UNIPAC — Física (edição provável 2004.1)

Q21

Mecânica — Cinemática — Velocidade instantânea em gráficos

O gráfico I mostra a posição $s$ do móvel A em função do tempo $t$, onde a reta $r$ é a tangente ao gráfico no ponto (60, 20). O gráfico II indica a variação da velocidade $v$ do móvel B, para o mesmo intervalo de tempo.

Dois gráficos: posição do móvel A em função do tempo, com reta tangente, e velocidade do móvel B em função do tempo.

O instante em que os móveis A e B têm a mesma velocidade escalar é

A)$t=0\,\text{s}$

B)$t=10\,\text{s}$

C)$t=20\,\text{s}$

D)$t=25\,\text{s}$

E)$t=30\,\text{s}$

Gabarito oficial não fornecido com o PDF. Nenhuma alternativa foi marcada como oficial.

Resolução comentada — Método TEF (não oficial)

A velocidade do móvel A no instante $t=20\,\text{s}$ é o coeficiente angular da tangente $r$ ao gráfico de posição. Pelos pontos indicados, $v_A=(60-0)/(20-0)=3\,\text{m/s}$.

No gráfico II, a velocidade de B cresce de $1\,\text{m/s}$ a $3\,\text{m/s}$ até $t=20\,\text{s}$. Nesse instante, as duas velocidades têm o mesmo módulo.

Q22

Mecânica — Dinâmica — Força de atrito e desaceleração

O gráfico representa a velocidade de uma partícula de massa 2 kg, lançada sobre uma superfície horizontal rugosa. O módulo da força de atrito que atua sobre a partícula, em newtons, é de

Gráfico velocidade por tempo: reta decrescente de 8 m/s em t=0 a 0 m/s em t=2 s.

A)16

B)4

C)1

D)2

E)8

Gabarito oficial não fornecido com o PDF. Nenhuma alternativa foi marcada como oficial.

Resolução comentada — Método TEF (não oficial)

O coeficiente angular do gráfico de velocidade em função do tempo fornece a aceleração: $a=(0-8)/(2-0)=-4\,\text{m/s}^{2}$.

Como a força horizontal resultante é a força de atrito, seu módulo é $|F_{\text{at}}|=m|a|=2\cdot 4=8\,\text{N}$.

Q23

Ondas — Fenômenos ondulatórios — Frequência e comprimento de onda

Uma torneira deixa cair, sobre a superfície de uma piscina com água, uma gota a cada dois segundos. Se as gotas passarem a cair na razão de uma gota por segundo, as ondas produzidas na água terão menor

A)amplitude.

B)velocidade.

C)freqüência.

D)comprimento de ondas.

E)timbre.

Gabarito oficial não fornecido com o PDF. Nenhuma alternativa foi marcada como oficial.

Resolução comentada — Método TEF (não oficial)

O intervalo entre as gotas diminui de $2\,\text{s}$ para $1\,\text{s}$, e a frequência das perturbações aumenta de $0{,}5\,\text{Hz}$ para $1\,\text{Hz}$.

No mesmo meio, a velocidade de propagação é considerada constante. Pela relação $v=\lambda f$, o comprimento de onda diminui quando a frequência aumenta.

Q24

Mecânica — Gravitação — Órbita geoestacionária

Um satélite é colocado em órbita e fica estacionário sobre um ponto fixo do Equador terrestre. O satélite se mantém em órbita porque

A)a força de atração que a Terra exerce sobre ele equilibra a atração exercida pela Lua sobre ele.

B)a força que o satélite exerce sobra a Terra, de acordo com a 3ª Lei de Newton, é igual à força que a Terra exerce sobre ele, resultando disso o equilíbrio.

C)o satélite é atraído por forças iguais, aplicadas em todas as direções.

D)a grandes alturas a força gravitacional exercida pela Terra sobre o satélite é desprezível.

E)a força de atração da Terra é a força centrípeta necessária para manter o satélite em órbita, em torno dela, com um período de 24 h.

Gabarito oficial não fornecido com o PDF. Nenhuma alternativa foi marcada como oficial.

Resolução comentada — Método TEF (não oficial)

A gravitação terrestre desempenha o papel de força centrípeta: $GMm/r^{2}=mv^{2}/r$. O satélite não está em equilíbrio de forças, pois sua velocidade muda de direção continuamente.

Para permanecer aparentemente imóvel sobre o Equador, sua órbita deve acompanhar a rotação terrestre, com período aproximadamente igual ao dia sideral (cerca de 24 h no nível de aproximação da prova).

Q25

Mecânica — Dinâmica — Força de contato em plano inclinado

Um bloco desliza com velocidade constante sobre uma rampa, conforme a figura abaixo. A força total que a rampa exerce sobre ele é melhor representada pelo vetor

Bloco apoiado em rampa inclinada ascendente para a direita.

Alternativa A: vetor ou gráfico extraído do PDF original.

Alternativa B: vetor ou gráfico extraído do PDF original.

Alternativa C: vetor ou gráfico extraído do PDF original.

Alternativa D: vetor ou gráfico extraído do PDF original.

Alternativa E: vetor ou gráfico extraído do PDF original.

Gabarito oficial não fornecido com o PDF. Nenhuma alternativa foi marcada como oficial.

Resolução comentada — Método TEF (não oficial)

A velocidade constante implica aceleração nula e, portanto, força resultante nula.

A soma vetorial das forças de contato da rampa (normal e atrito) deve equilibrar o peso, vertical para baixo. A força total que a rampa exerce é, então, vertical e dirigida para cima.

Q26

Eletricidade — Eletrodinâmica — Associação de resistores

No circuito mostrado abaixo, $R_1=R_2=4\,\Omega$, $R_3=2\,\Omega$, $V_{xy}=10\,\text{V}$. A leitura fornecida pelo amperímetro ideal A é

Circuito com resistores R1, R2, R3 e amperímetro no ramo de R2.

A)zero

B)2,5 A

C)5,0 A

D)7,5 A

E)10 A

Gabarito oficial não fornecido com o PDF. Nenhuma alternativa foi marcada como oficial.

Resolução comentada — Método TEF (não oficial)

O ramo superior esquerdo e o inferior direito são fios ideais. Assim, os resistores $R_1$, $R_2$ e $R_3$ ficam submetidos à mesma diferença de potencial $V_{xy}=10\,\text{V}$.

O amperímetro ideal está em série com $R_2$. Logo, $I_A=V_{xy}/R_2=10/4=2{,}5\,\text{A}$.

Q27

Eletricidade — Eletrodinâmica — Potência nominal e consumo

Durante o "apagão", Pedro, querendo economizar energia, trocou o seu chuveiro elétrico de valores nominais 220 V - 2200 W por outro de 110 V - 2200 W. Com isso, o consumo de energia elétrica no novo chuveiro será

A)idêntico ao anterior.

B)50% menor.

C)50% maior.

D)25% menor.

E)25% maior.

Gabarito oficial não fornecido com o PDF. Nenhuma alternativa foi marcada como oficial.

Resolução comentada — Método TEF (não oficial)

A potência nominal de cada chuveiro é $P=2200\,\text{W}$. Se cada aparelho funcionar na tensão para a qual foi projetado, o consumo durante o mesmo intervalo de funcionamento é $E=P\Delta t$ e permanece idêntico.

Ressalva: o enunciado não explicita a tensão efetiva da rede após a troca. Se o aparelho de 110 V fosse conectado diretamente a 220 V, a potência seria diferente e a condição não corresponderia à interpretação usual desta questão.

Q28

Mecânica — Hidrostática — Empuxo e transbordamento

A figura 1 mostra um recipiente contendo água até a altura da canaleta, sobre uma balança. Nessa situação, a balança registra o valor $V_1=P_1$.

Recipiente com água na canaleta sobre uma balança, antes e depois da colocação de um corpo flutuante.

Em seguida, um objeto de peso $P_2$ é colocado dentro do recipiente e flutua parcialmente imerso, conforme mostra a figura 2.

A leitura do novo valor $V_2$ na situação representada pela figura 2 é

A)$V_2=P_1$

B)$V_2=P_1+P_2$

C)$P_1\lt V_2\lt P_1+P_2$

D)$V_2\lt P_1$

E)$V_2=P_1-P_2$

Gabarito oficial não fornecido com o PDF. Nenhuma alternativa foi marcada como oficial.

Resolução comentada — Método TEF (não oficial)

Para o objeto flutuando em equilíbrio, o empuxo é igual ao seu peso: $E=P_2$.

O objeto desloca e faz transbordar água cujo peso é $P_2$. Como essa água sai da balança, o ganho devido ao objeto e a perda de água se compensam. A leitura permanece $V_2=P_1$.

Q29

Óptica — Refração — Índice de refração e velocidade

O índice de refração ($n$) de um gás em função de sua densidade ($d$) está indicado no gráfico ao lado.

Gráfico do índice de refração n, crescente com a densidade d.

O gráfico que representa a velocidade da luz ($v$) no gás, em função de sua densidade, é

Gabarito oficial não fornecido com o PDF. Nenhuma alternativa foi marcada como oficial.

Resolução comentada — Método TEF (não oficial)

O índice de refração absoluto satisfaz $n=c/v$, portanto $v=c/n$.

Pelo gráfico, o índice de refração aumenta quando cresce a densidade. Consequentemente, a velocidade da luz no gás diminui com a densidade. Entre os gráficos fornecidos, somente um apresenta esse comportamento qualitativo.

Q30

Eletromagnetismo — Indução eletromagnética — Fluxo magnético e simetria

A figura ao lado mostra um ímã em forma de barra e uma espira circular situada no plano $xy$. Não aparecerá corrente elétrica na espira se ela

Ímã vertical sobre uma espira circular no plano xy, eixo do ímã coincidente com z.

A)deslocar ao longo do eixo $z$.

B)deslocar ao longo do eixo $y$.

C)girar em torno de $x$.

D)girar em torno de $z$.

E)girar em torno de $y$.

Gabarito oficial não fornecido com o PDF. Nenhuma alternativa foi marcada como oficial.

Resolução comentada — Método TEF (não oficial)

Pela lei de Faraday, ocorre corrente induzida se o fluxo magnético pela espira variar no tempo: $|\mathcal{E}|=|\Delta\Phi_B|/\Delta t$.

Ao girar a espira em torno do eixo $z$, perpendicular ao seu plano e alinhado ao eixo do ímã, a configuração apresenta simetria de rotação e o fluxo não se altera. Não surge fem induzida nessa condição.

UNIPAC — Física · Edição provável 2004.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova