Unifenas · 2004 · Conhecimentos Gerais · Manhã — Física com resolução

6 questões de Física · Q25, Q26, Q27, Q28, Q29, Q30 · Numeração original do caderno.

Q25
Mecânica — Cinemática

Enunciado das questões 25e 26: “Eram 20h45min do dia 5 de setembro de 1977, no Centro Espacial Kennedy, Flórida, Estados Unidos. O foguete Titan-Centauro mal começara a subir, levando a Voyager 1 para sua missão longínqua, quando os aparelhos informaram que os motores estavam queimando mais combustível do que o devido. Muito mais. A sonda espacial – enviada para investigar os planetas Júpiter e Saturno e os confins do Sistema Solar – corria o risco de escapar da gravidade terrestre e jamais acertar a rota. O medo invadiu a sala de controle. “Lembro-me bem”, rememora o físico Charles Kolhase, que planejou a longa trajetória do vôo da Voyager 1. “Não havia nada a fazer a não ser esperar e torcer. “Foi uma angústia danada”, suspira. “Depois de 45 minutos, quando restava propelente para apenas mais de 3,5 segundos de subida, a Voyager atingiu a órbita correta. Três segundos e meio!” Em 22 anos de missão, foi o único susto. Agora, enquanto Kolhase e quase toda a equipe da Nasa que participou do lançamento já estão aposentados, a Voyager 1 continua a funcionar. Sem problemas. Jamais algum engenho humano foi tão grande. A nave está a 11 bilhões de quilômetros da Terra. Ou seja, já viajou 28000 vezes a distância entre a Terra e a Lua.” (Superinteressante, fevereiro 1999, página 56) Encontre a aceleração da Voyager durante o primeiro estágio de lançamento, admitindo que a nave parta do repouso e atinja 1000 metros de altura, em movimento vertical, depois de 10 s. Despreze todos os tipos de atrito.

A)
10 m/s2.
B)
15 m/s2.
C)
20 m/s2.
D)
25 m/s2.
E)
30 m/s2.

Resposta calculada pelo Método TEF · gabarito oficial não localizado na pasta

C
Resolução comentada

Admitindo aceleração constante, Δs = at²/2. Assim, a = 2.000/100 = 20 m/s².

Alternativa C.

Q26
Mecânica — Gravitação

Enunciado das questões 25e 26: “Eram 20h45min do dia 5 de setembro de 1977, no Centro Espacial Kennedy, Flórida, Estados Unidos. O foguete Titan-Centauro mal começara a subir, levando a Voyager 1 para sua missão longínqua, quando os aparelhos informaram que os motores estavam queimando mais combustível do que o devido. Muito mais. A sonda espacial – enviada para investigar os planetas Júpiter e Saturno e os confins do Sistema Solar – corria o risco de escapar da gravidade terrestre e jamais acertar a rota. O medo invadiu a sala de controle. “Lembro-me bem”, rememora o físico Charles Kolhase, que planejou a longa trajetória do vôo da Voyager 1. “Não havia nada a fazer a não ser esperar e torcer. “Foi uma angústia danada”, suspira. “Depois de 45 minutos, quando restava propelente para apenas mais de 3,5 segundos de subida, a Voyager atingiu a órbita correta. Três segundos e meio!” Em 22 anos de missão, foi o único susto. Agora, enquanto Kolhase e quase toda a equipe da Nasa que participou do lançamento já estão aposentados, a Voyager 1 continua a funcionar. Sem problemas. Jamais algum engenho humano foi tão grande. A nave está a 11 bilhões de quilômetros da Terra. Ou seja, já viajou 28000 vezes a distância entre a Terra e a Lua.” (Superinteressante, fevereiro 1999, página 56) Leve em consideração que a força de atração gravitacional, quando a nave se encontrava a 1,1 bilhão de quilômetros da Terra, seja F. Obtenha a nova força F’, a que a nave ficou sujeita quando se achava a 11 bilhões de quilômetros.

A)
F’ = F .
B)
F’ = 10F.
C)
F’ = 100F.
D)
F’ = F/10.
E)
F’ = F/100.

Resposta calculada pelo Método TEF · gabarito oficial não localizado na pasta

E
Resolução comentada

A força gravitacional varia com o inverso do quadrado da distância. Ao multiplicar a distância por dez, a força passa a F/100.

Alternativa E.

Q27
Mecânica — Cinemática

O texto abaixo refere-se às questões 27 e 28: Como funciona o Telescópio Espacial Hubble ? Um dos mais complexos aparelhos já colocados em órbita pelo homem, o Hubble é um telescópio de reflexão – ou seja: em vez de lentes, funciona como espelhos convexos para captar e ampliar a luz que chega até ele. Apesar de a qualidade de definição das imagens corresponder proporcionalmente ao diâmetro dentro do espelho principal, o Hubble leva vantagem de estar no espaço sem ter a visão obscurecida pela atmosfera da Terra. Assim, mesmo tendo 2,4 metros de diâmetro, seu espelho enxerga mais longe e mais nitidamente que o telescópio que possui o maior espelho do mundo, o do observatório de KecK, no Havaí, com 10 metro de diâmetro. o Hubble Space Telescope ganhou esse nome em homenagem ao cientista americano Edwin P. Hubble (1889-1953), considerado o fundador da astronomia moderna. O equipamento – que pesa 11 toneladas e tem 13 metros de comprimento – levou 8 anos para ser construído. Desde 1990, ele gira no espaço a 612 Km da Terra, enxergando galáxias a mais de 10 bilhões de anos-luz”.(Mundo estranho, setembro 2002, página 62). Ano-luz é a distância que a luz percorre em 1 ano. Calcule esta distância, adotando que um ano tenha 365 dias. Dê a resposta com dois algarismos significativos.

A)
9,4 x 1013 m.
B)
9,1 x 1011 m.
C)
9,6 x 1017 m.
D)
9,8 x 1018 m.
E)
9,5 x 1015 m.

Resposta calculada pelo Método TEF · gabarito oficial não localizado na pasta

E
Resolução comentada

Um ano tem 365 × 24 × 3.600 = 31.536.000 s. Com c = 3 × 10⁸ m/s, d = ct = 9,4608 × 10¹⁵ m, ou 9,5 × 10¹⁵ m com dois algarismos significativos.

Alternativa E.

Q28
Óptica — Espelhos

O texto abaixo refere-se às questões 27 e 28: Como funciona o Telescópio Espacial Hubble ? Um dos mais complexos aparelhos já colocados em órbita pelo homem, o Hubble é um telescópio de reflexão – ou seja: em vez de lentes, funciona como espelhos convexos para captar e ampliar a luz que chega até ele. Apesar de a qualidade de definição das imagens corresponder proporcionalmente ao diâmetro dentro do espelho principal, o Hubble leva vantagem de estar no espaço sem ter a visão obscurecida pela atmosfera da Terra. Assim, mesmo tendo 2,4 metros de diâmetro, seu espelho enxerga mais longe e mais nitidamente que o telescópio que possui o maior espelho do mundo, o do observatório de KecK, no Havaí, com 10 metro de diâmetro. o Hubble Space Telescope ganhou esse nome em homenagem ao cientista americano Edwin P. Hubble (1889-1953), considerado o fundador da astronomia moderna. O equipamento – que pesa 11 toneladas e tem 13 metros de comprimento – levou 8 anos para ser construído. Desde 1990, ele gira no espaço a 612 Km da Terra, enxergando galáxias a mais de 10 bilhões de anos-luz”.(Mundo estranho, setembro 2002, página 62). Um espelho convexo sempre apresenta uma imagem:

A)
invertida, real e maior.
B)
invertida, direita e igual.
C)
direita, maior e real.
D)
direita, menor e virtual.
E)
imprópria.

Resposta calculada pelo Método TEF · gabarito oficial não localizado na pasta

D
Resolução comentada

Um objeto real diante de um espelho convexo produz imagem direita, menor e virtual.

O texto de apoio cita espelhos convexos no Hubble; o espelho primário do telescópio é côncavo. Essa imprecisão não altera a pergunta sobre espelhos convexos.

Alternativa D.

Q29
Ondulatória — Ondas e som

Batucada no ar Aí está mais um brinquedo eletrônico que muito marmanjo vai adorar. O Air Snares Drum Game, da Mattel, é um par de baquetas que, tocadas no ar, emitem todos os sons de um bateria (caixa, bumbo, chimbau, etc), além de outros tipos de percussão e alguns efeitos especiais – como o estrondo de um vidraça sendo estilhaçada, feito de encomenda para cativar a petizada mais perigosa.” (Superinteressante, fevereiro 2002, página 75) Que tipo de onda se propaga pelo ar até seus ouvidos?

A)
Mecânica, com frequência entre 20 hz e 20000 hz.
B)
Mecânica, com freqüência menor que 20 hz.
C)
Eletromagnética, com frequência entre 20 hz e 20000 hz.
D)
Eletromagnética, com freqüência menor que 20 hz.
E)
Eletromagnética, com freqüência maior que 20000 hz.

Resposta calculada pelo Método TEF · gabarito oficial não localizado na pasta

A
Resolução comentada

O som necessita de meio material e é uma onda mecânica. Para a audição humana convencional, considera-se a faixa aproximada de 20 Hz a 20.000 Hz.

Alternativa A.

Q30
Ondulatória — Ondas e som

Virtuose Automático Qual seria a reação de Bach ou Beethoven diante do piano digital HPi-5, da Roland? No mímino, eles achariam a máquina bruxaria da pesada, pois – totalmente computadorizada – ela esconde dentro de si uma orquestra sinfônica, um estúdio de gravação e até uma escolinha de música ( na verdade, um vídeogame para ensinar música às crianças). Com sua tela de cristal líquido, o teclado não só transforma automaticamente as notas tocadas em partituras, como também acessa a internet para fazer download de arquivos musicais.” (Superinteressante, junho 2002, página 06) Um piano de cauda possui vários tamanhos de cordas, dentre as quais uma de 1 metro, que é tracionada por uma força de 16 N e apresenta densidade linear de 0,01 Kg/m. Obtenha a velocidade de propagação do som nessa corda.

A)
45 m/s.
B)
40 m/s.
C)
35 m/s.
D)
30 m/s.
E)
25 m/s.

Resposta calculada pelo Método TEF · gabarito oficial não localizado na pasta

B
Resolução comentada

Na corda, v = √(F/μ) = √(16/0,01) = 40 m/s.

Alternativa B.

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