Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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UFGD · 2025 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade Federal da Grande Dourados

Vestibular UFGD 2025 (aplicado em 2023) · Física: Q41–Q46 · resolução comentada Método TEF. Gabarito oficial definitivo (Edital de Homologação CCS nº 56/2023); a questão 41 foi anulada pela banca.

Q41
Quantidade de movimento

Uma quantidade física muito importante na descrição do movimento de corpos é o vetor momento linear, definido como o produto entre a massa do corpo e o vetor velocidade. Assinale a alternativa que concorda com a definição de momento linear.

A)
Os vetores momento linear e velocidade são sempre paralelos.
B)
Os vetores momento linear e velocidade podem ser paralelos ou ortogonais.
C)
O produto vetorial entre os vetores momento linear e velocidade é sempre um vetor perpendicular aos dois anteriores.
D)
É possível que dois corpos com o mesmo vetor velocidade e massas diferentes tenham o mesmo vetor momento linear.
E)
Em uma colisão o vetor momento linear total se conserva apenas se a colisão for elástica.

Gabarito definitivo

ANULADA
Resolução comentada

A questão foi oficialmente anulada no gabarito definitivo. A relação fundamental é:

$$\vec p=m\vec v$$

Para massa positiva e velocidade não nula, os vetores são paralelos e têm o mesmo sentido, como pretende a opção A. Como são paralelos:

$$\vec p\times\vec v=\vec0$$

O vetor nulo não possui direção definida, tornando delicada a redação da opção C. A opção D também exige excluir o caso em que os dois corpos estão em repouso: com velocidade zero, ambos têm momento zero, mesmo com massas diferentes. Além disso, a conservação do momento total de um sistema isolado não exige colisão elástica; essa condição é relevante para conservar também a energia cinética. O edital consultado informa a anulação, sem apresentar seu motivo específico, por isso essas observações não são atribuídas à banca como justificativa oficial.

Q42
Ondas

Fenômenos ondulatórios são muito relevantes na sociedade atual. Como exemplo, existem ondas eletromagnéticas, de rádio e sonoras. Uma classe especial de ondas é composta pelas longitudinais cuja direção de propagação é a mesma que a direção de vibração das moléculas do meio no qual a onda se propaga. Considerando a informação, assinale a alternativa em concordância com a teoria ondulatória.

A)
A velocidade de propagação do som independe do meio no qual a onda se propaga.
B)
A velocidade de propagação de uma onda sonora é maior no ar do que na água.
C)
Ao colocarmos o ouvido em contato com os trilhos do trem, é possível ouvir o barulho do trem pelos trilhos antes mesmo de ouvirmos seu som pelo ar. Isso acontece porque a velocidade do som em um meio sólido é maior do que em um meio gasoso.
D)
Ondas eletromagnéticas são oscilações dos campos elétrico e magnético. Devido a isso, é possível dizer que ondas eletromagnéticas são ondas longitudinais.
E)
Ao enxergarmos um relâmpago antes de ouvirmos o barulho do trovão, concluímos que, nesse caso em particular, o som não se comporta como uma onda longitudinal.

Gabarito definitivo

C
Resolução comentada

O som se propaga mais rapidamente no aço de um trilho do que no ar. Assim, no exemplo idealizado, a vibração pode chegar pelo trilho antes da onda sonora pelo ar, conforme a opção C. A velocidade depende das propriedades elásticas e da densidade do meio. Ondas sonoras em fluidos são longitudinais; ondas eletromagnéticas planas no vácuo são transversais. Ver o relâmpago antes de ouvir o trovão decorre da maior velocidade da luz, sem mudar a natureza do som. A situação descreve uma comparação física, não uma orientação para se aproximar de trilhos em uso.

Q43
Condução térmica

A maior queda de temperatura observada em um único dia em uma cidade brasileira foi de aproximadamente 20 °C, registrada em Bom Jesus, no estado do Piauí. Nos Estados Unidos, a maior queda de temperatura em um único dia foi de quase 60 °F, registrada em Browning, Montana. Um engenheiro projetou um tijolo para as paredes das casas em Browning com 75% da condutividade térmica do tijolo utilizado nas casas de Bom Jesus. Considerando que as áreas das paredes são iguais e desprezando outras formas de transferência de calor, além da condução através dos tijolos, qual deve ser, aproximadamente, a espessura do tijolo na cidade de Browning em comparação com a espessura do tijolo em Bom Jesus para garantir o mesmo conforto térmico em um dia com essas variações de temperatura?

A)
Menor do que a espessura do tijolo brasileiro.
B)
Igual à espessura do tijolo brasileiro.
C)
1,25 vezes maior do que a espessura do tijolo brasileiro.
D)
1,67 vezes maior do que a espessura do tijolo brasileiro.
E)
3,0 vezes maior do que a espessura do tijolo brasileiro.

Gabarito definitivo

C
Resolução comentada

A variação de 60 °F corresponde a:

$$\Delta T_{US}=\frac59\cdot60=\frac{100}{3}\ ^\circ\text{C}\approx33{,}3\ ^\circ\text{C}$$

Para diferenças de temperatura, não se subtrai 32. No modelo de condução por uma parede plana:

$$P=\frac{kA\Delta T}{L}$$

Igualando as potências de transferência, com mesma área e $k_{US}$ = 0,75 $k_{BR}$:

$$\frac{L_{US}}{L_{BR}}=\frac{k_{US}\Delta T_{US}}{k_{BR}\Delta T_{BR}}$$

$$\frac{L_{US}}{L_{BR}}=0{,}75\frac{33{,}3}{20}\approx1{,}25$$

A espessura deve ser aproximadamente 1,25 vez a brasileira, isto é, 25% maior. O cálculo supõe que as variações citadas possam representar as diferenças térmicas usadas no modelo; conforto real também depende de capacidade térmica, ventilação e outras trocas de calor.

Q44
Transformador

Uma raquete mata-mosca é um dispositivo utilizado para matar mosquitos e outros insetos voadores. Ela geralmente possui uma estrutura que lembra uma raquete de tênis, com uma rede elétrica no lugar das cordas. Quando o inseto toca na rede, ele fecha o circuito composto por redes com diferentes potenciais elétricos e recebe uma descarga elétrica de alta tensão que o mata instantaneamente ou o deixa incapacitado. Considere uma raquete elétrica que funciona com uma bateria recarregável de 3,7 volts. Nesse dispositivo, a corrente elétrica contínua é convertida em corrente alternada com a mesma tensão eficaz (RMS), então a tensão elétrica é elevada por meio de um transformador com 25 espiras no enrolamento primário e 1.250 espiras no secundário. Em um modelo no qual a tensão de saída do secundário é dobrada por meio de um circuito eletrônico específico e desprezando todas as perdas, assinale a alternativa que indica a diferença de potencial aplicada em um mosquito exterminado por essa raquete.

A)
1.850 volts
B)
370 volts
C)
185 volts
D)
92,5 volts
E)
37 volts

Gabarito definitivo

B
Resolução comentada

A razão de espiras do transformador é:

$$\frac{N_s}{N_p}=\frac{1250}{25}=50$$

Com 3,7 V eficazes na entrada e sem perdas, a saída do transformador é:

$$V_s=3{,}7\cdot50=185\ \text{V}$$

O enunciado determina que a etapa seguinte dobre esse valor:

$$V_{saida}=2\cdot185=370\ \text{V}$$

A resposta segue o modelo de duplicação fornecido. Em circuitos reais, valores eficazes e valores de pico precisam ser distinguidos; o transformador também não aumenta a energia disponível na bateria.

Q45
Cinemática

Um professor de Física foi participar de um evento científico em outra cidade e resolveu realizar algumas medidas durante a decolagem do avião, utilizando um aplicativo em seu smartphone. Ele constatou que a velocidade do avião e o seu ângulo de inclinação em relação ao solo, logo após abandonar a pista ao meio-dia, eram de, respectivamente, 288 km/h e 23°. Sabendo que, imediatamente após decolar, o avião manteve uma aceleração de 1 m/s² na mesma direção e sentido da velocidade, assinale a alternativa que indica o valor da velocidade da sombra do avião no solo após dois minutos da decolagem. Considere que sen23° = 0,39 e que cos23° = 0,92.

A)
280,8 km/h
B)
290,0 km/h
C)
408,0 km/h
D)
662,4 km/h
E)
720,0 km/h

Gabarito definitivo

D
Resolução comentada

A velocidade inicial no SI é:

$$v_0=\frac{288}{3{,}6}=80\ \text{m/s}$$

Após dois minutos:

$$t=120\ \text{s}$$

$$v=v_0+at=80+1\cdot120=200\ \text{m/s}$$

No modelo de raios solares verticais, a velocidade da sombra é a componente horizontal:

$$v_{sombra}=v\cos23^\circ=200\cdot0{,}92=184\ \text{m/s}$$

Convertendo:

$$v_{sombra}=184\cdot3{,}6=662{,}4\ \text{km/h}$$

Essa é a resposta oficial. Dizer apenas que é meio-dia não garante o Sol a pino; sem a hipótese de raios verticais ou uma direção solar especificada, a velocidade da sombra não é determinada unicamente por esses dados.

Q46
Quantidade de movimento

O pêndulo balístico é um dispositivo utilizado para estudar colisões e transferência de energia em física experimental e permite estimar com boa precisão a velocidade de um projétil de arma de fogo. Considere que um projétil de massa m é disparado com velocidade v de um revólver e atinge o centro da lateral de um pêndulo balístico constituído por um bloco de madeira de massa M, sustentado por uma haste inextensível de massa desprezível, como ilustra a figura a seguir. Após o impacto, o projétil fica incrustado no bloco cujo centro de gravidade se eleva de uma altura máxima h depois da colisão. Despreze a força de arrasto aerodinâmico e o atrito entre a haste e o teto. Considerando que a aceleração da gravidade é dada por g, a velocidade do projétil imediatamente após o disparo é dada pela expressão:

Pêndulo balístico antes e depois do impacto; bloco M, projétil m, velocidade v e elevação h.
A)
$\sqrt{\frac{2gh(M+m)}m}$
B)
$\frac{M+m}m\sqrt{\frac{2gh(M+m)}m}$
C)
$(M+m)\sqrt{\frac{2gh}m}$
D)
$\frac m{M+m}$
E)
$\frac{M+m}m\sqrt{2gh}$

Gabarito definitivo

E
Resolução comentada

Se V é a velocidade do conjunto imediatamente após o impacto, a conservação do momento horizontal durante a colisão fornece:

$$mv=(M+m)V$$

Na subida, sem perdas, a energia cinética do conjunto se transforma em potencial gravitacional:

$$\frac{(M+m)V^2}{2}=(M+m)gh$$

Logo:

$$V=\sqrt{2gh}$$

Substituindo na primeira relação:

$$v=\frac{M+m}{m}\sqrt{2gh}$$

A conservação da energia foi aplicada somente depois da colisão. Durante o impacto, parte da energia cinética se transforma em deformação e energia interna, pois o projétil fica incrustado no bloco.

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