por causa da massa extra de madeira.
B)
B pesa menos que A, já que se a madeira flutua ela é mais leve que a água.
C)
A e B possuem o mesmo peso, já que o peso da água retirada para colocar a madeira é igual ao peso desta.
D)
A e B possuem o mesmo peso, já que a maior densidade da madeira compensa o menor volume de água.
E)
B pesa menos que A, já que o peso da água retirada para colocar a madeira é menor que o peso desta.

Gabarito oficial, caderno 1.

C
Resolução comentada

A madeira desloca água de peso igual ao próprio peso. Como os baldes começam cheios até a borda, a água retirada compensa exatamente a madeira adicionada e o peso total permanece igual.

Q25
Termologia — Primeira lei da termodinâmica

25. Se a energia interna de um gás aumentar, podemos dizer que:

A)
foi retirado calor do gás e este realizou trabalho.
B)
foi retirado calor do gás e este não realizou trabalho.
C)
o gás sofreu uma expansão adiabática.
D)
o gás realizou trabalho e não recebeu calor.
E)
foi realizado trabalho sobre o gás e/ou este recebeu calor.

Gabarito oficial, caderno 1.

E
Resolução comentada

Pela primeira lei, ΔU = Q + Wrecebido. A energia interna pode aumentar pelo recebimento de calor, pela realização de trabalho sobre o gás, ou pelos dois mecanismos.

Q26
Óptica — Refração

26. Um tanque é construído com uma das paredes laterais feita de um prisma equilátero de vidro (veja a figura abaixo).

Figura original da questão 26, UNIFAL/EFOA 2002.1.

O tanque está cheio com água e um raio de luz, R, incide no prisma, se refratando como mostrado na figura. Sem alterar o ângulo de incidência do raio R no prisma, desejamos fazer com que o raio refratado atinja o ponto A na parede do tanque oposta ao prisma. Podemos fazer isto se substituirmos a água por:

A)
um líquido com um índice de refração igual ao do vidro.
B)
um líquido com um índice de refração maior que o da água e menor que o do vidro.
C)
um líquido com um índice de refração maior que o do vidro.
D)
um líquido com um índice de refração menor que o da água.
E)
ar apenas, retirando toda a água.

Gabarito oficial, caderno 1.

A
Resolução comentada

O raio chega horizontalmente à interface vidro-líquido. Para continuar reto até A, os índices dos dois meios devem ser iguais, eliminando a refração nessa interface.

Q27
Mecânica — Colisões

27. Duas partículas de mesma massa começam a se mover simultaneamente a partir das posições mostradas na figura abaixo, com velocidades constantes e iguais em módulo. Após se deslocarem de uma mesma distância, as duas partículas se chocam elasticamente na posição C.

Figura original da questão 27, UNIFAL/EFOA 2002.1.

Considerando que após o choque as duas partículas se moverão com velocidade de mesmo módulo, das opções abaixo a única que representa corretamente a direção de movimento das partículas é:

C C

A)
Figura original da questão 27, UNIFAL/EFOA 2002.1.
B)
Figura original da questão 27, UNIFAL/EFOA 2002.1.
C)
Figura original da questão 27, UNIFAL/EFOA 2002.1.
D)
Figura original da questão 27, UNIFAL/EFOA 2002.1.
E)
Figura original da questão 27, UNIFAL/EFOA 2002.1.

Gabarito oficial, caderno 1.

E
Resolução comentada

A quantidade de movimento inicial aponta horizontalmente para a direita, pois as componentes verticais se cancelam. A colisão elástica conserva também a energia: para massas iguais e módulos finais iguais, a abertura entre os vetores deve preservar essa resultante. Somente E apresenta dois vetores simétricos para a direita.

Q28
Termologia — Misturas gasosas

28. Em um recipiente existem 32×10-10 gramas de oxigênio (O2) e 1×10-10 mol de nitrogênio (N2). Sabendo que o valor aproximado do peso molecular do O2 é 32 g e considerando ambos os gases como ideais, a razão entre a pressão devida ao nitrogênio e a pressão total nas paredes do recipiente é:

A)
0,25
B)
2,00
C)
1,00
D)
0,50
E)
0,06

Gabarito oficial, caderno 1.

D
Resolução comentada

A quantidade de O₂ é (32 × 10⁻¹⁰)/32 = 10⁻¹⁰ mol, igual à de N₂. Pela lei de Dalton, a pressão parcial do nitrogênio é metade da pressão total: 0,50.

Q29
Eletricidade — Potência elétrica

29. Assim que se configurou a situação de racionamento de energia elétrica no país surgiram sugestões de como fazê-lo. Uma destas sugestões propõe reduzir a voltagem da rede de distribuição elétrica, que, por exemplo, em Minas Gerais passaria dos atuais 127V para 110V. Considerando que a proposta acima seja aplicada apenas à iluminação por lâmpadas incandescentes e assumindo que os filamentos destas sejam resistores de resistência constante, então pode-se afirmar que:

A)
a proposta está correta, pois a potência dissipada por um resistor é proporcional ao quadrado da corrente aplicada e inversamente proporcional à resistência.
B)
a proposta está correta, pois a potência dissipada por um resistor é proporcional ao quadrado da voltagem aplicada e inversamente proporcional à resistência.
C)
a proposta está incorreta, pois mantendo as mesmas lâmpadas não haverá redução da energia consumida.
D)
a proposta está incorreta, pois com a redução da voltagem, mantendo as mesmas lâmpadas, haverá um aumento da corrente de modo a manter o consumo o mesmo.
E)
a proposta está correta, pois a potência dissipada por um resistor é proporcional ao produto da corrente pela resistência.

Gabarito oficial, caderno 1.

B
Resolução comentada

Com R constante, P = V²/R. Reduzir a tensão de 127 V para 110 V reduz a potência e, para o mesmo tempo ligado, a energia consumida.

Q30
Óptica — Formação de imagens

30. Considere os sistemas óticos representados abaixo, onde "o" representa o objeto, "i" representa a imagem e "F" representa o foco:

Figura original da questão 30, UNIFAL/EFOA 2002.1.

Em todos os casos o meio no qual se encontram o objeto, o elemento ótico (espelho ou lente) e a imagem é o ar. Caso o ar fosse substituído por outro meio, em quais casos poderia haver uma mudança na posição da imagem?

A)
(II) e (III).
B)
(IV) e (V).
C)
(I), (II) e (III).
D)
(II) e (V).
E)
(I), (III) e (IV).

Gabarito oficial, caderno 1.

B
Resolução comentada

A posição da imagem em espelhos depende de sua geometria, não do índice externo. Nas lentes, a potência depende do índice relativo lente/meio. Portanto a mudança pode ocorrer nos sistemas IV e V.

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