Unifenas · 2016.1 · Manhã · Prova A — Física com resolução
6 questões de Física · Q19, Q20, Q21, Q22, Q23, Q24 · Numeração original do caderno.
Q19
Mecânica — Hidrostática
Enunciado das questões 19 e 20 Uma pedra, quando abandonada em repouso na superfície do lago, fica sujeita a duas forças: peso e força de empuxo. A pedra possui forma irregular e massa de 300 gramas. Considerando que a aceleração da gravidade, o volume da pedra, a densidade da água e a profundidade no lago sejam, respectivamente, 10 m/s2, 200 ml, 1 g/cm3 e 20 m, responda às duas questões seguintes. Obtenha a aceleração da pedra na água.
A)
10/3 m/s2.
B)
10/4 m/s2.
C)
7/3 m/s2.
D)
8/3 m/s2.
E)
13/3 m/s2.
Gabarito fornecido com o caderno
A
Resolução comentada
O peso é 0,300 × 10 = 3 N. O empuxo na imersão é 1000 × 10 × 200 × 10⁻⁶ = 2 N. A resultante é 1 N para baixo e a = 1/0,300 = 10/3 m/s².
Adota-se a pedra completamente submersa e somente as duas forças indicadas; o arrasto do líquido é desprezado.
Alternativa A.
Q20
Mecânica — Cinemática
Enunciado das questões 19 e 20 Uma pedra, quando abandonada em repouso na superfície do lago, fica sujeita a duas forças: peso e força de empuxo. A pedra possui forma irregular e massa de 300 gramas. Considerando que a aceleração da gravidade, o volume da pedra, a densidade da água e a profundidade no lago sejam, respectivamente, 10 m/s2, 200 ml, 1 g/cm3 e 20 m, responda às duas questões seguintes. Qual será a velocidade com a qual a pedra chegará ao fundo do lago?
A)
(20/3)√3 m/s.
B)
(20/7)√5 m/s.
C)
(20/5)√3 m/s.
D)
(10/7)√3 m/s.
E)
(7/3)√3 m/s.
Gabarito fornecido com o caderno
A
Resolução comentada
Usando a aceleração 10/3 m/s² obtida no modelo e queda de 20 m a partir do repouso, v² = 2aΔs = 2 × (10/3) × 20 = 400/3. Logo, v = 20√3/3 m/s ≈ 11,55 m/s.
Alternativa A.
Q21
Óptica — Refração
Num clube existem várias piscinas. Há uma criança mergulhando a uma profundidade de 1 metro. O guarda-vida, posicionado na sua cadeira, visualiza a criança com qual profundidade? Considere os índices de refração da água e do ar como sendo, respectivamente: 4/3 e 1.
A)
1,75 m.
B)
1,35 m.
C)
0,95 m.
D)
0,85 m.
E)
0,75 m.
Gabarito fornecido com o caderno
E
Resolução comentada
Para observação próxima da normal, a profundidade aparente é hap = h nar/nágua. Assim, hap = 1 × 1/(4/3) = 0,75 m.
Alternativa E.
Q22
Óptica — Lentes
Um aparelho projetor de imagens possui uma lente de borda fina cuja distância focal é de 5 centímetros. Já o objeto de tamanho 2 centímetros está posicionado a 7,5 cm do centro óptico da lente. A que distância do projetor deverá estar colocada a tela para a projeção da imagem?
A)
75 cm.
B)
55 cm.
C)
35 cm.
D)
25 cm.
E)
15 cm.
Gabarito fornecido com o caderno
E
Resolução comentada
A equação da lente é 1/f = 1/p + 1/p'. Com f = 5 cm e p = 7,5 cm, 1/p' = 1/5 − 1/7,5 = 1/15. A tela deve ficar a 15 cm da lente.
Alternativa E.
Q23
Óptica — Refração
Issac Newton foi o primeiro cientista a explicar corretamente a decomposição da luz através do prisma óptico. Quando um feixe luminoso monocromático, proveniente do ar, incide ( primeira superfície ) com um ângulo de incidência de 60° num prisma de ângulo de refringência de 45 °, cujo índice de refração seja √3, o mesmo emerge do prisma. Assim, qual é o ângulo de incidência na segunda superfície, ou seja, fronteira que separa o vidro do ar?
A)
55°.
B)
45°.
C)
35°.
D)
25°.
E)
15°.
Gabarito fornecido com o caderno
E
Resolução comentada
Na primeira superfície, sen r1 = sen 60°/√3 = 1/2, então r1 = 30°. Dentro do prisma, r1 + r2 = A = 45°. Logo, a incidência na segunda superfície é r2 = 15°.
Alternativa E.
Q24
Ondulatória — Ondas e som
Uma máquina faz oscilar uma corda de 10 metros de comprimento. Assim, surgindo 5 ventres e 6 nós. A força de tração na corda é de 100 Newtons, e a densidade linear da mesma é de 0,01 Kg/m. Qual é a frequência apresentada?
A)
45 Hz.
B)
40 Hz.
C)
35 Hz.
D)
25 Hz.
E)
15 Hz.
Gabarito fornecido com o caderno
D
Resolução comentada
Cinco ventres correspondem ao quinto harmônico: λ = 2L/5 = 4 m. A velocidade na corda é √(T/μ) = √(100/0,01) = 100 m/s. Portanto, f = v/λ = 25 Hz.
