Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

Unipam · 2014.2 — Física com resolução comentada

Vestibular · 2º semestre · Aplicação em 19/01/2014 · Física: questões 21 a 25.

Q21
Termologia — Calorimetria — Tempo de aquecimento

Uma massa m de água (c = 1,0 cal/(g·°C)) é aquecida por uma fonte térmica de potência constante e gasta um tempo $\Delta t$ para atingir uma temperatura T. A mesma fonte é usada para aquecer uma massa 3m de álcool (c = 0,6 cal/(g·°C)). Para que esta quantidade de álcool atinja a mesma temperatura T, a fonte térmica gastará um tempo igual a

A)
$\Delta t$.
B)
$0{,}2\Delta t$.
C)
$3{,}6\Delta t$.
D)
$1{,}8\Delta t$.

Unipam · 2º semestre · Gabarito do processo seletivo

D
Resolução comentada

Adotando a mesma temperatura inicial e desprezando perdas térmicas, as duas porções sofrem a mesma variação de temperatura.

$$Q=mc\Delta T$$

$$P=\frac{Q}{t}$$

Como a potência é a mesma:

$$\frac{t_{\mathrm{álcool}}}{\Delta t}=\frac{3m\cdot0{,}6}{m\cdot1{,}0}=1{,}8$$

$$t_{\mathrm{álcool}}=1{,}8\Delta t$$

O enunciado não explicita a temperatura inicial do álcool. A igualdade das temperaturas iniciais é a interpretação pressuposta pelo gabarito.

Alternativa D.

Q22
Mecânica — Cinemática — Aceleração média em gráfico

Uma formiga se desloca a partir de um instante A até um instante E, e o gráfico da sua velocidade em função do tempo é dado a seguir. Com base no gráfico, pode-se afirmar que o intervalo de tempo no qual o módulo da aceleração média da formiga é maior é

Gráfico velocidade-tempo da formiga, com pontos A, B, C, D e E e maior inclinação média no trecho BC.
A)
AB.
B)
BC.
C)
CD.
D)
DE.

Unipam · 2º semestre · Gabarito do processo seletivo

B
Resolução comentada

Em cada intervalo, a aceleração média é dada pela variação da velocidade dividida pelo tempo decorrido.

$$a_m=\frac{v_f-v_i}{t_f-t_i}$$

No gráfico, seu módulo corresponde ao módulo da inclinação da reta que liga os extremos do intervalo. A subida entre B e C tem maior variação de velocidade por unidade de tempo que AB, CD e DE. Portanto, o intervalo procurado é BC.

Alternativa B.

Q23
Mecânica — Energia — Trabalho do atrito

Um bloco de massa M é abandonado do repouso a partir do ponto A, indicado na figura. Sabe-se que entre os pontos A e B não há atrito, e entre os pontos B e C o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície (horizontal) é igual a 0,4. Nestas condições, podemos afirmar que a energia mecânica do bloco ao passar pelo ponto C, comparada com a energia mecânica total que possuía no ponto A, é

Bloco parte da altura d em A e chega ao trecho horizontal BC, de comprimento 2d.
A)
20 % da energia mecânica total.
B)
40 % da energia mecânica total.
C)
50 % da energia mecânica total.
D)
80 % da energia mecânica total.

Unipam · 2º semestre · Gabarito do processo seletivo

A
Resolução comentada

Tomando a energia potencial gravitacional nula na superfície horizontal, a energia inicial é:

$$E_A=Mgd$$

Entre A e B não há dissipação. No trecho BC, o módulo da força de atrito é:

$$F_{\mathrm{at}}=\mu Mg=0{,}4Mg$$

Como o comprimento de BC é 2d:

$$W_{\mathrm{at}}=-0{,}4Mg\cdot2d=-0{,}8Mgd$$

$$E_C=E_A+W_{\mathrm{at}}=0{,}2Mgd$$

$$\frac{E_C}{E_A}=0{,}20=20\%$$

Alternativa A.

Q24
Ondulatória — Acústica — Sonar e profundidade

A Oceanografia é a ciência que estuda os oceanos, procurando compreender, descrever e prever os processos que ocorrem neste ambiente. A oceanografia estuda os oceanos sob t t i i i fí i í i bi ló i ló i O fi i l f d região, o oceanógrafo usa um sonar instalado num barco em repouso. O intervalo de tempo decorrido entre a emissão do sinal ultra-som de freqüência 50 KHz e a resposta ao barco (eco) é de 1 segundo. Supondo que o módulo da velocidade de propagação do som na água é igual a 1500 m/s, a profundidade do oceano, medida pelo oceanógrafo na região considerada, é de

A)
1500 metros.
B)
30 metros.
C)
750 metros.
D)
5000 metros.

Unipam · 2º semestre · Gabarito do processo seletivo

C
Resolução comentada

O som percorre a profundidade duas vezes, na ida e na volta.

$$2h=v\Delta t$$

$$h=\frac{1\,500\cdot1}{2}=750\ \mathrm m$$

A frequência do sinal não altera esse cálculo quando a velocidade de propagação e o tempo do eco já são conhecidos.

Alternativa C.

Q25
Eletricidade — Circuitos — Associação de pilhas

A figura abaixo mostra o esquema simplificado de um dispositivo eletrônico constituído de seis pilhas iguais (de resistência interna desprezível), cada uma com diferença de potencial V, ligadas a um circuito, com resistência elétrica equivalente R. Nessas condições, a corrente medida pelo amperímetro A, colocado na posição indicada, é igual a

Três ramos paralelos com duas pilhas em série em cada um; amperímetro em série com a resistência R.
A)
$\frac{6V}{R}$.
B)
$\frac VR$.
C)
$\frac{2V}{R}$.
D)
$\frac{3V}{R}$.

Unipam · 2º semestre · Gabarito do processo seletivo

C
Resolução comentada

Cada ramo tem duas pilhas em série com a mesma orientação.

$$U_{\mathrm{ramo}}=V+V=2V$$

Os três ramos iguais estão em paralelo. Logo, a tensão aplicada à resistência equivalente é 2V, e não 6V.

$$I=\frac{U}{R}=\frac{2V}{R}$$

O amperímetro mostrado mede a corrente total que atravessa a carga.

Alternativa C.

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