Unifenas · 2013.2 · Tarde · Prova A — Física com resolução
6 questões de Física · Q19, Q20, Q21, Q22, Q23, Q24 · Numeração original do caderno.
Q19
Termologia — Calorimetria e transmissão de calor
ENUNCIADO DAS QUESTÕES 19 E 20 Uma parede, de 10 m de comprimento, 3 m de altura e espessura 20 cm, separa duas regiões de temperaturas que variam de 180° Fahrenheits. Sabe-se que tal parede é constituída por material que possui condutibilidade térmica igual a 0,2.104 no sistema internacional de unidades. Qual é o fluxo de calor através da parede?
A)
5,4.107 W;
B)
4,4.107 W;
C)
3,0.107 W;
D)
2,9.107 W;
E)
1,4.107 W.
Gabarito fornecido com o caderno
C
Resolução comentada
A variação de 180 °F corresponde a 100 °C. Pela lei de Fourier, Φ = kAΔT/L = (0,2 × 10⁴) × (10 × 3) × 100/0,20 = 3 × 10⁷ W.
Alternativa C.
Q20
Termologia — Termometria
ENUNCIADO DAS QUESTÕES 19 E 20 Uma parede, de 10 m de comprimento, 3 m de altura e espessura 20 cm, separa duas regiões de temperaturas que variam de 180° Fahrenheits. Sabe-se que tal parede é constituída por material que possui condutibilidade térmica igual a 0,2.104 no sistema internacional de unidades. Obtenha as variações de temperatura em Kelvin, Reamur e Celsius, respectivamente, que correspondam à variação dada no texto.
A)
100, 80 e 100;
B)
180, 100 e 100;
C)
80, 100 e100;
D)
100, 90 e 100;
E)
80, 80 e 100.
Gabarito fornecido com o caderno
A
Resolução comentada
Uma diferença de 180 °F corresponde a 100 °C, pois ΔF = 1,8ΔC. O mesmo intervalo vale 100 K e 80 graus Réaumur.
Alternativa A.
Q21
Eletricidade — Circuitos elétricos
Sejam dois geradores, em paralelo, de forças eletromotrizes valendo 20 V e resistências internas de 10 Ω, alimentando um conjunto de seis resistores ôhmicos, em paralelo, de R ohms cada, seguidos de três, em série, de 1 Ω cada. Qual seria a condição para que a potência seja máxima? E caso R valha 6 Ω, qual será a corrente elétrica que passará pelos resistores em série?
A)
R = 15 Ω e i = 20/9 A;
B)
R = 12 Ω e i = 20/9 A;
C)
R = 10 Ω e i = 6/5 A;
D)
R = 9 Ω e i = 2/3 A;
E)
R = 6 Ω e i = 5/7 A.
Gabarito fornecido com o caderno
B
Resolução comentada
Dois geradores idênticos em paralelo equivalem a E = 20 V e r = 5 Ω. A resistência externa é R/6 + 3. Para máxima potência externa, R/6 + 3 = 5, portanto R = 12 Ω. Se R = 6 Ω, a corrente nos resistores em série é i = 20/(5 + 1 + 3) = 20/9 A.
Alternativa B.
Q22
Termologia — Dilatação térmica
Um recipiente encontrava-se totalmente cheio, quando a temperatura era de 20 °C. Exposto ao calor, o líquido atinge 100°C e extravasa. Sabe-se que o coeficiente de dilatação linear do recipiente é igual a 3.10-5°C-1 e que o coeficiente de dilatação volumétrico do líquido 1.10-4°C-1. Assim, qual é o coeficiente de dilatação aparente?
A)
10.10-3°C-1;
B)
1,0.10-5°C-1;
C)
1,1.10-6°C-1;
D)
1,2.10-5°C-1;
E)
1.10-4°C-1.
Gabarito fornecido com o caderno
B
Resolução comentada
O recipiente tem coeficiente volumétrico γrec = 3α = 9 × 10⁻⁵ °C⁻¹. O coeficiente aparente é γliq − γrec = 10⁻⁴ − 9 × 10⁻⁵ = 10⁻⁵ °C⁻¹.
Alternativa B.
Q23
Óptica — Espelhos
Dois objetos são colocados diante de dois espelhos planos, formando entre si um ângulo de 45°. Qual será o total de imagens, quantas imagens serão enantiomórficas e superponíveis, respectivamente?
A)
7, 4 e 3;
B)
9, 5 e 4;
C)
14, 6 e 8;
D)
7, 3 e 4;
E)
14, 8 e 6;
Gabarito fornecido com o caderno
E
Resolução comentada
Para cada objeto, n = 360°/45° − 1 = 7 imagens. Dois objetos distintos fornecem 14 imagens, se não houver sobreposição. Por objeto, quatro resultam de número ímpar de reflexões e três de número par. Ao todo, oito são enantiomórficas e seis têm a orientação original.
Adotam-se objetos fora de posições que produzam coincidência de imagens.
Alternativa E.
Q24
Mecânica — Cinemática
Um carro esportivo, partindo do repouso, atinge 180 Km/h em 5 segundos. Admita que o movimento seja retilíneo uniformemente variado. Encontre a aceleração escalar média, a velocidade média e o deslocamento do automóvel, respectivamente.
A)
10 m/s2, 30 m/s e 190 m;
B)
38 m/s2, 25 m/s e 120 m;
C)
10 m/s2, 30 m/s e 100 m;
D)
10 m/s2, 25 m/s e 125 m;
E)
38 m/s2, 30 m/s e 120 m.
Gabarito fornecido com o caderno
D
Resolução comentada
A velocidade final é 180/3,6 = 50 m/s. Partindo do repouso, a = 50/5 = 10 m/s². A velocidade média é (0 + 50)/2 = 25 m/s e o deslocamento é 25 × 5 = 125 m.
