UNEMAT 2012/1 — Questões de Física comentadas — Método TEF
Concurso Vestibular 2012/1 · Caderno I
As 10 questões de Física (questões 1 a 10), com texto integral, gabarito preliminar e resolução comentada.
Q1
Eletromagnetismo — Indução eletromagnética — Lei de Lenz: ímã em queda num tubo
Observe. A figura mostra um ímã caindo dentro de um tubo preso a um suporte.
De acordo com o experimento, assinale a alternativa correta.
A)A velocidade do ímã aumenta se o tubo for de ferro.
B)O ímã cai mais rapidamente se o tubo for de plástico, ao invés de alumínio.
C)O tempo de queda do ímã é o mesmo se o tubo for de ferro ou alumínio.
D)Enquanto o ímã cai no interior do tubo de plástico, há uma corrente induzida no tubo.
E)O tempo de queda só depende do peso do ímã, independentemente se o tubo for de plástico ou alumínio.
Gabarito preliminar — UNEMAT 2012/1 (Caderno I)
B
Resolução comentada
No tubo de alumínio (condutor), o ímã em movimento produz fluxo magnético variável e, pela lei de Faraday, correntes induzidas; pela lei de Lenz, essas correntes geram uma força magnética que se opõe ao movimento, freando o ímã.
No tubo de plástico (isolante) não há corrente induzida e o ímã cai praticamente em queda livre; portanto, cai mais rápido que no tubo de alumínio. As demais alternativas são falsas: C e E ignoram o material do tubo, D afirma corrente induzida no isolante e A ignora a ação magnética do ferro.
Alternativa correta: B
Q2
Mecânica — Cinemática — Encontro de móveis em movimento uniforme
Dois objetos têm as seguintes equações horárias: $S_A=20+3t$ (SI) e $S_B=100-5t$ (SI).
Então, a distância inicial entre o objeto A e B, o tempo decorrido até o encontro deles e o local de encontro são, respectivamente,
A)80m, 20s e 0m
B)80m, 15s e 65m
C)80m, 10s e 50m
D)120m, 20s e 0m
E)120m, 15s e 65m
Gabarito preliminar — UNEMAT 2012/1 (Caderno I)
C
Resolução comentada
Em $t=0$: $S_A=20\,\text{m}$ e $S_B=100\,\text{m}$, distância inicial $100-20=80\,\text{m}$.
Encontro: $20+3t=100-5t\Rightarrow8t=80\Rightarrow t=10\,\text{s}$; posição $S=20+3\cdot10=50\,\text{m}$.
Alternativa correta: C
Q3
Mecânica — Cinemática — Queda livre
Num acidente, o velocímetro de uma motocicleta registrava a velocidade de 72 km/h no instante anterior à colisão. Supondo que o piloto estava à mesma velocidade que a moto no instante do acidente, isso seria equivalente à queda livre em um prédio.
Se a distância entre um piso e outro é 2,5m, de qual andar o piloto teria de cair para alcançar tal velocidade? (Adote a aceleração da gravidade como $10\,\text{m/s}^2$)
A)20º andar
B)18º andar
C)16º andar
D)10º andar
E)08º andar
Gabarito preliminar — UNEMAT 2012/1 (Caderno I)
E
Resolução comentada
$72\,\text{km/h}=20\,\text{m/s}$. Em queda livre: $v^2=2gh\Rightarrow h=\dfrac{20^2}{2\cdot10}=20\,\text{m}$.
Com $2{,}5\,\text{m}$ por andar: $\dfrac{20}{2{,}5}=8$ andares, ou seja, do 8º andar.
Alternativa correta: E
Q4
Ondas — Acústica — Velocidade do som e da luz
No passado, durante uma tempestade, as pessoas costumavam dizer que um raio havia caído distante, se o trovão correspondente fosse ouvido muito tempo depois; ou que teria caído perto, caso acontecesse o contrário.
Do ponto de vista da Física, essa afirmação está fundamentada no fato de, no ar, a velocidade do som:
A)variar como uma função da velocidade da luz.
B)ser muito maior que a da luz.
C)ser a mesma que a da luz.
D)variar com o inverso do quadrado da distância.
E)ser muito menor que a da luz.
Gabarito preliminar — UNEMAT 2012/1 (Caderno I)
E
Resolução comentada
A luz do raio ($c=3\times10^{8}\,\text{m/s}$) chega praticamente na hora; o som ($\approx340\,\text{m/s}$) chega muito depois. O intervalo entre ver o raio e ouvir o trovão é proporcional à distância porque o som é muito mais lento que a luz.
Alternativa correta: E
Q5
Física geral — Grandezas e unidades — Prefixos do Sistema Internacional
O sistema internacional de unidades e medidas (SI) utiliza vários prefixos associados a unidade-base. Esses prefixos indicam os múltiplos decimais que são maiores ou menores do que a unidade-base.
Marque a alternativa que contém a representação numérica dos prefixos micro, nano, deci e centi, nessa mesma ordem de apresentação.
micro $=10^{-6}$; nano $=10^{-9}$; deci $=10^{-1}$; centi $=10^{-2}$.
Alternativa correta: E
Q6
Ondas — Conceitos básicos — Equação fundamental da ondulatória
Um remador, ao bater com o remo na água de um rio, produz ondas na superfície com frequência de $40{,}5\times10^{3}\,\text{Hz}$ e com as características da figura acima.
Qual é a velocidade de afastamento do ponto que origina o abalo na água, neste caso?
A)$24{,}3\times10^{3}$ m/s
B)$20{,}0\times10^{3}$ m/s
C)$50{,}0\times10^{-3}$ m/s
D)$2{,}50\times10^{6}$ m/s
E)$15{,}0\times10^{2}$ m/s
Gabarito preliminar — UNEMAT 2012/1 (Caderno I)
ANULADA
Resolução comentada
Questão anulada no gabarito preliminar.
Na figura, o intervalo entre duas linhas verticais vale $15\,\text{cm}$. Uma crista e um vale ocupam $4$ intervalos: $\lambda=4\cdot15=60\,\text{cm}=0{,}60\,\text{m}$.
$v=\lambda f=0{,}60\cdot40{,}5\times10^{3}=24{,}3\times10^{3}\,\text{m/s}$ (alternativa A), valor que seria a leitura pretendida do enunciado, embora fisicamente irreal para ondas na água.
Gabarito: ANULADA
Ressalva: o gabarito preliminar indica Anulada; o cálculo acima é só a leitura pretendida do enunciado.
Q7
Ondas — Ondas — Ondas mecânicas e radiações
Na natureza existem diversas formas de radiação, ionizantes e não ionizantes. As ionizantes possuem energia capaz de ionizar células; dentre elas destacam-se os raios gama, raios-x, partículas alfa e partículas beta. As radiações não ionizantes não possuem energia suficiente para ionizar células. Dentre elas, podemos citar infravermelho, radiação ultravioleta, micro-ondas.
Das aplicações tecnológicas abaixo, assinale aquela que corresponde ao uso de ondas mecânicas em sua finalidade.
A)Radioterapia, usada para tratamento de câncer.
B)Ultrassonografia, bastante usada para observar o feto no útero materno.
C)Tomografia computadorizada, usada para ver os detalhes do corpo em múltiplos imagens, “fatias”.
D)Pantomografia, requisitada pelos ortodontistas antes de se colocar o “aparelho” nos dentes.
E)Bronzeamento artificial, usado nas clínicas de estética.
Gabarito preliminar — UNEMAT 2012/1 (Caderno I)
B
Resolução comentada
Ondas mecânicas precisam de meio material. A ultrassonografia usa ultrassom, uma onda mecânica.
Radioterapia, tomografia e pantomografia usam radiação ionizante (raios X ou gama), e o bronzeamento artificial usa radiação ultravioleta, todas ondas eletromagnéticas.
Alternativa correta: B
Q8
Eletricidade — Eletrodinâmica — Associação de lâmpadas em paralelo e fusível
Um engenheiro elétrico deseja construir o circuito elétrico representado na figura acima, para ligar algumas lâmpadas. Esse engenheiro dispõe de lâmpadas que apresentam impressas, no vidro do bulbo, as características (10V–6W).
Se a corrente que o filamento do fusível suporta, sem se romper, é de 6A, então, quantas lâmpadas ligadas em paralelo podem ser colocadas entre o terminal AB?
A)2
B)12
C)10
D)15
E)5
Gabarito preliminar — UNEMAT 2012/1 (Caderno I)
C
Resolução comentada
Cada lâmpada, funcionando em $10\,\text{V}$, consome $i=\dfrac{P}{U}=\dfrac{6}{10}=0{,}6\,\text{A}$.
Em paralelo, as correntes se somam: $n\cdot0{,}6\le6\Rightarrow n\le10$. No máximo $10$ lâmpadas.
Alternativa correta: C
Q9
Óptica — Refração — Reflexão interna total e fibra óptica
Nova fibra óptica pode impulsionar o uso do laser na Medicina. Um grupo de cientistas dos Estados Unidos anunciou o desenvolvimento de uma nova classe de fibra óptica. Trata-se da primeira fibra com o interior de seleneto de zinco, um composto amarelo claro com propriedades semicondutoras. Em artigo a ser publicado na revista Advanced Materials, segundo os pesquisadores, a nova fibra permite a manipulação mais eficiente da luz. Poderá ser usada no desenvolvimento de tecnologias de laser mais versáteis para uso em medicina ou como sensores ambientais e químicos. Apontam, também, que tal tecnologia poderá se mostrar útil em detectores de poluentes e de toxinas e em radares ou na área médica, principalmente em cirurgias.
Adaptado de: http://exame.abril.com.br/tecnologia/ciencia/noticias/nova-fibra-optica-pode-impulsionar-uso-do-laser-na-medicina
O guiamento da luz, ou confinamento da luz, no interior da fibra óptica é feito através da diferença de índice de refração do núcleo da fibra óptica, envolvendo principalmente o fenômeno de reflexão da luz.
Levando em consideração as informações acima, assinale a alternativa correta:
A)O núcleo da fibra óptica possui índice de refração menor que o restante da fibra, portanto, atrai toda a luz guiada na fibra óptica.
B)O núcleo da fibra óptica possui índice de refração maior que o restante da fibra; desta forma, toda a luz que entra no núcleo permanece confinada no núcleo da fibra óptica, devido ao fenômeno de refração total interna da luz.
C)O núcleo da fibra óptica possui índice de refração menor que o restante da fibra; desta forma, toda a luz que entra no núcleo permanece confinada no núcleo da fibra óptica, devido ao fenômeno de refração total interna da luz.
D)O núcleo da fibra óptica possui índice de refração menor que o restante da fibra; desta forma, e devido aos fenômenos de refração e reflexão da luz, mantém a luz confinada em seu interior.
E)O índice de refração da fibra óptica é menor que o do ar, por isso, as informações dentro de um cabo de fibra óptica viajam a velocidades maiores que a luz.
Gabarito preliminar — UNEMAT 2012/1 (Caderno I)
ANULADA
Resolução comentada
Questão anulada no gabarito preliminar.
Para o confinamento, o núcleo deve ter índice de refração maior que o da casca, e a luz fica retida por reflexão interna total. A alternativa B tem a primeira parte correta, mas chama o fenômeno de “refração total interna”, e “toda a luz que entra” é exagero (só a luz que incide acima do ângulo limite). As demais têm erros claros (núcleo de índice menor, ou velocidade maior que a da luz).
Gabarito: ANULADA
Ressalva: o gabarito preliminar indica Anulada; a alternativa B seria a mais próxima do correto, mas traz a expressão imprecisa “refração total”.
Q10
Mecânica — Trabalho e energia — Energia cinética
Para um dado observador, dois objetos, A e B, de massas iguais, movem-se com velocidades constantes de 20 km/h e 30 km/h, respectivamente.
Para o mesmo observador, qual a razão $E_A/E_B$ entre as energias cinéticas desses objetos?
A)$\dfrac{1}{3}$
B)$\dfrac{4}{9}$
C)$\dfrac{2}{3}$
D)$\dfrac{3}{2}$
E)$\dfrac{9}{4}$
Gabarito preliminar — UNEMAT 2012/1 (Caderno I)
ANULADA
Resolução comentada
Questão anulada no gabarito preliminar.
Com massas iguais, $\dfrac{E_A}{E_B}=\dfrac{mv_A^2/2}{mv_B^2/2}=\left(\dfrac{20}{30}\right)^2=\dfrac{4}{9}$ (alternativa B), conforme o enunciado.
Gabarito: ANULADA
Ressalva: o gabarito preliminar indica Anulada; o cálculo acima segue o enunciado literal.
