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UFGD · 2020 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade Federal da Grande Dourados

Vestibular UFGD 2020 (aplicado em 24/11/2019) · Prova A · Física: Q7–Q12 · resolução comentada Método TEF. Gabarito oficial definitivo (Edital de Homologação CCS nº 061/2019).

Q7
Mecânica — Cinemática — Queda livre (tempo e velocidade final)

Há mais de 70 anos, um dos principais atrativos turísticos do México é a Quebrada de Acapulco: mergulhadores saltam de rochas a $45$ metros de altura, sobre as ondas do mar, sem qualquer equipamento de proteção. Considerando o salto como um movimento de queda livre de velocidade vertical inicial nula, desprezando-se a resistência do ar e tomando a aceleração da gravidade como $g=10\text{ m/s}^2$, então o tempo entre o salto e a entrada na água, bem como a velocidade do mergulhador ao atingir a água, são, respectivamente:

A)Tempo $=2{,}5$ segundos, velocidade $=25\text{ m/s}$.
B)Tempo $=3{,}0$ segundos, velocidade $=30\text{ m/s}$.
C)Tempo $=3{,}5$ segundos, velocidade $=35\text{ m/s}$.
D)Tempo $=4{,}0$ segundos, velocidade $=40\text{ m/s}$.
E)Tempo $=4{,}5$ segundos, velocidade $=45\text{ m/s}$.

Gabarito definitivo — Vestibular UFGD 2020 (Edital de Homologação CCS nº 061/2019)

B

Fonte: UFGD — Provas de vestibulares anteriores

Resolução

Na queda livre a partir do repouso, $h=\dfrac{g\,t^2}{2}$. Então $t=\sqrt{\dfrac{2h}{g}}=\sqrt{\dfrac{2\cdot45}{10}}=\sqrt9=3\text{ s}$.

A velocidade ao atingir a água é $v=g\,t=10\cdot3=30\text{ m/s}$.

Q8
Mecânica — Conceitos de Física Clássica (questão anulada)

De acordo com a Física Clássica, é correto afirmar que

A)as quatro estações, divisão climática do ano, são o resultado da inclinação do eixo de rotação da Terra, que faz um ângulo de aproximadamente $23{,}5^\circ$ em relação ao plano da sua trajetória ao redor do Sol.
B)um experimento de queda livre é realizado numa câmara onde é retirado todo o ar do seu interior. São abandonados, a partir do repouso, uma bola de boliche e uma pena de uma altura de $50$ metros. A bola de boliche atinge o chão pelo menos $10$ metros à frente da pena.
C)a força gravitacional repulsiva que a Terra realiza sobre a Lua mantém a separação fixa entre o planeta e seu satélite natural.
D)um pião se equilibra na posição vertical enquanto realiza um movimento de rotação, graças ao princípio de conservação do momento linear.
E)ondas eletromagnéticas não são visíveis a olho nu.

Gabarito definitivo — Vestibular UFGD 2020 (Edital de Homologação CCS nº 061/2019)

ANULADA

Fonte: UFGD — Provas de vestibulares anteriores

Resolução

Analisando cada afirmação: o eixo da Terra está inclinado cerca de $23{,}5^\circ$ em relação à perpendicular ao plano da órbita, e não em relação ao próprio plano (que seria cerca de $66{,}5^\circ$).

No vácuo, a bola e a pena têm a mesma aceleração $g$ e chegam ao chão juntas, sem diferença de alcance horizontal.

A força gravitacional entre Terra e Lua é sempre atrativa, e é ela que fornece a resultante centrípeta da órbita lunar.

O pião se mantém em pé por conservação do momento angular, e não do momento linear.

A luz visível é uma onda eletromagnética e é percebida a olho nu, embora a maior parte do espectro eletromagnético não seja.

Nenhuma das afirmações se sustenta como escrita, o que explica a anulação da questão no gabarito oficial.

Q9
Eletricidade — Eletrodinâmica — Resistência, efeito Joule e instalações elétricas (questão anulada)

Inúmeras são as causas de incêndios dentro de casa, com materiais inflamáveis como, por exemplo, cortinas, sofá, armários de madeira e prateleiras, sendo rápida a propagação. O major Gildomar Alves, comandante do Corpo de Bombeiros Militar de Brasília-DF, alerta: “É preciso ter cuidado para não usar o adaptador T (benjamin), porque pode sobrecarregar a fiação, que é calculada pela engenharia”.

Disponível em: <https://jornaldebrasilia.com.br/cidades/casos-de-incendios-domesticos-aumentaram-44-no-ano-passado/>. Acesso em: 14 set. 2019.

Sobre os riscos e os cuidados em instalações elétricas, é correto afirmar que

A)quanto maior o comprimento do fio de cobre, menor o risco de um curto-circuito.
B)quanto menor a área do fio de cobre, maior o risco de um curto-circuito.
C)efeito joule é o responsável pela transformação da energia térmica em energia elétrica.
D)à medida que os aparelhos são ligados na instalação doméstica, a resistência elétrica total aumenta.
E)o disjuntor é um sistema de segurança, pois diminui a tensão elétrica na residência.

Gabarito definitivo — Vestibular UFGD 2020 (Edital de Homologação CCS nº 061/2019)

ANULADA

Fonte: UFGD — Provas de vestibulares anteriores

Resolução

A segunda lei de Ohm dá $R=\rho\dfrac{L}{A}$: fio mais comprido tem resistência maior e fio mais fino também.

O efeito Joule transforma energia elétrica em térmica, e não o contrário.

Aparelhos ligados em paralelo na instalação doméstica diminuem a resistência equivalente, o que aumenta a corrente total e sobrecarrega a fiação.

O disjuntor desliga o circuito quando a corrente passa do limite, e não reduz a tensão.

As duas primeiras afirmações tratam de resistência do fio, enquanto o curto-circuito decorre do contato entre condutores de potenciais diferentes, o que não depende diretamente de comprimento ou área. Por isso o item é ambíguo, e a questão foi anulada no gabarito oficial.

Q10
Óptica — Fenômenos ópticos — Espalhamento da luz (questão anulada)

Quando a luz passa através de um prisma, seu espectro é dividido em sete cores monocromáticas, eis que surge um arco-íris de cores. A atmosfera faz o mesmo papel do prisma, atuando onde os raios solares colidem com as moléculas de ar, água e poeira e são responsáveis pela dispersão do comprimento de onda azul da luz.

Devido ao seu pequeno tamanho e estrutura, as minúsculas moléculas presentes na atmosfera espalham melhor as ondas com os menores comprimentos de onda, tais como o azul e o violeta. Durante praticamente todo o dia a luz azul se espalha cerca de dez vezes mais que a luz vermelha. Além disso, a luz azul tem uma frequência que é muito próxima da frequência de ressonância dos átomos, ao contrário da luz vermelha. Por isso, a luz azul movimenta os elétrons nas camadas atômicas da molécula com muito mais facilidade que a vermelha. Isso provoca um ligeiro atraso na luz azul que é reemitida em todas as direções.

Quando o céu está com cerração, névoa ou poluição, há partículas de tamanho grande que dispersam igualmente todos os comprimentos de ondas, logo o céu tende a ficar mais branco, devido à associação das cores monocromáticas.

Quando o sol está no horizonte, a luz percorre um caminho muito maior através da atmosfera para chegar aos nossos olhos do que quando está sobre nossas cabeças. A luz azul nesse caminho foi dispersa quase integralmente, a atmosfera atua como um filtro, e muito pouca luz azul chega até nossos olhos, enquanto que a luz vermelha que é apenas transmitida nos alcança mais facilmente.

No vácuo, existente fora das proximidades do planeta Terra, onde não há atmosfera, os raios do sol não são dispersos, logo eles percorrem uma linha reta do sol até o observador, por isso, os astronautas veem o céu escuro, como se fosse sempre noite.

Disponível em: <https://www.sofisica.com.br/conteudos/curiosidades/ceu_azul.php>. Acesso em 20 set. 2019. (Fragmento Adaptado).

Com base no texto sobre as cores do céu, o principal fenômeno ótico responsável pelas suas diferentes cores é a

A)Transmissão.
B)Reflexão.
C)Aberração.
D)Difração.
E)Polarização.

Gabarito definitivo — Vestibular UFGD 2020 (Edital de Homologação CCS nº 061/2019)

ANULADA

Fonte: UFGD — Provas de vestibulares anteriores

Resolução

O texto descreve o azul do céu e o vermelho do pôr do sol: moléculas muito menores que o comprimento de onda da luz espalham mais as ondas curtas (azul e violeta). Esse fenômeno é o espalhamento de Rayleigh, cuja intensidade é proporcional a $\dfrac{1}{\lambda^4}$.

Esse fenômeno não consta entre as opções, pois transmissão, reflexão, aberração, difração e polarização não são o fenômeno responsável pela cor do céu. Isso explica a anulação da questão no gabarito oficial.

Q11
Termologia — Dilatação térmica — Dilatação volumétrica e concentração

Um tanque escavado tem volume de $400{,}00\text{ m}^3$ de água a $22\text{ °C}$. Nesse tanque, a concentração de peixes é de $80{,}00\text{ peixes/m}^3$. Sabendo que a temperatura da água subiu para $28\text{ °C}$, que as paredes do tanque são estáveis, e que o número de peixes dentro do tanque continua igual, qual é a nova concentração de peixes por $\text{m}^3$?

Use como coeficiente de expansão volumétrica da água: $1{,}50\times10^{-4}\text{ °C}^{-1}$

A)$86{,}05\text{ peixes/m}^3$
B)$80{,}06\text{ peixes/m}^3$
C)$79{,}94\text{ peixes/m}^3$
D)$64{,}32\text{ peixes/m}^3$
E)$32{,}00\text{ peixes/m}^3$

Gabarito definitivo — Vestibular UFGD 2020 (Edital de Homologação CCS nº 061/2019)

C

Fonte: UFGD — Provas de vestibulares anteriores

Resolução

O número de peixes é $N=80\cdot400=32.000$.

A água dilata: $\Delta V=V_0\cdot\gamma\cdot\Delta T=400\cdot1{,}5\times10^{-4}\cdot6=0{,}36\text{ m}^3$, então $V=400{,}36\text{ m}^3$.

Com o mesmo número de peixes, a nova concentração é $\dfrac{32.000}{400{,}36}\approx79{,}93\text{ peixes/m}^3$. A pequena diferença para o valor oficial vem de arredondamento no enunciado, e o resultado é ligeiramente menor que $80$, como esperado, já que o volume aumentou.

Q12
Termologia — Termodinâmica — Trabalho, energia interna e ciclo

Um gás ideal é submetido ao processo termodinâmico descrito pelo ciclo abca no diagrama pressão-volume (P-V) ilustrado na figura apresentada. Com relação ao trabalho $W$ realizado no processo abc, a energia interna $\Delta U$ no ciclo abca e a temperatura em $c$ ($T_c$) no processo $ca$, (com $T_a$ sendo a temperatura em $a$), são, respectivamente:

Diagrama P-V (P em Pa, V em cm³): a (60; 2×10⁵), b (90; 2×10⁵), c (90; 3×10⁵); ciclo a→b→c→a.
Figura da questão 12 (Vestibular UFGD 2020).
A)$W_{abc}=1{,}5\text{ J}$; $\Delta U_{abca}=0{,}0\text{ J}$; $T_c=\dfrac49T_a$
B)$W_{abc}=-6{,}0\text{ J}$; $\Delta U_{abca}=1{,}5\text{ J}$; $T_c=\dfrac94T_a$
C)$W_{abc}=6{,}0\text{ J}$; $\Delta U_{abca}=6{,}0\text{ J}$; $T_c=T_a$
D)$W_{abc}=6{,}0\text{ J}$; $\Delta U_{abca}=0{,}0\text{ J}$; $T_c=\dfrac94T_a$
E)$W_{abc}=-1{,}5\text{ J}$; $\Delta U_{abca}=1{,}5\text{ J}$; $T_c=\dfrac49T_a$

Gabarito definitivo — Vestibular UFGD 2020 (Edital de Homologação CCS nº 061/2019)

D

Fonte: UFGD — Provas de vestibulares anteriores

Resolução

Em $a\to b$ a pressão é constante: $W_{ab}=P\cdot\Delta V=2\times10^{5}\cdot(90-60)\times10^{-6}=6\text{ J}$. Em $b\to c$ o volume é constante, então $W_{bc}=0$. Logo $W_{abc}=6\text{ J}$.

Em um ciclo o gás volta ao estado inicial, então a temperatura final é igual à inicial e $\Delta U_{abca}=0$.

Para a temperatura, a equação de estado dá $\dfrac{P_aV_a}{T_a}=\dfrac{P_cV_c}{T_c}$, então $\dfrac{T_c}{T_a}=\dfrac{3\times10^{5}\cdot90}{2\times10^{5}\cdot60}=\dfrac{27}{12}=\dfrac94$.

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