Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

Unipam · 2014.1 — Física com resolução comentada

Vestibular · 1º semestre · Tipo 1 · Aplicação em 10/11/2013 · Física: questões 33 a 39.

Q33
Termologia — Mudanças de fase — Calor latente de fusão

As curvas A e B, na figura, representam a variação de temperatura (T) em função do tempo (t) de duas amostras A e B, quando 50 g de cada uma são aquecidas separadamente, a partir da temperatura inicial de 20° C, na fase sólida, recebendo calor numa taxa constante de 300 cal/s. Com base nas informações e no gráfico, os calores latentes de fusão das amostras A e B valem, respectivamente,

Temperatura por tempo: patamar A de 70 a 140 segundos e B de 30 a 90 segundos.
A)
540 cal/g e 250 cal/g.
B)
260 cal/C e 150 cal/g.
C)
420 cal/g e 360 cal/g.
D)
600 cal/g e 500 cal/g.

Unipam · 1º semestre · Tipo 1 · Gabarito do caderno — Tipo 1

C
Resolução comentada

Durante a fusão, o calor recebido é proporcional ao tempo do patamar.

$$mL=P\Delta t$$

Para A, o patamar vai de 70 s a 140 s.

$$\Delta t_A=140-70=70\ \mathrm s$$

$$L_A=\frac{300\cdot70}{50}=420\ \mathrm{cal/g}$$

Para B, o patamar vai de 30 s a 90 s.

$$\Delta t_B=90-30=60\ \mathrm s$$

$$L_B=\frac{300\cdot60}{50}=360\ \mathrm{cal/g}$$

Alternativa C.

Q34
Ondulatória — Efeito Doppler — Fonte e observador em movimento

Um observador se desloca entre duas ambulâncias A e B, como indicado na figura abaixo. A ambulância A está em repouso e a ambulância B se aproxima do observador com velocidade $v_B$. A frequência da sirene da ambulância A parece cair de 680 Hz para 670 Hz à medida que o observador se afasta dela, e a frequência da sirene da ambulância B parece aumentar de 640 Hz para 690 Hz à medida que se aproximam. Adotando a velocidade do som no ar igual 340 m/s, a velocidade $v_B$ da ambulância B é de

Ambulância A parada à esquerda, observador indo para a direita e ambulância B vindo da direita para a esquerda.
A)
72 km/h
B)
60 km/h
C)
54 km/h
D)
80 km/h

Unipam · 1º semestre · Tipo 1 · Gabarito do caderno — Tipo 1

A
Resolução comentada

A ambulância A está parada e o observador se afasta dela com velocidade u.

$$670=680\frac{340-u}{340}$$

$$u=5\ \mathrm{m/s}$$

Em relação à ambulância B, fonte e observador se aproximam.

$$690=640\frac{340+5}{340-v_B}$$

$$340-v_B=\frac{640\cdot345}{690}=320$$

$$v_B=20\ \mathrm{m/s}$$

$$v_B=20\cdot3{,}6=72\ \mathrm{km/h}$$

Alternativa A.

Q35
Eletricidade — Geradores e receptores — Corrente no circuito

A figura 1 representa “as curvas características” de um gerador e de um motor (receptor). Sabe-se que a resistência interna do receptor é o quádruplo da resistência interna do gerador. A figura 2 representa um circuito simples no qual o gerador “alimenta” o receptor. Com base no gráfico e nas condições de uso do circuito, representado na figura 2, a corrente total no circuito será de

Características do gerador e do receptor, com interceptos de 60 e 10 V e interseção em 2 A; circuito com motor e resistores externos de 25 e 75 ohms.
A)
100 mA
B)
200 mA
C)
300 mA
D)
400 mA

Unipam · 1º semestre · Tipo 1 · Gabarito do caderno — Tipo 1

D
Resolução comentada

Os interceptos indicam força eletromotriz de 60 V e força contraeletromotriz de 10 V. As curvas se cruzam em 2 A.

$$60-2r=10+2r'$$

$$r+r'=25\ \Omega$$

Como a resistência interna do receptor é quatro vezes a do gerador:

$$r'=4r$$

$$r=5\ \Omega$$

$$r'=20\ \Omega$$

Os resistores externos de 25 Ω e 75 Ω estão em série.

$$I=\frac{60-10}{5+20+25+75}=0{,}40\ \mathrm A$$

$$I=400\ \mathrm{mA}$$

Alternativa D.

Q36
Mecânica — Lançamento vertical — Tempo total de voo

Um pequeno objeto foi arremessado, em queda livre, do alto de um edifício de altura H, com velocidade $v_0$. O objeto sobe até uma altura h e cai livremente até atingir o solo, com velocidade $5v_0$. Admitindo-se que o módulo da aceleração da gravidade local vale g, o tempo total gasto pelo objeto, desde o início de arremesso até atingir o solo, foi de

A)
$\frac{H+h}{4v_0}$.
B)
$\frac{6v_0}{g}$.
C)
$\frac{H+h}{3v_0}$.
D)
$\frac{4v_0}{g}$.

Unipam · 1º semestre · Tipo 1 · Gabarito do caderno — Tipo 1

B
Resolução comentada

Adotando o sentido para cima como positivo, a aceleração é −g e a velocidade de chegada ao solo é −5v₀.

$$v=v_0-gt$$

$$-5v_0=v_0-gt$$

$$t=\frac{6v_0}{g}$$

Não é necessário calcular H ou h para obter o tempo total.

Alternativa B.

Q37
Ondulatória — Acústica — Soma de intensidades e decibéis

Um canil possui 100 cães de mesma raça e idade, de maneira que cada latido individual tem praticamente a mesma intensidade sonora. Quando todos os cães do canil latem ao mesmo tempo, isso gera um nível sonoro de 70 dB. Nessas condições, se apenas um dos cães do canil latir, o nível sonoro correspondente ao latido deste cão será de

A)
30 dB
B)
40 dB
C)
50 dB
D)
60 dB

Unipam · 1º semestre · Tipo 1 · Gabarito do caderno — Tipo 1

C
Resolução comentada

No modelo da questão, cada cão contribui com a mesma intensidade no ponto de observação e as intensidades se somam.

$$I_{100}=100I_1$$

$$\beta_{100}-\beta_1=10\log_{10}\frac{I_{100}}{I_1}$$

$$\beta_{100}-\beta_1=10\log_{10}100=20\ \mathrm{dB}$$

$$\beta_1=70-20=50\ \mathrm{dB}$$

A igualdade de raça e idade, isoladamente, não garante igual intensidade em qualquer posição; o cálculo adota a idealização de contribuições iguais no ponto considerado.

Alternativa C.

Q38
Óptica — Espelhos esféricos — Posição de imagens virtuais

A figura mostra uma vela acesa que está entre dois espelhos esféricos, $E_1$ e $E_2$, cujos módulos das distâncias focais são, respectivamente, 60 cm e 30 cm. A distância entre a imagem $I_1$, formada pelo espelho $E_1$, e a imagem $I_2$, formada pelo espelho $E_2$ é, em cm, de

Vela entre os espelhos E1 e E2, a 30 cm do primeiro e 20 cm do segundo.
A)
140
B)
80
C)
130
D)
40

Unipam · 1º semestre · Tipo 1 · Gabarito do caderno — Tipo 1

C
Resolução comentada

Na figura, E₁ é convexo e E₂ é côncavo. Para E₁, a distância focal é −60 cm e o objeto está a 30 cm.

$$\frac{1}{p'_1}=\frac{1}{-60}-\frac{1}{30}=-\frac{1}{20}$$

$$p'_1=-20\ \mathrm{cm}$$

A imagem fica 20 cm atrás de E₁. Para E₂, a distância focal é +30 cm e o objeto está a 20 cm.

$$\frac{1}{p'_2}=\frac{1}{30}-\frac{1}{20}=-\frac{1}{60}$$

$$p'_2=-60\ \mathrm{cm}$$

A imagem fica 60 cm atrás de E₂. Como os espelhos estão separados por 50 cm:

$$d_{I_1I_2}=20+50+60=130\ \mathrm{cm}$$

Alternativa C.

Q39
Eletricidade — Magnetismo — Tempo de travessia semicircular

Um elétron de carga q e massa m penetra uma região de campo magnético uniforme B perpendicular ao plano da figura, como indicado a seguir. A distância MN é igual a 2R. Admita que, na região do campo magnético, a única força que atua sobre o elétron seja a força magnética. Nas condições do problema, o período T de movimento do elétron na região de campo magnético e o sentido do campo magnético são

Elétron entra para a direita em M, descreve meia circunferência e sai para a esquerda em N; MN equivale a 2R.
A)
$\frac{\pi m}{qB}$; entrando no plano.
B)
$\frac{2\pi m}{qB}$; entrando no plano.
C)
$\frac{\pi m}{qB}$; saindo do plano.
D)
$\frac{2\pi m}{qB}$; saindo do plano.

Unipam · 1º semestre · Tipo 1 · Gabarito do caderno — Tipo 1

A
Resolução comentada

O raio da trajetória magnética satisfaz:

$$|q|vB=\frac{mv^2}{R}$$

$$\frac{R}{v}=\frac{m}{|q|B}$$

O percurso de M a N é uma semicircunferência. O tempo de permanência na região é:

$$\Delta t=\frac{\pi R}{v}=\frac{\pi m}{|q|B}$$

Na entrada, a velocidade aponta para a direita e a força deve apontar para baixo. Como o elétron tem carga negativa, o campo magnético deve entrar no plano da figura.

Ressalva: o período de uma volta completa seria 2πm/(|q|B). O gabarito usa a palavra “período” para o tempo de travessia de meia volta, e q representa o módulo da carga.

Alternativa A.

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