Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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CESUPA 2005.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova

CESUPA 2005.2 · 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.

Q13
Mecânica — Velocidade terminal

A figura a seguir representa a intensidade da velocidade de uma gota d’água, com volume constante, a partir da nuvem que a originou até o solo. O eixo das abscissas representa o tempo de movimento. Velocidade

Figura 1 da questão 13 — CESUPA 2005.2

t Analisando o movimento da gota representado nesse gráfico é correto afirmar que:

A)no intervalo de 0 a t o movimento é uniforme;
B)o peso da gota diminui enquanto ela se aproxima do solo;
C)o movimento é acelerado durante todo o percurso de queda;
D)a resistência do ar anula a ação do peso da gota a partir do instante t.

Resposta pela resolução — Método TEF

D
Resolução comentada

O gráfico cresce até t e depois se torna horizontal. Após t, a aceleração é nula: a resistência do ar tem módulo igual ao peso e sentido contrário. O peso continua existindo; o que se anula é a força resultante. Antes de t, a velocidade varia, portanto o movimento não é uniforme.

Q14
Mecânica — Energia potencial

A água da chuva represada por barragens pode ter sua energia potencial gravitacional transformada em energia elétrica. Considere o fluxo de um litro de água (aproximadamente 1 kg) desde a superfície até a base de uma barragem de uma hidrelétrica cuja altura da coluna d’água é de 50 m. Se toda a sua energia potencial gravitacional fosse convertida em energia elétrica, sem quaisquer perdas, essa quantidade de energia serviria, exatamente, para acionar: (aceleração da gravidade = 10 m/s²)

A)uma televisão de 50 W durante 20 s;
B)uma lâmpada de 100 W durante 5 s;
C)um forno microondas de 1500 W durante 1 s;
D)um ferro elétrico de 2500 W durante 10 s.

Resposta pela resolução — Método TEF

B
Resolução comentada

A energia disponível é $E=mgh=1\cdot10\cdot50=500$ J. Cada equipamento precisa de $E=P\Delta t$. A lâmpada de 100 W ligada por 5 s consome exatamente 500 J; as demais opções exigem quantidades maiores.

Q15
Mecânica — Pressão e gases

A pressão exercida pela água represada em uma barragem varia com a profundidade (P = µgh). Considere que o canal auditivo de um mergulhador armazena 1 cm³ de ar enquanto ele está acima da superfície da água, submetido à pressão atmosférica (Patm = 105 N/m²). Se, durante um mergulho, a água não conseguir chegar ao tímpano, porém, comprimir o ar inicialmente armazenado no canal auditivo, pode-se concluir que, ao alcançar a profundidade de 10 m ... (Considere: µ = 10³ kg/m³ e g = 10m/s²)

A)o volume do ar diminui para 0,1 cm³ e a pressão da água não atinge o tímpano;
B)o volume do ar diminui para 0,1 cm³ e a pressão da água é transferida para o tímpano;
C)o volume do ar diminui para 0,5 cm³ e a pressão da água é transferida para o tímpano;
D)o volume do ar diminui para 0,5 cm³ e a pressão da água não atinge o tímpano.

Resposta pela resolução — Método TEF

C
Resolução comentada

A 10 m, a pressão absoluta é $P=P_{atm}+\rho gh=10^5+10^3\cdot10\cdot10=2\cdot10^5$ Pa. Admitindo temperatura constante, $P_1V_1=P_2V_2$, logo o volume cai de 1 para 0,5 cm³. O ar comprimido transmite pressão ao tímpano mesmo sem a água tocar diretamente nele.

Q16
Termologia — Mudanças de estado

Uma determinada porção de água evapora, resfria, cristaliza e retorna ao estado líquido, acompanhando o ciclo da água do qual a chuva faz parte. Considere que o volume dessa porção de água varia com a temperatura ao longo do ciclo, conforme indica, simplificadamente, o diagrama a seguir. Nesse diagrama, L indica a água no estado líquido; V1, um estado de vapor; V2, outro estado de vapor e S, o estado sólido.

Figura 1 da questão 16 — CESUPA 2005.2

Volume Com base nesse modelo, analise as afirmações a seguir.

I – A chuva ocorre no trecho SL

II – A primeira lei da termodinâmica explica a redução de temperatura devido a uma expansão adiabática no trecho V1V2.

III – A chuva corresponde ao trecho V1L.

IV – No trecho LV1 a água absorve calor. Estão corretas apenas as afirmações

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

Resposta pela resolução — Método TEF

C
Resolução comentada

O trecho SL representa fusão, e não condensação da chuva: I é falsa. V1L representa a passagem do vapor ao líquido: III é verdadeira. Em LV1 ocorre vaporização, com absorção de calor: IV é verdadeira. O diagrama de volume e temperatura não identifica, por si só, uma transformação adiabática; por isso a afirmação II extrapola os dados. A expansão adiabática pode resfriar um gás, mas é preciso estabelecer que não há troca de calor.

Q17
Eletricidade — Eletrização e descargas

As nuvens formadas pela evaporação da água muitas vezes eletrizam-se e, por conseqüência, ocorrem raios que geram relâmpagos e trovões. Analise as afirmações a seguir a respeito desses fenômenos físicos.

I – Se a eletrização das nuvens ocorre por atrito com o ar, há troca de elétrons entre as moléculas da água e as do ar.

II - Uma nuvem cuja porção inferior for eletrizada negativamente induz cargas negativas no solo.

III – O raio ocorre quando o campo elétrico entre a nuvem e o solo tiver intensidade suficientemente elevada para ionizar o ar, tornando-o condutor.

IV – A corrente elétrica que se estabelece durante o raio cria campo magnético que detém rapidamente as cargas elétricas que compõem o raio. Estão corretas apenas as afirmações

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

Resposta pela resolução — Método TEF

B
Resolução comentada

A eletrização por atrito envolve transferência de elétrons: I é verdadeira no modelo proposto. Uma nuvem negativa atrai cargas positivas para a superfície do solo, contrariando II. Um campo suficientemente intenso ioniza o ar e permite a descarga: III é verdadeira. O campo magnético da corrente não detém por si só as cargas como afirma IV.

Q18
Óptica — Dispersão

A presença de minúsculas gotas d’água na atmosfera, em geral pouco antes de chuvas, provoca o belo fenômeno do arco-íris. O colorido observado ocorre pela separação da luz branca em suas componentes monocromáticas. Essa separação deve-se ao índice de refração da água variar com a freqüência da luz, produzindo desvios maiores na luz violeta do que na vermelha, quando ambas passam do ar para a água. O gráfico que melhor representa a variação do índice de refração da água (n) com a freqüência da luz (f) é:

A)CESUPA 2005.2 — questão 18: gráfico da alternativa A
B)CESUPA 2005.2 — questão 18: gráfico da alternativa B
C)CESUPA 2005.2 — questão 18: gráfico da alternativa C
D)CESUPA 2005.2 — questão 18: gráfico da alternativa D

Resposta pela resolução — Método TEF

A
Resolução comentada

Pela lei de Snell, na entrada do ar para a água, um índice maior aproxima mais o raio da normal. A luz violeta tem frequência maior e sofre maior desvio, então o índice de refração cresce com a frequência no intervalo considerado. O gráfico A apresenta essa tendência.