Provas Anteriores | UFMT 2006 Física

Q42

Termologia — Calorimetria — Calor latente de fusão

O descongelamento das calotas polares e geleiras, devido ao aumento do efeito estufa, provoca a elevação do nível dos oceanos. Admitindo que o raio da Terra é igual a $6\times10^{3}\,\text{km}$ e que $2/3$ da superfície terrestre são cobertos por água, qual é, aproximadamente, a quantidade total de energia absorvida no degelo por centímetro de elevação do nível dos oceanos?

Dados: 1) Calor latente de fusão da água: 80 cal/g 2) Densidade da água: $10^{3}\,\text{kg/m}^{3}$ 3) Área da superfície esférica de raio r: $4\pi r^{2}$

A)$2\times10^{8}\,\text{cal}$

B)$6\times10^{32}\,\text{cal}$

C)$5\times10^{40}\,\text{cal}$

D)$2\times10^{20}\,\text{cal}$

E)$3\times10^{7}\,\text{cal}$

Gabarito oficial — UFMT 2006 (Caderno Amarelo)

Resolução comentada

A área coberta pelos oceanos é $A=\frac23\cdot4\pi(6\cdot10^8\,\text{cm})^2\approx3\cdot10^{18}\,\text{cm}^2$. A elevação de $1\,\text{cm}$ corresponde a $3\cdot10^{18}\,\text{cm}^3$ de água, ou $3\cdot10^{18}\,\text{g}$. Para fundir essa massa, $Q=mL\approx(3\cdot10^{18})\cdot80=2{,}4\cdot10^{20}\,\text{cal}$.

Q45

Termologia — Termodinâmica — Primeira Lei da Termodinâmica

A produção industrial em geral causa impacto ambiental. Para a confecção de uma garrafa plástica, por exemplo, são necessários os processos de destilação do petróleo e de moldagem do plástico, que são poluentes. De acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica, o processo industrial de transformação da matéria-prima pode ser entendido como um processo de alteração da energia interna dessa matéria, o que depende do calor absorvido ou emitido e do trabalho realizado ou sofrido. Pode-se aumentar a energia interna de uma certa quantidade de matéria fazendo-se com que

A)ceda calor quando o trabalho for nulo.

B)ceda calor quando ela realizar trabalho.

C)absorva calor quando o trabalho for nulo.

D)realize trabalho quando o calor absorvido e/ou emitido for nulo.

E)o trabalho realizado e/ou absorvido e o calor absorvido e/ou emitido sejam nulos.

Gabarito oficial — UFMT 2006 (Caderno Amarelo)

Resolução comentada

Pela Primeira Lei da Termodinâmica, $\Delta U=Q-W$, sendo $W$ o trabalho realizado pela matéria. Com trabalho nulo ($W=0$), a absorção de calor ($Q\gt0$) aumenta a energia interna: $\Delta U=Q\gt0$.

Q55

Ondas — Ondas mecânicas — Ondas sísmicas

Quando as placas tectônicas que formam a crosta terrestre se reacomodam após um período de tensão, grande energia é liberada na forma de ondas de choque chamadas Primárias (P), longitudinais, e Secundárias (S), transversais, que, ao chegar à superfície, provocam terremotos ou podem causar Tsunamis. A respeito dessas ondas sísmicas, assinale a afirmativa correta.

A)As ondas S são semelhantes às ondas sonoras com relação à direção de oscilação.

B)As ondas P são semelhantes às ondas aquáticas com respeito à direção de oscilação.

C)As ondas S não alteram sua velocidade ao atravessar interfaces entre dois meios distintos.

D)As ondas P alteram sua velocidade na reflexão e na refração.

E)As ondas P mudam sua velocidade na refração, porém a mantêm na reflexão.

Gabarito oficial — UFMT 2006 (Caderno Amarelo)

Resolução comentada

As ondas P são longitudinais; as ondas S são transversais. Na reflexão, a onda continua no mesmo meio e conserva sua velocidade; na refração, muda de meio e, em geral, muda de velocidade. A afirmação descreve corretamente esse comportamento para as ondas P.

Q63

Eletromagnetismo — Indução eletromagnética — Indução em solenoide

Um circuito LR é constituído por uma fonte, um resistor e um solenóide. O funcionamento desse circuito corresponde aos aspectos fundamentais do processo de captação de um sinal eletromagnético por meio de um receptor de rádio ou aparelho celular. A respeito da função dos componentes desse circuito, assinale a afirmativa correta.

A)O resistor capta o sinal eletromagnético por meio do efeito fotoelétrico.

B)O solenóide capta o sinal eletromagnético por meio da indução eletromagnética.

C)A fonte impede a ocorrência de curto-circuito por meio da ressonância eletromagnética.

D)O solenóide dissipa energia excedente por meio do efeito Doppler.

E)O resistor impede a dissipação de energia por meio do efeito Joule.

Gabarito oficial — UFMT 2006 (Caderno Amarelo)

Resolução comentada

Uma variação do fluxo magnético através das espiras do solenóide produz força eletromotriz induzida, segundo a lei de Faraday. O resistor, por sua vez, dissipa energia por efeito Joule, e não impede a dissipação.

Q65

Mecânica — Gravitação — Estações do ano

Durante o ano, a Terra realiza um movimento de translação em torno do Sol. Qual a grandeza física que, devido a sua conservação, implica a existência das estações do ano?

A)Momento linear da Terra.

B)Temperatura da Terra.

C)Força de atração entre o Sol e a Terra.

D)Momento angular da Terra.

E)Impulso.

Gabarito oficial — UFMT 2006 (Caderno Amarelo)

Resolução comentada

Na ausência de torques externos relevantes, o momento angular de rotação da Terra conserva aproximadamente a direção do eixo terrestre no espaço. Associada à inclinação desse eixo em relação ao plano orbital, essa orientação faz variar a incidência solar nos hemisférios ao longo do ano. A inclinação axial é indispensável à explicação.

Q66

Ondas — Acústica — Efeito Doppler

Um cardiologista recomenda a um estudante um exame chamado ecocardiograma com Doppler. Do ponto de vista da Física, tal exame consiste na

A)refração de ondas sonoras, com mudança de velocidade devido ao coração ser um meio diferenciado.

B)difração de ondas sonoras, com mudança de velocidade devido ao coração ser um meio diferenciado.

C)ressonância de ondas sonoras, com mudança de intensidade devido ao amortecimento das amplitudes.

D)interferência de ondas sonoras, com mudança de freqüência devido ao movimento do coração.

E)reflexão de ondas sonoras, com mudança de freqüência devido ao movimento do coração.

Gabarito oficial — UFMT 2006 (Caderno Amarelo)

Resolução comentada

O ultrassom emitido reflete-se em estruturas e no sangue em movimento. O movimento relativo altera a frequência da onda refletida (efeito Doppler); essa variação permite estimar velocidades no exame.

Q67

Mecânica — Gravitação — Terceira Lei de Newton

De acordo com a Primeira Lei de Kepler, a Lua descreve uma órbita elíptica, em que a Terra ocupa um dos focos. Pode-se afirmar que a força que a Terra exerce sobre a Lua

A)é maior que a força que a Lua exerce sobre a Terra, com base na Lei da Gravitação Universal.

B)somada à força que a Lua exerce sobre a Terra resulta em uma força nula com base na Terceira Lei de Newton.

C)tem direção tangente à trajetória, ou seja, tem a mesma direção da velocidade, com base na Segunda Lei de Newton.

D)pode ser considerada nula, em um referencial inercial, com base na Primeira Lei de Newton.

E)tem sempre módulo constante, pois só depende do produto das massas, com base na Lei da Gravitação Universal.

Gabarito oficial — UFMT 2006 (Caderno Amarelo)

Resolução comentada

Pela Terceira Lei de Newton, $\vec F_{\text{Terra sobre Lua}}=-\vec F_{\text{Lua sobre Terra}}$. As forças têm módulos iguais e sentidos opostos; sua soma vetorial é nula, embora atuem em corpos diferentes e não se anulem na dinâmica de um único corpo.

Q68

Mecânica — Dinâmica — Frenagem e atrito

Um automóvel a 100 km/h deixa, ao frear, uma marca sobre o solo de 50 m. Qual será o aumento percentual do comprimento da marca de frenagem se o automóvel aumentar em 20% a sua velocidade?

Considere sempre o mesmo valor para o coeficiente de atrito entre a pista e o pneu.

A)20 %

B)54 %

C)44 %

D)16 %

E)27 %

Gabarito oficial — UFMT 2006 (Caderno Amarelo)

Resolução comentada

Com o mesmo coeficiente de atrito, a desaceleração de frenagem é constante e $d\propto v^2$. Ao passar de $v$ para $1{,}20v$, a distância passa a $d\cdot(1{,}20)^2=1{,}44d$. O aumento é de $44\%$ (de $50$ para $72\,\text{m}$).

Q69

Física moderna — Relatividade — Equivalência massa–energia

INSTRUÇÃO: As questões 69 e 70 relacionam-se ao texto abaixo.

Albert Einstein, Prêmio Nobel de Física, publicou, em 1905, cinco estudos em que definiu a natureza da luz, revolucionou os conceitos de tempo e espaço e formulou a mais conhecida das equações: $E=mc^{2}$.

Segundo a Teoria da Relatividade Especial, formulada por Einstein, a relação $E=mc^{2}$ expressa:

A)a possibilidade de a massa de um corpo ser convertida em energia e vice-versa.

B)a energia cinética para corpos com velocidade igual a $\sqrt{2}\,c$.

C)o campo elétrico de uma onda eletromagnética no vácuo.

D)a dependência da energia de um corpo em relação ao seu calor específico.

E)a distância focal de uma lente de massa m e índice de refração c.

Gabarito oficial — UFMT 2006 (Caderno Amarelo)

Resolução comentada

A equivalência massa–energia é expressa por $E=mc^2$. Uma variação de massa corresponde a uma variação de energia $\Delta E=\Delta m\,c^2$, permitindo conversão entre massa e outras formas de energia.

Q70

Física moderna — Física quântica — Efeito fotoelétrico

INSTRUÇÃO: As questões 69 e 70 relacionam-se ao texto abaixo.

Um dos estudos de Einstein versou sobre o Efeito Fotoelétrico, marco histórico no desenvolvimento da Mecânica Quântica. O Efeito Fotoelétrico é:

A)a emissão de fótons por elétrons de valência de certos metais.

B)a produção de luz a partir da corrente elétrica em resistores não-ôhmicos.

C)a absorção de um elétron por um material após a emissão de um fóton de Raio X.

D)a emissão de um elétron por um átomo devido à absorção de um fóton.

E)a mudança da freqüência da luz, quando um fóton interage com um elétron.

Gabarito oficial — UFMT 2006 (Caderno Amarelo)

Resolução comentada

No efeito fotoelétrico, um fóton é absorvido por um elétron ligado ao material. Quando sua energia supera a energia mínima de extração, o elétron é emitido. A energia cinética máxima obedece a $K_{\max}=hf-\phi$.