Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

Unipam · 2024 — Física com resolução comentada

· Tipo 1 · Aplicação em 03/12/2023 · Física: questões 33 a 39.

Q33
Mecânica — Energia — Descida sem dissipação

Uma criança se encontra parada no ponto mais alto de um tobogã cuja altura é H (ponto A), conforme figura abaixo. Em seguida, ela começa sua descida vindo, em poucos segundos, a alcançar a parte horizontal do brinquedo, a qual se encontra ao nível do chão (ponto C). Sabe-se que a criança atinge esse ponto com velocidade de 16 m/s e que durante o percurso não houve incidência de qualquer tipo de força dissipativa. Considerando a gravidade como sendo g = 10 m/s², então a altura H do tobogã será de: (Disponível em: brasilescola.uol.com.br)

Criança desce de um tobogã de altura H até o nível do chão; a altura h de um ponto intermediário também está indicada.
A)
8,4 m
B)
9,6 m
C)
10,4 m
D)
12,8 m

Unipam · Tipo 1 · Gabarito retificador nº 2

D
Resolução comentada

Tomando a energia potencial nula ao nível do chão:

$$mgH=\frac12mv^2$$

$$H=\frac{v^2}{2g}=\frac{16^2}{2\cdot10}=12{,}8\ \mathrm m$$

Alternativa D.

Q34
Óptica — Refração — Dispersão da luz

A luz, há muitos séculos, tornou-se objeto de estudo pelos cientistas. Einstein, por exemplo, mostrou seu comportamento dual (ora onda, ora partícula). Num dado fenômeno óptico, quando a luz passa por um prisma, ela sofre refração. Com isso, ocorre a separação do raio de luz (feixe) em diversas cores. Esse fenômeno é devido ao fato de o índice de refração da luz ser diferente para frequências diversas. Dessa maneira, pode-se observar o espectro visível. Esse fenômeno sofrido pela luz refere-se à

A)
absorção.
B)
difração.
C)
dispersão.
D)
reflexão.

Unipam · Tipo 1 · Gabarito retificador nº 2

C
Resolução comentada

O índice de refração do material do prisma depende da frequência.

$$n=n(f)$$

As cores sofrem desvios diferentes e se separam. Esse fenômeno é chamado dispersão da luz, e não difração, absorção ou reflexão.

Alternativa C.

Q35
Mecânica — Hidrostática — Prensa hidráulica

Uma ferramenta muito utilizada em oficinas mecânicas é o macaco hidráulico. Ele pode levantar grandes pesos (carros, motores, etc.) em seu pistão de área maior usando-se de uma pequena força no pistão de menor área. Numa dada oficina, precisou-se levantar um carro de 1,0 tonelada de massa para fazer alguns reparos na sua parte inferior (figura abaixo). Sabendo-se que A2 = 1600A1 e considerando a gravidade como sendo g = 10 m/s², então a intensidade da força F1, para começar a levantar o carro foi de: (Disponível em: infoescola.com/fisica/prensa-hidraulica/)

Prensa hidráulica: pequeno pistão de área A1 exerce força F1 e o grande pistão de área A2 sustenta o carro.
A)
0,625 N
B)
1,6 N
C)
3,2 N
D)
6,25 N

Unipam · Tipo 1 · Gabarito retificador nº 2

D
Resolução comentada

O pistão maior precisa equilibrar o peso do carro para iniciar idealmente a elevação.

$$F_2=mg=1\,000\cdot10=10\,000\ \mathrm N$$

Pelo princípio de Pascal:

$$\frac{F_1}{A_1}=\frac{F_2}{A_2}$$

$$F_1=\frac{10\,000}{1\,600}=6{,}25\ \mathrm N$$

Desprezam-se atrito dos pistões e diferenças de nível entre as colunas.

Alternativa D.

Q36
Mecânica — Dinâmica — Questão anulada: força inclinada e atrito

Um bloco de massa 1,0 kg é empurrado por uma força FB = 10 N, a qual faz um ângulo Ɵ = 60o com a horizontal, direção de deslocamento do corpo (figura abaixo). Sabe-se que há incidência de atrito entre o bloco e a superfície, cujo coeficiente é 0,1. Nessas circunstâncias, pode-se afirmar que a aceleração a do bloco, em m/s², será igual a: (Disponível em: www.editoraopirus.com.br)

Bloco em superfície horizontal recebe força inclinada que tem componente vertical para baixo.
A)
$\frac{\sqrt3}{2}$
B)
$4{,}0$
C)
$6{,}0$
D)
$\frac{5\sqrt3-1}{2}$

Unipam · Tipo 1 · Gabarito retificador nº 2

ANULADA
Resolução comentada

A questão foi anulada no gabarito retificador nº 2. Pela decomposição do texto e usando g = 10 m/s²:

$$F_x=10\cos60^\circ=5\ \mathrm N$$

$$F_y=10\sin60^\circ=5\sqrt3\ \mathrm N$$

A componente vertical empurra para baixo.

$$N=mg+F_y=10+5\sqrt3$$

$$F_{\mathrm{at}}=0{,}1(10+5\sqrt3)$$

$$a=\frac{F_x-F_{\mathrm{at}}}{m}=4-\frac{\sqrt3}{2}\approx3{,}13\ \mathrm{m/s^2}$$

O resultado não coincide com as alternativas. A inconsistência explica a ressalva física; a anulação é a situação declarada pela banca.

Questão anulada pela banca.

Q37
Termologia — Escalas térmicas — Fahrenheit e Kelvin

Muito se tem comentado e estudado sobre a onda de calor pela qual o planeta tem passado nos últimos tempos. O ano de 2023 já está sendo considerado, pelos climatologistas, como um dos anos de temperaturas mais elevadas em toda a história. Dentre as escalas térmicas utilizadas em todo o mundo, três se destacam: Celsius, Fahrenheit e Kelvin. A temperatura de 77o F corresponde a qual temperatura na escala Kelvin?

A)
354,15 K
B)
298,15 K
C)
248,15 K
D)
273,15 K

Unipam · Tipo 1 · Gabarito retificador nº 2

B
Resolução comentada

Primeiro, a temperatura Celsius:

$$T_C=\frac59(T_F-32)$$

$$T_C=\frac59(77-32)=25\ ^\circ\mathrm C$$

Depois, a temperatura absoluta:

$$T_K=25+273{,}15=298{,}15\ \mathrm K$$

Alternativa B.

Q38
Mecânica — Dinâmica — Curva horizontal e atrito

Numa viagem para a praia, um motorista entra com seu carro, de massa igual a 1,0 tonelada, numa curva de 400 m de raio, na velocidade de 90 km/h. Sabendo que a curva se encontra na horizontal, sem inclinação, calcule o módulo do coeficiente de atrito entre a pista e os pneus, para que o veículo possa fazer a curva sem que ocorra uma derrapagem.

A)
0,15
B)
0,3
C)
0,45
D)
0,6

Unipam · Tipo 1 · Gabarito retificador nº 2

A
Resolução comentada

Usando g = 10 m/s², conforme a convenção do cálculo da prova:

$$v=\frac{90}{3{,}6}=25\ \mathrm{m/s}$$

O atrito deve conseguir fornecer a força centrípeta.

$$\mu_smg\geq\frac{mv^2}{R}$$

$$\mu_{s,\min}=\frac{25^2}{400\cdot10}=0{,}15625$$

O gabarito aponta 0,15 como aproximação. Estritamente, μs exatamente igual a 0,150 seria inferior ao limite; a condição física calculada é μs ≥ 0,15625.

Alternativa A.

Q39
Eletricidade — Energia — Custo dos banhos

Uma ducha elétrica apresenta uma potência de 4800 W. Uma pessoa, para se refrescar nessa época de calor, excepcionalmente tomou diariamente dois banhos de 10 minutos de duração, um de manhã e outro à noite. Determine o custo mensal, em reais, da energia elétrica gasta por essa pessoa em seus banhos, sabendo que atualmente o preço do quilowatt-hora é da ordem de R$ 0,70 (tarifa convencional da CEMIG).

A)
R$ 16,80
B)
R$ 26,40
C)
R$ 33,60
D)
R$ 35,20

Unipam · Tipo 1 · Gabarito retificador nº 2

C
Resolução comentada

A potência é de 4,8 kW. Adotando trinta dias:

$$t=30\cdot\frac{2\cdot10}{60}=10\ \mathrm h$$

$$E=Pt=4{,}8\cdot10=48\ \mathrm{kWh}$$

$$C=48\cdot0{,}70=33{,}60\ \text{reais}$$

Alternativa C.

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