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CESUPA 2003.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova

CESUPA 2003.2 · 6 questões de Física · numeração do caderno original.

As respostas identificam quando há gabarito fornecido e quando decorrem da resolução. Inconsistências do original são explicadas nas resoluções.

Q7
Mecânica — Movimento circular

Para fazer a leitura das informações gravadas digitalmente, um CD deve girar mantendo constante a velocidade tangencial nos pontos em que o laser é aplicado. Assim, o CD deve ter sua velocidade angular, ω, variável. Indique qual dos gráficos abaixo pode representar a variação da velocidade angular do CD em função da distância do ponto de leitura ao centro do disco, R.

A)CESUPA 2003.2 — questão 7: gráfico da alternativa A
B)CESUPA 2003.2 — questão 7: gráfico da alternativa B
C)CESUPA 2003.2 — questão 7: gráfico da alternativa C
D)CESUPA 2003.2 — questão 7: gráfico da alternativa D

Resposta pela resolução — Método TEF

C
Resolução comentada

A velocidade tangencial obedece a $v=\omega R$. Como $v$ é constante, $\omega=v/R$: a velocidade angular diminui com o raio seguindo uma hipérbole. Esse comportamento está representado no gráfico C.

Q8
Óptica — Comprimento de onda

Como tecnologia para armazenamento de informações o DVD tem, em comparação com o CD comum, a vantagem de poder armazenar uma quantidade muito maior de dados. Em parte esta vantagem resulta de no DVD os sulcos microscópicos terem tamanho ainda menor do que no CD, o que permite que mais sulcos sejam gravados em um disco com a mesma área. Entretanto, existem limites para quão pequenos podem ser esses sulcos, impostos pelo comprimento de onda do laser usado na leitura. Baseando-se nessas informações, indique qual das cores listadas abaixo permitiria a leitura de um disco com a maior capacidade de armazenamento.

A)Amarelo
B)Azul
C)Verde
D)Vermelho

Resposta pela resolução — Método TEF

B
Resolução comentada

Quanto menor o comprimento de onda da luz de leitura, menor pode ser o detalhe distinguido no disco. Entre vermelho, amarelo, verde e azul, o azul apresenta o menor comprimento de onda, permitindo maior densidade de armazenamento.

Q9
Mecânica — Satélites geoestacionários

Os satélites trouxeram grandes mudanças na forma de comunicação que circula pelo planeta. Hoje já se tornaram comuns em casas e prédios as antenas parabólicas para recepção de sinais de TV diretamente de satélites. Cada uma dessas antenas está direcionada para um único satélite o tempo todo e observamos que elas são fixas e direcionadas sempre para o mesmo ponto no céu. Com base nessas observações e nas leis da Física que regem os movimentos dos satélites, é correto afirmar que :

A)A órbita dos satélites de TV deve ser a mais baixa possível, no limite da atmosfera, para que o sinal captado pelas antenas parabólicas seja o mais forte possível.
B)Os satélites de TV devem ter órbitas elípticas com grande excentricidade, já que suas massas são muito pequenas comparadas com a da Terra.
C)A empresa que construir o satélite de maior massa, pela lei da gravitação universal, deve colocá-lo em uma órbita mais alta que os de menor massa.
D)Todos os satélites usados para transmitir os sinais de TV para as antenas domésticas são colocados na mesma altitude e giram com o mesmo período.

Resposta pela resolução — Método TEF

D
Resolução comentada

Uma antena fixa que aponta continuamente para o mesmo satélite pressupõe uma órbita geoestacionária: circular, no plano equatorial e com período igual ao da rotação terrestre. Pela relação $T^2=4\pi^2r^3/(GM)$, o período fixa o raio orbital, independentemente da massa do satélite. Assim, esses satélites têm a mesma altitude e o mesmo período no modelo da questão.

Q10
Termologia — Condução e convecção

Nos processadores de microcomputadores atualmente no

Figura 1 da questão 10 — CESUPA 2003.2

mercado, são usados dispositivos para dissipação do calor gerado em seu funcionamento. Estes dispositivos são compostos por um ventilador e um dissipador de calor, que é um sólido metálico com a superfície superior em forma de ondulações, colocado sobre o processador que possui uma superfície superior plana . O contato entre o dissipador e o processador é feito através de uma pasta de material bom condutor de calor. Considerando este sistema , analise as afirmativas abaixo:

I – Se o ventilador fosse colocado para soprar o ar diretamente sobre o processador, a troca de calor seria mais eficiente, mas o dissipador é colocado para diminuir a vibração provocada pelo ventilador sobre o processador.

II – Os processadores mais antigos não necessitavam de um sistema de dissipação de calor. Isso indica que um processador moderno gera uma quantidade de calor maior do que um mais antigo. Com base nessa diferença podemos concluir que o processador atual utiliza uma corrente elétrica de intensidade maior do que o antigo.

III – A pasta, ou gel, colocado entre o dissipador e o processador serve para evitar que haja uma fina camada de ar entre eles, que venha a dificultar a passagem do calor, pois o ar é mau condutor de calor. Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s):

A)II e III.
B)I e II.
C)I.
D)III.

Resposta pela resolução — Método TEF

D
Resolução comentada

O dissipador aumenta a área de contato térmico com o ar, e o ventilador intensifica a convecção: I é falsa. Uma potência dissipada maior não determina isoladamente uma corrente maior, pois $P=UI$ depende também da tensão: II é falsa. A pasta térmica substitui bolsões de ar por material melhor condutor, reduzindo a resistência térmica: III é verdadeira.

Q11
Eletricidade — Autoindução

Computadores e dispositivos eletrônicos em geral são muito sensíveis a oscilações bruscas de voltagem. A complexidade das redes de distribuição de energia elétrica torna inevitável que haja sobrecargas ocasionais. Estabilizadores de voltagem e dispositivos de proteção de linha são, portanto, essenciais para garantir a segurança de dados armazenados em discos rígidos em nossos computadores. Quando as oscilações de voltagem são pequenas, o indutor é um dispositivo essencial na estabilização da voltagem. A figura abaixo mostra um indutor simples que consiste de apenas uma bobina. Considere um indutor, percorrido por uma corrente elétrica, i, durante uma oscilação de tensão, conforme indica a figura abaixo. Nestas condições pode-se afirmar que:

Figura 1 da questão 11 — CESUPA 2003.2

I - A corrente elétrica ao percorrer a bobina cria um campo magnético através do indutor;

II – Quanto mais rápida for a variação da corrente elétrica através do indutor, maior será a intensidade da força eletromotriz que este produz contrária à variação da corrente elétrica no interior do aparelho;

III-O indutor deve ser ligado em paralelo com o dispositivo que se deseja proteger; Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s) :

A)I e II.
B)II e III.
C)I e III.
D)I, II e III.

Resposta pela resolução — Método TEF

A
Resolução comentada

A corrente na bobina produz campo magnético, tornando I verdadeira. A força eletromotriz de autoindução obedece a $\mathcal E=-L\,di/dt$; quanto mais rápida a variação da corrente, maior seu módulo: II é verdadeira. Para dificultar variações da corrente que alimenta o equipamento, o indutor atua em série, não como indicado em III.

Q12
Eletricidade — Associação de resistores

Dispositivos semicondutores, chamados varistores, são utilizados nos circuitos protetores de linha, para sobrecargas mais elevadas. Um varistor é um resistor cuja resistência diminui rapidamente quando a diferença de potencial entre seus terminais aumenta acima de determinado valor. Os dois circuitos abaixo representam duas possíveis associações de varistores em um dispositivo de proteção de linha ligado a um computador. No momento de uma sobrecarga os potencias em cada terminal do circuito estão indicados por VN, VF e VT. Os varistores, todos idênticos, têm resistência mínima neste instante e são ligados à Terra que possui potencial constante VT = 0V. Observando apenas o comportamento do circuito entre os pontos de potencial VF e VT, analise as seguintes afirmações :

I - O circuito 2 desvia maior quantidade de carga elétrica para a Terra;

II - A corrente elétrica que atravessa o terminal com potencial VF é a mesma nos dois circuitos;

III - O funcionamento desde circuito requer que o contato com o solo seja feito em um local de alta condutividade elétrica; Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s):

Figura 1 da questão 12 — CESUPA 2003.2Figura 2 da questão 12 — CESUPA 2003.2
A)II.
B)I e II.
C)I e III.
D)I ,II e III. VT = 0V VT = 0V CIRCUITO 1 CIRCUITO 2

Resposta pela resolução — Método TEF

C
Resolução comentada

Entre fase e terra, o circuito 1 tem resistores em série, enquanto o circuito 2 os associa em paralelo. Para resistores iguais, a resistência equivalente do segundo é menor, desviando maior corrente durante a sobretensão: I é verdadeira e II é falsa. Um aterramento eficiente requer boa condutividade e baixa resistência de contato: III é verdadeira.