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CESUPA 2009.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova

CESUPA 2009.1 · 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 limite

Quando um pára-quedista salta de um avião em movimento, sua trajetória na queda se inicia com uma velocidade igual à do avião. Durante a queda ele está sujeito à força da gravidade que o puxa verticalmente para baixo e à força de resistência do ar ao movimento, que age sempre na direção da velocidade e em sentido contrário a ela. A força de resistência do ar faz com que a componente horizontal da velocidade seja reduzida até zero durante a queda. O valor desta força aumenta conforme a velocidade aumenta, de modo que se a altura for suficiente ela será capaz de fazer com que o pára-quedista caia, a partir de certo ponto, com velocidade vertical constante, chamada de velocidade limite. De acordo com esta descrição, quando o pára-quedista atinge o movimento uniforme com a velocidade limite, a força de resistência do ar

A)é constante e tem valor igual ao peso do pára-quedista.
B)aumenta até o pára-quedista abrir seu pára-quedas.
C)diminui a zero, o que permite que a velocidade seja constante.
D)diminui até ficar igual ao peso da pessoa e depois aumenta até o momento em que o pára-quedas se abre.

Gabarito fornecido — CESUPA

A
Resolução comentada

Na velocidade limite, a velocidade é constante e a aceleração é zero. A força de resistência do ar equilibra o peso: mesmo módulo, direção vertical e sentidos opostos. Ela permanece constante enquanto o regime descrito se mantém.

Q14
Mecânica — Princípio de Arquimedes

Se um objeto com densidade menor do que a da água for solto no fundo de uma piscina, ele subirá até a superfície, onde permanecerá flutuando. A força que o empurra para cima é chamada de Empuxo e resulta da diferença de pressão existente entre pontos em diferentes profundidades na água da piscina. Analise as seguintes afirmativas sobre este fenômeno:

I – Conforme o corpo sobe na água, o empuxo sobre ele diminui até ser nulo quando está em equilíbrio na superfície.

II – O empuxo não depende da profundidade, desde que o volume do corpo não seja reduzido pela pressão.

III – A força de empuxo é maior quanto maior for a densidade do líquido em que o corpo está imerso.

Está correto apenas o que se afirma em:

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

Gabarito fornecido — CESUPA

C
Resolução comentada

Para o corpo totalmente imerso, $E=\rho_l gV$ não depende diretamente da profundidade se a densidade do líquido e o volume não mudam: II é verdadeira. Com mesmo volume imerso, líquido mais denso produz empuxo maior: III é verdadeira. Na superfície, o empuxo equilibra o peso, não se anula. Ao emergir parcialmente, o volume deslocado diminui até alcançar esse equilíbrio.

Q15
Mecânica — Marés e gravitação

As marés nos oceanos da Terra são causadas por uma combinação de fatores: - a Lua atrai as massas de água dos oceanos de maneira desigual, sendo a atração mais forte no lado mais próximo da Lua. Esta diferença na força deforma a massa de água, de modo a criar uma maré alta no lado da Terra voltado para a Lua; - o mesmo efeito acontece com relação à atração das águas pelo Sol, porém com uma intensidade menor; - o movimento de rotação da Terra em relação ao centro de massa do sistema Terra-Lua faz surgir uma maré alta no lado da Terra oposto à Lua. Sobre este fenômeno é correto afirmar que

A)a força que a Lua exerce em um quilograma de água no lado da Terra voltado para ela vale o dobro daquela exercida no lado oposto.
B)o efeito das marés não depende da massa da Lua nem do Sol, por isso a influência da Lua é maior que a do Sol, mesmo sua massa sendo muitíssimo menor do que a dele.
C)se o valor da constante gravitacional na Lei da Gravitação fosse diferente, o efeito da maré ainda teria a mesma intensidade.
D)a intensidade do efeito de maré depende da distância entre a Terra e a Lua, sendo maior quando a Lua está mais próxima.

Gabarito fornecido — CESUPA

D
Resolução comentada

As marés dependem da diferença da atração gravitacional entre regiões da Terra. Em uma aproximação, o efeito varia como $GM_{Lua}/r^3$, aumentando quando a Lua está mais próxima. A massa e a constante gravitacional também influenciam o efeito, e a diferença entre os lados da Terra não corresponde ao dobro da força.

Q16
Termologia — Ebulição e calor latente

Quando você coloca água em uma panela para ser aquecida em um fogão, a temperatura da água irá subir, pois ela recebe energia da combustão do gás. No entanto, a água não entra em equilíbrio térmico com a chama. Ela atinge o ponto de fervura e evapora completamente sem atingir a temperatura da chama. Sobre este fenômeno, é correto afirmar que

A)o calor específico da água é tão baixo que ela evapora antes de atingir o equilíbrio térmico com a chama.
B)a temperatura da água sobe continuamente enquanto ela ferve, mas não atinge a temperatura da chama por que esta é alta demais.
C)a energia absorvida pela água a aquece até atingir o ponto de fervura. A partir daí sua temperatura não mais se eleva e toda a energia recebida é usada para evaporar a água.
D)a massa de água em uma panela comum não é grande o bastante para aquecer a ponto de atingir a temperatura da chama.

Gabarito fornecido — CESUPA

C
Resolução comentada

Antes da ebulição, o calor absorvido aumenta a temperatura. Durante a vaporização de água pura a pressão constante, a temperatura permanece no ponto de ebulição e a energia absorvida participa da mudança de estado. No modelo ideal do item, essa energia é o calor latente; perdas ao ambiente não foram consideradas.

Q17
Eletricidade — Lei de Ohm

Os resistores elétricos são usados em muitas aplicações, como nas lâmpadas incandescentes e nos aquecedores e chuveiros elétricos. Um resistor é chamado de resistor ômico quando seu funcionamento obedece a Lei de Ohm. Esta lei estabelece a relação entre a voltagem (V) aplicada a uma resistência (R) e a corrente elétrica (I) resultante: V = R I. Dos gráficos mostrados abaixo, qual o único que representa o comportamento de um resistor ômico?

A)CESUPA 2009.1 — questão 17: gráfico da alternativa A
B)CESUPA 2009.1 — questão 17: gráfico da alternativa B
C)CESUPA 2009.1 — questão 17: gráfico da alternativa C
D)CESUPA 2009.1 — questão 17: gráfico da alternativa D

Gabarito fornecido — CESUPA

A
Resolução comentada

Um resistor ôhmico, mantidas suas condições físicas, apresenta resistência constante. Logo, $I=V/R$ é proporcional à tensão: o gráfico I–V é uma reta que passa pela origem, como em A. Curvas indicam resistência variável.

Q18
Óptica — Dispersão da luz

O fenômeno da refração da luz por gotas de água, como na formação de um arco-íris, evidencia o fato de que a luz branca é formada por muitas freqüências diferentes, cada uma associada a nossa percepção de uma cor. Quando luzes de cores diferentes sofrem refração em diferentes intensidades, significa que:

A)a freqüência da luz se altera quando ela sofre refração.
B)a velocidade de propagação na água é diferente para cada freqüência da luz.
C)luzes de todas as freqüências têm o mesmo comprimento de onda no ar, mas não na água.
D)a velocidade de propagação na água é maior do que no ar e quanto maior a freqüência, maior a diferença entre as duas velocidades.

Gabarito fornecido — CESUPA

B
Resolução comentada

A dispersão ocorre porque o índice de refração da água depende da frequência. Como $v=c/n$, cada componente se propaga com velocidade diferente na água. A frequência não muda na interface, e as componentes já apresentam comprimentos de onda diferentes no ar.