Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

UNIFAL/EFOA · 2007.2

Vestibular 2007.2 · Física · 10 questões.

Q11
Mecânica — Colisão inelástica

QUESTÃO 11

Uma pequena esfera de massa M1, inicialmente em repouso, é abandonada de uma altura de 1,8 m de altura, posição A da figura abaixo. Essa esfera desliza sem atrito sobre um trilho, até sofrer um choque inelástico com outra esfera menor, inicialmente parada, de massa M2. O deslocamento das esferas ocorre sem rolamentos. Após o choque, as duas esferas deslocam-se juntas e esse deslocamento ocorre sem atrito.

Figura original da questão 11, UNIFAL/EFOA 2007.2.

A aceleração da gravidade no local é de 10 m/s2. Sendo a massa M1 duas vezes maior que M2, a altura em relação à base (linha tracejada) que as duas esferas irão atingir será de

A)
0,9 m.
B)
3,6 m.
C)
0,8 m.
D)
1,2 m.

Gabarito oficial UNIFAL, julho de 2007, tipo 1. O caderno comum fornecido traz UFU no cabeçalho; as dez respostas coincidem com a tabela da UNIFAL.

C
Resolução comentada

Antes do choque, v₁² = 2g × 1,8. Com M₁ = 2M₂, a conservação do momento dá vfinal = (2/3)v₁. Ao subir, h = vfinal²/(2g) = (4/9) × 1,8 = 0,8 m.

Q12
Óptica — Refração

QUESTÃO 12

Um raio de luz (linha pontilhada da figura abaixo) propagando-se no ar (índice de refração igual a 1) incide sobre o topo de um cubo de vidro, cujo lado é 8 cm, formando um ângulo α com a normal à superfície. O raio de luz emerge na base do bloco a uma distância de 6 cm à esquerda em relação à vertical do ponto de incidência, conforme figura a seguir.

Figura original da questão 12, UNIFAL/EFOA 2007.2.

Sendo sen α = 0,9, o índice de refração deste vidro será de

A)
1,5.
B)
1,2.
C)
1,125.
D)
0,675.

Gabarito oficial UNIFAL, julho de 2007, tipo 1. O caderno comum fornecido traz UFU no cabeçalho; as dez respostas coincidem com a tabela da UNIFAL.

A
Resolução comentada

Dentro do cubo, o triângulo tem catetos 6 e 8 cm, hipotenusa 10 cm: sen r = 0,6. Pela lei de Snell, n = sen α/sen r = 0,9/0,6 = 1,5.

Q13
Mecânica — Empuxo

QUESTÃO 13

Considere um balde, na forma de um cilindro reto com base circular de raio R, de altura L e massa M. Inicialmente, esse balde está em equilíbrio, parcialmente submerso de um terço de sua altura (L/3), em um líquido de densidade ρ0, conforme figura 1. Em seguida, é despejado dentro desse balde, um certo líquido X, de densidade ρx. Quando a altura do líquido X atinge a metade da altura do balde, este atinge um novo equilíbrio ficando exatamente submerso no líquido de densidade ρ0, conforme figura 2. Despreze a espessura das paredes do balde e, com base nos dados acima, assinale a alternativa correta.

Figura original da questão 13, UNIFAL/EFOA 2007.2.
A)
\(\rho_x>\rho_0\), onde \(\rho_x=\frac43\rho_0\)
B)
\(\rho_x<\rho_0\), onde \(\rho_x=\frac34\rho_0\)
C)
\(\rho_x>\rho_0\), onde \(\rho_x=\frac32\rho_0\)
D)
\(\rho_x<\rho_0\), onde \(\rho_x=\frac23\rho_0\)

Gabarito oficial UNIFAL, julho de 2007, tipo 1. O caderno comum fornecido traz UFU no cabeçalho; as dez respostas coincidem com a tabela da UNIFAL.

A
Resolução comentada

No primeiro equilíbrio, M = ρ₀πR²L/3. No segundo, ρ₀πR²L = M + ρxπR²L/2. Substituindo M, resulta ρx = 4ρ₀/3, maior que ρ₀.

Q14
Mecânica — Gráfico velocidade-tempo

QUESTÃO 14

O gráfico abaixo representa a velocidade em função do tempo de um automóvel que parte do repouso. A velocidade máxima permitida é de 72 km/h. No instante t, quando o motorista atinge essa velocidade limite, ele deixa de acelerar o automóvel e passa a se deslocar com velocidade constante.

Figura original da questão 14, UNIFAL/EFOA 2007.2.

Sabendo-se que o automóvel percorreu 1,2 km em 90 segundos, o valor do instante t é

A)
80 s.
B)
30 s.
C)
60 s.
D)
50 s.

Gabarito oficial UNIFAL, julho de 2007, tipo 1. O caderno comum fornecido traz UFU no cabeçalho; as dez respostas coincidem com a tabela da UNIFAL.

C
Resolução comentada

O deslocamento é a área sob v(t): 1200 = 20t/2 + 20(90 − t). Assim 1200 = 1800 − 10t e t = 60 s.

Q15
Óptica — Espelho côncavo

QUESTÃO 15

Um objeto O é colocado diante de um espelho esférico próximo do seu eixo principal. A imagem I desse objeto é formada em um anteparo móvel na frente do espelho, também próxima ao seu eixo principal, conforme figura abaixo.

Figura original da questão 15, UNIFAL/EFOA 2007.2.

Dado que o raio de curvatura do espelho é igual a 80 cm, podemos afirmar que:

A)
a imagem não se formará no anteparo se a posição do objeto em relação ao espelho for menor do que 40 cm.
B)
a imagem não se formará no anteparo se a posição do objeto em relação ao espelho for maior do que 40 cm.
C)
independente da posição do objeto, a imagem sempre se formará no anteparo pois o espelho é côncavo.
D)
o espelho é convexo e a sua imagem sempre se formará no anteparo.

Gabarito oficial UNIFAL, julho de 2007, tipo 1. O caderno comum fornecido traz UFU no cabeçalho; as dez respostas coincidem com a tabela da UNIFAL.

A
Resolução comentada

O espelho é côncavo e tem f = R/2 = 40 cm. Para p < 40 cm, a imagem é virtual e não pode ser projetada no anteparo.

Q16
Termologia — Transformações gasosas

QUESTÃO 16

Uma massa de gás ideal a uma temperatura de 30oC está inicialmente contida em um recipiente por um êmbolo, conforme figura abaixo.

Figura original da questão 16, UNIFAL/EFOA 2007.2.

As paredes e o êmbolo são, inicialmente, adiabáticos. O gás sofre dois processos termodinâmicos a saber: 1º) O gás é comprimido adiabaticamente, aumentando a sua temperatura em 10oC. 2º) Em seguida, mantendo-se o êmbolo fixo e trocando uma das paredes adiabáticas do recipiente por uma parede diatérmica (que permite trocas de calor com o meio externo), a temperatura do gás retorna para 30oC.

Pergunta-se: Qual dos diagramas abaixo da pressão em função do volume representa esses dois processos? Assinale a alternativa correta.

OBS.: As linhas tracejadas indicam as curvas isotermas.

A)
Figura original da questão 16, UNIFAL/EFOA 2007.2.
B)
Figura original da questão 16, UNIFAL/EFOA 2007.2.
C)
Figura original da questão 16, UNIFAL/EFOA 2007.2.
D)
Figura original da questão 16, UNIFAL/EFOA 2007.2.

Gabarito oficial UNIFAL, julho de 2007, tipo 1. O caderno comum fornecido traz UFU no cabeçalho; as dez respostas coincidem com a tabela da UNIFAL.

B
Resolução comentada

Na compressão adiabática o volume diminui, a pressão e a temperatura aumentam. Depois, com o volume fixo, a pressão diminui até retornar à isoterma inicial de 30 °C. O diagrama B representa essa sequência.

Q17
Mecânica — Transmissão por correia

QUESTÃO 17

Três rodas de raios Ra , Rb e Rc possuem velocidades angulares wa , wb, e wc ,respectivamente, e estão ligadas entre si por meio de uma correia, como ilustra figura abaixo.

Figura original da questão 17, UNIFAL/EFOA 2007.2.

Ao mesmo tempo que a roda de raio Rb realiza duas voltas, a roda de raio Rc realiza uma volta. Não há deslizamento entre as rodas e a correia. Sendo Rc = 3 Ra, é correto afirmar que:

A)
\(R_b=\frac43R_a\) e \(\omega_a=\frac43\omega_c\).
B)
\(R_b=\frac43R_a\) e \(\omega_a=3\omega_c\).
C)
\(R_b=\frac32R_a\) e \(\omega_a=\frac43\omega_c\).
D)
\(R_b=\frac32R_a\) e \(\omega_a=3\omega_c\).

Gabarito oficial UNIFAL, julho de 2007, tipo 1. O caderno comum fornecido traz UFU no cabeçalho; as dez respostas coincidem com a tabela da UNIFAL.

D
Resolução comentada

A correia sem deslizamento impõe ωaRa = ωbRb = ωcRc. Como ωb = 2ωc, Rb = Rc/2 = 3Ra/2. E, com Rc = 3Ra, ωa = 3ωc.

Q18
Eletricidade — Campo elétrico

QUESTÃO 18

Três cargas estão fixas em um semi-círculo de raio R que está centrado no ponto P, conforme ilustra figura a seguir.

R P

Figura original da questão 18, UNIFAL/EFOA 2007.2.

Deseja-se colocar uma quarta carga q’ no ponto P, de modo que essa fique em repouso. Supondo que a carga q’ tenha o mesmo sinal de q, o valor do ângulo θ para que a carga q’ fique em repouso deverá ser:

A)
θ = π/3.
B)
θ = π/4.
C)
θ = π/2.
D)
θ = π/6.

Gabarito oficial UNIFAL, julho de 2007, tipo 1. O caderno comum fornecido traz UFU no cabeçalho; as dez respostas coincidem com a tabela da UNIFAL.

A
Resolução comentada

Os campos das cargas positivas simétricas têm componentes horizontais opostas e componentes verticais que somam. Para cancelar o campo da carga negativa central, 2(2k/R²)cos θ = 2k/R², de onde cos θ = 1/2 e θ = π/3.

Q19
Eletricidade — Seletor de velocidades

QUESTÃO 19

Dois tipos de íons com cargas q1 e q2 de mesmo sinal são lançados em uma região que possui campo elétrico uniforme e campo magnético uniforme , como ilustra figura a seguir.

Figura original da questão 19, UNIFAL/EFOA 2007.2.

íon tipo 1 (v1)

Essas partículas atravessam um pequeno orifício no anteparo A, de modo que só os íons com velocidade na direção X entrem na região entre os dois anteparos. Quando entram na região de campo através do anteparo A, os íons tipo 1 e 2 possuem velocidades V1 =10m/s e V2 = 20m/s, respectivamente. A intensidade dos campos elétrico e magnético são E = 0,12 V/m e B = 6x10−3 T, respectivamente. Obs: Despreze a interação entre os íons e os efeitos devido à gravidade.

Sabendo-se que o orifício no anteparo A está alinhado, ao longo do eixo X, ao orifício no anteparo B, é correto afirmar que:

A)
os íons tipo 1 e tipo 2 atravessam o anteparo B.
B)
os íons tipo 1 atravessam o anteparo B e os tipo 2 não.
C)
os íons tipo 2 atravessam o anteparo B e os tipo 1 não.
D)
nenhum tipo de íon atravessa o anteparo B.

Gabarito oficial UNIFAL, julho de 2007, tipo 1. O caderno comum fornecido traz UFU no cabeçalho; as dez respostas coincidem com a tabela da UNIFAL.

C
Resolução comentada

O desvio nulo exige igualdade de forças elétrica e magnética: qE = qvB. Logo v = E/B = 0,12/(6 × 10⁻³) = 20 m/s. Apenas os íons tipo 2 atravessam o segundo orifício.

Q20
Eletricidade — Trabalho da força elétrica

QUESTÃO 20

A figura abaixo mostra duas placas planas, condutoras, separadas por uma distância d, conectadas a uma bateria de 1V.

Figura original da questão 20, UNIFAL/EFOA 2007.2.

Deseja-se determinar o trabalho realizado pela força elétrica sobre uma carga positiva q, quando essa é deslocada de duas diferentes formas: 1ª forma: a carga é deslocada, paralelamente às placas, do ponto A para o ponto B (WAB). 2ª forma: a carga é deslocada do ponto A para o ponto C (WAC).

Assuma que as dimensões laterais de cada placa são muito maiores do que a separação entre elas. Com base nessas informações, é correto afirmar que:

A)
WAB = 0 e WAC= - q/3.
B)
WAB = - q/6 e WAC = 0.
C)
WAB = 0 e WAC = - q/6.
D)
WAB = - q/3 e WAC = 0.

Gabarito oficial UNIFAL, julho de 2007, tipo 1. O caderno comum fornecido traz UFU no cabeçalho; as dez respostas coincidem com a tabela da UNIFAL.

C
Resolução comentada

A e B estão na mesma equipotencial, então WAB = 0. C está a d/6 acima do nível de A, em direção à placa positiva. A diferença VC − VA é 1/6 V, e WAC = q(VA − VC) = −q/6.

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