UFMS · 2019 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade Federal de Mato Grosso do Sul

Vestibular UFMS 2019 · Física (Q36–Q40) · Gabarito definitivo conferido e resolução comentada Método TEF.

Q36
Mecânica — Cinemática — Deslocamento vetorial

Em outubro de 2018, na Indonésia, ocorreu um terrível acidente aéreo com um Boeing 737 Max 8 da empresa Lion Air, matando mais de 180 pessoas. O avião decolou do aeroporto com um ângulo de 20° na direção Leste-Oeste, por uma distância de 2 km, e em seguida se deslocou para o norte, por uma distância de 15 km, antes de perder o contato com a torre de comando. (Dados: sen 20° = 0,34 e cos 20° = 0,94). Nessa situação, a alternativa que dá, respectivamente, os módulos dos vetores deslocamento resultante nas direções vertical e horizontal é:

A)
0,68 km e 14,32 km.
B)
0,68 km e 15,12 km.
C)
1,8 km e 14,32 km.
D)
1,8 km e 16,64 km.
E)
1,8 km e 19,25 km.

Gabarito definitivo oficial

B
Resolução comentada

A componente vertical vem apenas da subida inicial:

$$h=2\cdot0{,}34=0{,}68\ \mathrm{km}$$

A projeção horizontal do primeiro trecho é:

$$x=2\cdot0{,}94=1{,}88\ \mathrm{km}$$

Os deslocamentos horizontais são perpendiculares:

$$d_h=\sqrt{1{,}88^2+15^2}\approx15{,}12\ \mathrm{km}$$

Alternativa B.

Q37
Eletricidade — Campo elétrico — Aceleração de uma carga

Uma partícula de massa 2,5 × 10⁻²¹ kg move-se 4 cm, a partir do repouso, entre duas placas metálicas carregadas que geram um campo elétrico uniforme de módulo igual a 1 × 10⁵ N/C. Considerando que para percorrer essa distância a partícula gasta um tempo de 4 × 10⁻⁶ s, a opção que dá corretamente o valor da carga elétrica é:

A)
$1{,}25\cdot10^{-16}\ C.$
B)
$1{,}75\cdot10^{-16}\ C.$
C)
$2{,}25\cdot10^{-15}\ C.$
D)
$1{,}45\cdot10^{-15}\ C.$
E)
$1{,}15\cdot10^{-15}\ C.$

Gabarito definitivo oficial

A
Resolução comentada

O campo uniforme produz aceleração constante:

$$a=\frac{2\Delta s}{t^2}$$

$$a=\frac{2\cdot0{,}04}{(4\cdot10^{-6})^2}=5\cdot10^9\ \mathrm{m/s^2}$$

Em módulo, a força elétrica satisfaz:

$$|q|E=ma$$

$$|q|=\frac{2{,}5\cdot10^{-21}\cdot5\cdot10^9}{10^5}=1{,}25\cdot10^{-16}\ \mathrm C$$

Alternativa A.

Q38
Mecânica — Cinemática — Ritmo de corrida

No dia 4 de novembro de 2018, foi realizada a 8ª volta UFMS. O percurso tem largada e chegada em frente ao prédio da Reitoria da universidade, com circuitos de uma ou duas voltas, sendo cada volta de 3,5 km. Um atleta que correrá as duas voltas terminará a primeira volta com um pace médio de 6,0 min/km. Como ele pretende completar a prova com um pace médio de 5,0 min/km, a segunda volta deve ser completada com uma velocidade média de:

A)
4,0 km/h.
B)
12 km/h.
C)
14,4 km/h.
D)
15 km/h.
E)
18 km/h.

Gabarito definitivo oficial

D
Resolução comentada

A meta de tempo para os 7 km é:

$$t=7\cdot5=35\ \mathrm{min}$$

A primeira volta consome:

$$t_1=3{,}5\cdot6=21\ \mathrm{min}$$

Logo, a segunda deve durar:

$$t_2=35-21=14\ \mathrm{min}$$

$$v_2=\frac{3{,}5}{14/60}=15\ \mathrm{km/h}$$

Alternativa D.

Q39
Mecânica — Trabalho e energia — Movimento circular

Um atleta associado à Federação Sul-Mato-Grossense de Ciclismo, em sua preparação para o Desafio 6 horas de MTB, faz seus treinos em um circuito circular. Seu treinador plota um gráfico da força centrípeta em função da distância percorrida (Fcp × d) e outro da força tangencial em função da distância percorrida (Ft × d). Considere π = 3,0. Após a análise dos gráficos e considerando o sistema conservativo, a distância percorrida no circuito em 10 voltas é de:

Gráficos: força tangencial constante de 150 N e força centrípeta crescente de zero a 200 N nos primeiros 20 m.
A)
160 m.
B)
180 m.
C)
300 m.
D)
1.600 m.
E)
1.800 m.

Gabarito definitivo oficial

E
Resolução comentada

Nos primeiros 20 m, o trabalho tangencial é:

$$W=150\cdot20=3000\ \mathrm J$$

O gráfico centrípeto parte de zero, correspondendo ao repouso inicial. Assim:

$$K=3000\ \mathrm J$$

Como a força centrípeta no ponto é 200 N:

$$F_c=\frac{2K}{r}$$

$$r=\frac{6000}{200}=30\ \mathrm m$$

A extensão de dez voltas é:

$$d=10\cdot2\cdot3\cdot30=1800\ \mathrm m$$

Alternativa E.

Q40
Termologia — Calorimetria — Água e gelo

Questão anulada no gabarito definitivo. Disponível para estudo, sem correção por alternativa.

O tereré, bebida típica de Mato Grosso do Sul, é uma tradição em qualquer roda de amigos, sendo sempre servido bem gelado. Para o seu preparo, é utilizada uma garrafa térmica de capacidade térmica C = 50 cal/°C, com 3,0 L de água a 10 °C e 0,3 kg de gelo a 0 °C. Após algum tempo, a água atinge o equilíbrio térmico, sendo colocada na guampa com a erva e a bomba para o tereré ser servido. Considere que não houve troca de calor do interior da garrafa com o meio externo, com a erva e com a guampa. Quando alguém vai tomar o tereré, a temperatura da água é de aproximadamente: Dados: densidade da água = $1{,}0\ \mathrm{g/cm^3}$; calor específico da água = 1,0 cal/(g·°C); calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g.

A)
2,2 °C.
B)
2,1 °C.
C)
2,0 °C.
D)
1,8 °C.
E)
0 °C.

Questão anulada no gabarito definitivo

ANULADA
Resolução comentada

A questão foi anulada no gabarito definitivo. Para estudo, suponha que a garrafa esteja inicialmente a 10 °C, junto com a água.

O calor disponível até 0 °C é:

$$Q=(3000\cdot1+50)10=30500\ \mathrm{cal}$$

O calor necessário para fundir todo o gelo é:

$$Q_f=300\cdot80=24000\ \mathrm{cal}$$

Todo o gelo derrete. O balanço de energia fica:

$$3050(10-T)=24000+300T$$

$$T=\frac{6500}{3350}\approx1{,}94\ ^\circ\mathrm C$$

Esse valor depende da hipótese inicial indicada; não se atribui alternativa correta a uma questão anulada.

Questão anulada.

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