Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

UFMS · 2021 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade Federal de Mato Grosso do Sul

Vestibular UFMS 2021 · Física (Q36–Q40) · Gabarito calculado TEF; chave oficial não localizada na pasta. Resolução comentada Método TEF.

Q36
Mecânica — Gravitação — Terceira lei de Kepler

Gabarito calculado TEF. A chave oficial desta edição não foi localizada na pasta.

Durante uma viagem espacial, em um de seus sonhos sobre ficção científica, o cientista Credes encontra duas luas de seu extinto planeta natal, o Creed'Beer 13. As luas são batizadas de Nanica'Cris 1 e Princesa Submúltipla, cujos diâmetros (em km) calculados por Credes são, aproximadamente: Diâmetro de Nanica'Cris 1 = 2,5 x 10³ e Diâmetro de Princesa Submúltipla = 3,2 × 10³, sendo seus respectivos raios médios da órbita em relação ao centro do planeta Creed'Beer 13 (km): Raio de Nanica'Cris 1 = 1,8 × 10⁵ e Princesa Submúltipla =5,4 × 10⁵. Credes, que hoje é terráqueo, determinou em seus cálculos que o período da órbita da lua Nanica'Cris 1 é de aproximadamente 2 dias terrestres. Determine aproximadamente qual o período orbital da lua Princesa Submúltipla em dias terrestres.

A)
6 dias terrestres.
B)
10,3 dias terrestres.
C)
12,6 dias terrestres.
D)
15,5 dias terrestres.
E)
20,6 dias terrestres.

Gabarito calculado TEF — chave oficial não localizada na pasta

B
Resolução comentada

Para luas em torno do mesmo planeta:

$$\frac{T_2^2}{T_1^2}=\frac{r_2^3}{r_1^3}$$

$$\frac{r_2}{r_1}=\frac{5{,}4}{1{,}8}=3$$

$$T_2=2\sqrt{27}\approx10{,}39\ \mathrm{dias}$$

O valor mais próximo entre as alternativas é 10,3 dias, conforme a aproximação do caderno.

Alternativa B.

Q37
Mecânica — Trabalho — Força inclinada

Gabarito calculado TEF. A chave oficial desta edição não foi localizada na pasta.

Durante uma aula de física, o Professor Einstein fez a seguinte demonstração: um corpo de 6 kg foi puxado com velocidade constante, durante 5,30 metros de distância, em uma superfície horizontal por uma corrente, que exercia uma força de 12,5 N, fazendo um ângulo θ de 30º acima da horizontal. Com as informações fornecidas, determine qual o trabalho W exercido pela corrente sobre o corpo em questão. (Considere cos 30º = 0,86.)

A)
W = 344,24 J.
B)
W = 198,75 J.
C)
W = 64,95 J.
D)
W = 56,97 J.
E)
W = 27,53 J.

Gabarito calculado TEF — chave oficial não localizada na pasta

D
Resolução comentada

O ângulo entre força e deslocamento é 30°:

$$W=Fd\cos\theta$$

$$W=12{,}5\cdot5{,}30\cdot0{,}86=56{,}975\ \mathrm J$$

O caderno apresenta esse resultado como 56,97 J. O trabalho resultante é zero, compensado pelo trabalho das outras forças.

Alternativa D.

Q38
Ondulatória — Espectro — Radiação infravermelha

Gabarito calculado TEF. A chave oficial desta edição não foi localizada na pasta.

A pandemia do novo Coronavírus está alterando as relações de consumo em vários aspectos. Uma delas é a utilização dos termômetros digitais infravermelhos. Eles são sensores capazes de aferir a temperatura de corpos ou superfícies através da radiação emitida. A medição da temperatura é feita de modo que o sensor não precisa tocar a superfície, ou seja, não tem a necessidade de contato direto. O resultado da temperatura sai na hora. Fonte: Governo do Tocantins, Agência de Metrologia. Acesso em: 08 dez. 2020. A respeito dessa radiação emitida pelo termômetro, ela apresenta:

A)
menor frequência e menor comprimento de onda que a luz visível.
B)
maior frequência e menor comprimento de onda que a luz visível.
C)
menor frequência e maior comprimento de onda que a luz visível.
D)
maior frequência e maior comprimento de onda que a luz visível.
E)
frequência e comprimento de onda iguais ao da luz visível.

Gabarito calculado TEF — chave oficial não localizada na pasta

C
Resolução comentada

O infravermelho tem frequência menor que a radiação visível. Para propagação no mesmo meio:

$$\lambda=\frac{c}{f}$$

Portanto, sua menor frequência corresponde a maior comprimento de onda. Na medição, o sensor recebe a radiação térmica do corpo, sem precisar tocá-lo.

Alternativa C.

Q39
Mecânica — Energia potencial — Iluminação do monumento

Gabarito calculado TEF. A chave oficial desta edição não foi localizada na pasta.

“O monumento símbolo da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul foi projetado pelo arquiteto Caetano Francarolli. Formando um conjunto de 24 colunas em concreto branco, suas linhas horizontais sobre a água representam vida e dinamismo, a prodigiosa força da terra, irrigada e vitalizada pelos grandes rios, apontando para todos os quadrantes da nossa geografia. As colunas verticais, voltadas para o céu, simbolizam as aspirações da nossa juventude.” Disponível em: <https://www.ufms.br/universidade/identidade- visual/>. Acesso em: 08 dez. 2020. Para as festividades de Natal, foi colocada sobre cada uma das colunas de 25 m de altura uma iluminação de massa igual a 1,2 kg, sendo a aceleração da gravidade local igual a $10\ \mathrm{m/s^2}$. Considerando essas informações, a energia potencial gravitacional armazenada pelas iluminações em relação à base no monumento foi:

A)
maior que 7.200 #.
B)
igual a 7.200 #.
C)
maior que 300 # e menor que 7.200 #.
D)
igual a 300 #.
E)
menor que 300 #.

Gabarito calculado TEF — chave oficial não localizada na pasta

B
Resolução comentada

Para uma iluminação:

$$U_1=mgh$$

$$U_1=1{,}2\cdot10\cdot25=300\ \mathrm J$$

Somando as 24 iluminações:

$$U=24\cdot300=7200\ \mathrm J$$

Alternativa B.

Q40
Eletricidade — Campo elétrico — Deflexão de elétrons

Gabarito calculado TEF. A chave oficial desta edição não foi localizada na pasta.

Um tubo de raios catódicos ou cinescópio é um tipo de válvula termiônica, contendo um ou mais canhões de elétrons e um ecrã fluorescente utilizado para ver imagens. No tubo de raios catódicos, os elétrons são acelerados até atingir uma velocidade v. Então eles são lançados entre duas placas de comprimento L e campo elétrico E, sofrendo uma deflexão ΔyL. Após atravessar as placas, os elétrons percorrem as distâncias D e ΔyD até atingir o ecrã. Desconsiderando a aceleração da gravidade local e considerando que a massa do elétron seja m e sua carga elétrica e, a deflexão total ΔyL + ΔyD é igual a:

Elétrons atravessam placas de comprimento L e depois percorrem distância D até a tela, acumulando deflexões nos dois trechos.
A)
$\frac{eEL^2}{2mv^2}.$
B)
$\frac{eELD}{mv^2}.$
C)
$\frac{eEL(2D-L)}{2mv^2}.$
D)
$\frac{eEL(L-2D)}{2mv^2}.$
E)
$\frac{eEL(L+2D)}{2mv^2}.$

Gabarito calculado TEF — chave oficial não localizada na pasta

E
Resolução comentada

Usando e como módulo da carga, a aceleração transversal entre as placas é:

$$a_y=\frac{eE}{m}$$

O movimento longitudinal mantém velocidade v:

$$t_L=\frac{L}{v}$$

A deflexão dentro do campo é:

$$\Delta y_L=\frac{eEL^2}{2mv^2}$$

A velocidade transversal na saída é:

$$v_y=\frac{eEL}{mv}$$

No trecho sem campo, a deriva dura D/v:

$$\Delta y_D=\frac{eELD}{mv^2}$$

Somando as contribuições:

$$\Delta y=\frac{eEL(L+2D)}{2mv^2}$$

Alternativa E.

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