Prof. Ricardo BastosMétodo TEF-MED

UFMT 2009 | 1ª Fase — Questões de Física comentadas — Método TEF

Processo Seletivo de 2009 · Caderno Amarelo

Questões de Física do Processo Seletivo de 2009 — Caderno Amarelo (questões 61 a 70), resolvidas e comentadas.

Q61
Mecânica — Dinâmica — Movimento circular vertical

Um motociclista de Globo da Morte, preocupado com seu sucesso no espetáculo, pede a um professor de física para calcular a velocidade mínima que terá que imprimir à sua moto para não cair no momento de passar pelo teto do globo. Considerando o raio do globo igual a 250 cm e a aceleração da gravidade igual a $10\,\text{m/s}^2$, qual deverá ser a velocidade mínima?

A)2,5 m/s
B)25,0 m/s
C)50,0 m/s
D)5,0 m/s
E)10,0 m/s

Gabarito oficial — UFMT 2009 (Caderno Amarelo)

D
Resolução comentada

No ponto mais alto, a velocidade é mínima quando a normal se anula e o peso é a própria resultante centrípeta: $mg=\dfrac{mv^2}{R}$.

$v=\sqrt{gR}=\sqrt{10\cdot2{,}5}=5{,}0\,\text{m/s}$.

Alternativa correta: D

Q62
Mecânica — Gravitação — Lei da gravitação universal e campo gravitacional

Em relação à teoria da Mecânica Newtoniana, assinale a afirmativa correta.

A)O módulo da força com que a Terra atrai a Lua é maior que o com que a Lua atrai a Terra e o campo gravitacional na superfície da Terra é maior que o campo gravitacional na superfície da Lua.
B)O módulo da força com que a Terra atrai a Lua é igual ao da força com que a Lua atrai a Terra e o campo gravitacional na superfície da Terra é maior que o campo gravitacional na superfície da Lua.
C)O módulo da força com que a Lua atrai a Terra é maior que o com que a Terra atrai a Lua e o campo gravitacional na superfície da Terra é maior que o campo gravitacional na superfície da Lua.
D)O módulo da força com que a Terra atrai a Lua é maior que o com que a Lua atrai a Terra e o campo gravitacional na superfície da Terra é menor que o campo gravitacional na superfície da Lua.
E)O módulo da força com que a Terra atrai a Lua é igual ao da força com que a Lua atrai a Terra e o campo gravitacional na superfície da Terra é igual ao campo gravitacional na superfície da Lua.

Gabarito oficial — UFMT 2009 (Caderno Amarelo)

B
Resolução comentada

As forças de atração Terra–Lua formam um par ação e reação (3ª lei de Newton): têm o mesmo módulo.

O campo gravitacional na superfície é $g=\dfrac{GM}{R^2}$: na Terra vale cerca de $9{,}8\,\text{m/s}^2$ e na Lua cerca de $1{,}6\,\text{m/s}^2$. Logo, é maior na Terra. Alternativa B.

Alternativa correta: B

Q63
Mecânica — Estática — Torque de uma força

Um jovem precisa trocar um pneu furado de seu carro. Sobre as características físicas desse processo, marque V para as verdadeiras e F para as falsas.

( ) Utilizar uma chave de rodas com braço longo aumenta a distância entre a porca da roda e o ponto de aplicação da força, aumentando o torque aplicado à porca.
( ) Para soltar a porca da roda do carro, deverá ser aplicada uma força no sentido do movimento dos ponteiros de um relógio, nesse caso, o momento da força é considerado negativo.
( ) Ao aplicar a força na extremidade da haste da chave de rodas em um ponto distante da porca, aumentará a força aplicada à porca.
( ) Quanto maior a distância da força aplicada ao eixo de rotação, maior será o momento dessa força, maior será o efeito de rotação que ela produz.

Assinale a seqüência correta.

A)F, V, F, V
B)V, V, V, F
C)V, F, F, V
D)F, V, V, F
E)F, F, F, V

Gabarito oficial — UFMT 2009 (Caderno Amarelo)

C
Resolução comentada

1ª: $\tau=F\,d$; maior braço, maior torque — V.

2ª: a rosca usual é solta girando-se no sentido anti-horário; aplicar a força no sentido horário apertaria a porca — F.

3ª: o que aumenta com a distância é o torque, não a força aplicada — F.

4ª: $\tau=F\,d$ cresce com $d$, aumentando o efeito de rotação — V. Sequência: V, F, F, V.

Alternativa correta: C

Q64
Óptica — Refração — Dispersão da luz

Um estudante, por meio de um experimento com um prisma, constatou que a luz branca é formada de sete cores, fenômeno conhecido como dispersão da luz. Sobre esse fenômeno, assinale a afirmativa correta.

A)O desvio de cada cor é proporcional a sua freqüência.
B)Deve-se à sua característica de se refletir em superfícies espelhadas.
C)A refração é observada devido à luz branca ser uma luz monocromática.
D)Ocorre pelo fato da luz refratar ao penetrar e emergir do prisma.
E)A refração da luz branca, em cada uma das sete cores, acontece porque o índice de refração do vidro é constante para cada cor.

Gabarito oficial — UFMT 2009 (Caderno Amarelo)

D
Resolução comentada

A dispersão ocorre porque o índice de refração do vidro depende da cor (frequência) e a luz branca é policromática: cada componente refrata com um desvio diferente, ao entrar e ao sair do prisma.

A) o desvio aumenta com a frequência, mas não é proporcional a ela; B) não envolve reflexão; C) a luz branca é policromática; E) o índice de refração não é o mesmo para todas as cores. Alternativa D.

Alternativa correta: D

Ressalva: o gabarito oficial é D; a redação é simplificada, mas é a única alternativa sem erro conceitual claro.
Q65
Mecânica — Hidrostática — Empuxo e flutuação

Uma rolha, colocada em uma bacia com água, flutua. Posteriormente, uma pequena quantidade de sal de cozinha é dissolvida na água, alterando a densidade desta. Nessas condições, analise as afirmativas.

I - A rolha continua flutuando.
II - A rolha afunda.
III - O empuxo permanece constante.
IV - O volume submerso da rolha é maior na água salgada.

Estão corretas as afirmativas

A)I e III, apenas.
B)I e IV, apenas.
C)II e III, apenas.
D)II, III e IV, apenas.
E)I, III e IV, apenas.

Gabarito oficial — UFMT 2009 (Caderno Amarelo)

A
Resolução comentada

Flutuando, $E=P$: o empuxo é igual ao peso da rolha e permanece constante (III verdadeira).

Com água mais densa, a rolha continua flutuando (I verdadeira; II falsa). Como $E=\rho_{\text{líq}}V_{\text{sub}}\,g$ é constante e $\rho_{\text{líq}}$ aumentou, $V_{\text{sub}}$ diminui (IV falsa). Corretas: I e III.

Alternativa correta: A

Q66
Física moderna — Física quântica — Efeito fotoelétrico e dualidade onda-partícula

Em relação aos conceitos da Física Moderna, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

( ) A energia cinética de um elétron emitido pelo efeito fotoelétrico é proporcional à amplitude da onda eletromagnética que incide sobre a placa.
( ) A radioatividade é um fenômeno que ocorre na eletrosfera de átomos instáveis.
( ) A luz apresenta propriedades de grandezas descontínuas assim como de grandezas contínuas.
( ) A massa de um elétron é constante, seja medida em relação ao núcleo de um átomo ou a um sistema de referência em que o elétron esteja em repouso.
( ) Existem partículas com cargas elétricas fracionárias em relação à carga elétrica do elétron.

Assinale a seqüência correta.

A)F, V, V, F, V
B)V, V, V, F, F
C)V, F, F, V, F
D)F, F, V, F, F
E)F, F, V, F, V

Gabarito oficial — UFMT 2009 (Caderno Amarelo)

E
Resolução comentada

1ª: $E_c=hf-\phi$ depende da frequência, não da amplitude (intensidade) — F.

2ª: a radioatividade ocorre no núcleo — F.

3ª: a luz tem comportamento ondulatório (contínuo) e corpuscular, em fótons (descontínuo) — V.

4ª: a massa relativística aumenta com a velocidade — F.

5ª: os quarks têm cargas de $\pm\tfrac13 e$ e $\pm\tfrac23 e$ — V. Sequência: F, F, V, F, V.

Alternativa correta: E

Q67
Física moderna — Física nuclear — Interações fundamentais

A coluna da esquerda apresenta interações fundamentais e a da direita, fenômenos relacionados a elas. Numere a coluna da direita de acordo com a da esquerda.

1 - Fraca
2 - Forte
3 - Eletromagnética
4 - Gravitacional

( ) Estabilidade nuclear
( ) Processos de decaimento
( ) Aglomeração de galáxias
( ) Existência do átomo

Assinale a seqüência correta.

A)2, 1, 4, 3
B)1, 4, 3, 2
C)2, 1, 3, 4
D)4, 1, 2, 3
E)3, 2, 1, 4

Gabarito oficial — UFMT 2009 (Caderno Amarelo)

A
Resolução comentada

Estabilidade nuclear: a interação forte (2) mantém prótons e nêutrons unidos.

Decaimento (por exemplo, o beta): interação fraca (1). Aglomeração de galáxias: gravitacional (4). Existência do átomo (elétrons presos ao núcleo): eletromagnética (3). Sequência: 2, 1, 4, 3.

Alternativa correta: A

Q68
Eletricidade — Eletrodinâmica — Associação de resistores

Os quatro resistores mostrados na figura abaixo têm, cada um, resistência igual a $4\,\Omega$ e a força eletromotriz da fonte ($\varepsilon$), considerada ideal, é $6\,\text{V}$.

Circuito com a fonte, o resistor I ligado em curto pelo fio da esquerda, os resistores II e III em paralelo e o resistor IV em série
A)0,75 A
B)0,6 A
C)1 A
D)0,9 A
E)2 A

Gabarito oficial — UFMT 2009 (Caderno Amarelo)

C
Resolução comentada

Na figura, os dois terminais do resistor I estão ligados ao mesmo ponto do circuito (o fio da esquerda liga a extremidade inferior de I ao ponto à esquerda da fonte). Ele está em curto-circuito, e nenhuma corrente passa por ele.

Os resistores II e III estão em paralelo: $R_{II,III}=\dfrac{4\cdot4}{4+4}=2\,\Omega$. Em série com IV: $R_{eq}=4+2=6\,\Omega$.

$i=\dfrac{\varepsilon}{R_{eq}}=\dfrac{6}{6}=1\,\text{A}$. Toda a corrente da fonte passa por IV: $1\,\text{A}$.

Alternativa correta: C

Q69
Termologia — Gases — Transformação isotérmica

Um gás ideal em uma seringa de injeção, a uma temperatura constante, é comprimido e os resultados são apresentados no gráfico abaixo.

Gráfico da pressão (em 10 a quinta Pa) em função do volume (em cm cúbicos), hipérbole passando por (2,5; 8), (5; 4), (10; 2), (15; 1,3) e (20; 1)
A)O processo como representado no gráfico é irreversível.
B)O processo de transformação é isobárico.
C)O produto da pressão pelo volume é constante e igual a $2\,\text{Pa}\times\text{m}^3$.
D)O fenômeno descrito no gráfico é regido pela lei de Charles e Gay-Lussac.
E)O valor da pressão, quando o volume for de $10\,\text{cm}^3$, será igual a $2\times10^5\,\text{atm}$.

Gabarito oficial — UFMT 2009 (Caderno Amarelo)

C
Resolução comentada

Pontos do gráfico: $(2{,}5;\,8\times10^5)$, $(5;\,4\times10^5)$, $(10;\,2\times10^5)$, com $V$ em $\text{cm}^3$ e $P$ em Pa. Em todos, $PV=2\times10^6\,\text{Pa}\cdot\text{cm}^3=2\times10^6\cdot10^{-6}\,\text{Pa}\cdot\text{m}^3=2\,\text{Pa}\cdot\text{m}^3$.

Isso é a lei de Boyle-Mariotte (isotérmica), não de Charles e Gay-Lussac; a pressão varia (não é isobárico) e, com $V=10\,\text{cm}^3$, $P=2\times10^5\,\text{Pa}$ (e não atm). Alternativa C.

Alternativa correta: C

Q70
Eletromagnetismo — Força magnética — Cíclotron

Em um acelerador cíclotron de raio $R=0{,}5\,\text{m}$, o campo magnético uniforme de $1\,\text{T}$ é aplicado sobre um dêuteron, que, ao ser acelerado por um campo elétrico variável de freqüência de 13 MHertz, terá como energia cinética:

Considere: carga elétrica elementar $=1{,}6\times10^{-19}\,\text{C}$; massa do próton $=$ massa do nêutron $=1{,}6\times10^{-27}\,\text{kg}$.

A)12,5 MeV
B)1 peV
C)6,25 µeV
D)6,25 MeV
E)12,5 µeV

Gabarito oficial — UFMT 2009 (Caderno Amarelo)

D
Resolução comentada

O dêuteron tem um próton e um nêutron: $m=2\cdot1{,}6\times10^{-27}=3{,}2\times10^{-27}\,\text{kg}$ e $q=1{,}6\times10^{-19}\,\text{C}$.

Na saída do cíclotron, $r=R$: $v=\dfrac{qBR}{m}=\dfrac{1{,}6\times10^{-19}\cdot1\cdot0{,}5}{3{,}2\times10^{-27}}=2{,}5\times10^{7}\,\text{m/s}$.

$E_c=\dfrac{mv^2}{2}=\dfrac{3{,}2\times10^{-27}\cdot(2{,}5\times10^{7})^2}{2}=1{,}0\times10^{-12}\,\text{J}=\dfrac{1{,}0\times10^{-12}}{1{,}6\times10^{-13}}\,\text{MeV}=6{,}25\,\text{MeV}$.

Alternativa correta: D

Ressalva: a frequência de 13 MHz do enunciado não é consistente com $B=1\,\text{T}$ e a massa dada (a frequência de cíclotron seria $f=\tfrac{qB}{2\pi m}\approx8\,\text{MHz}$). A energia fica determinada por $R$ e $B$, e o gabarito oficial é D.

Transcrição baseada no caderno oficial da UFMT — Processo Seletivo de 2009, 1.ª fase, Caderno Amarelo. Foram selecionadas as questões de Física do bloco “Ciências da Natureza e Matemática”. Gabarito: oficial da UFMT.

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