CESUPA 2009.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF
Dados da prova
CESUPA 2009.2 · 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 — Conversão de unidades
Muitos acidentes de trânsito acontecem por causa de uma distração momentânea dos motoristas. Por exemplo, considere uma situação na qual um carro se move a 40km/h em uma rua, quando o motorista se distrai olhando para o lado durante exatamente 1s. Suponha que no instante em que o motorista tirou os olhos da rua, havia um bueiro aberto 10m à sua frente. Neste caso, é correto afirmar que o motorista perceberá o bueiro
A)quando estiver a 5m antes dele.
B)quando estiver a 3m antes dele.
C)quando estiver a 1m antes dele.
D)apenas após ter passado por ele e olhar no retrovisor.
Resposta pela resolução — Método TEF
D
Resolução comentada
A velocidade é $40/3{,}6\approx11{,}1$ m/s. Durante 1 s de distração, o carro percorre 11,1 m. Como o bueiro estava a 10 m, ao voltar a olhar para a rua o motorista já o ultrapassou em aproximadamente 1,1 m.
Q14
Mecânica — Transformações de energia
Considere duas maneiras diferentes de parar um carro:
I – Acionando os freios. Neste caso, as pastilhas são comprimidas contra o disco de freio, e o carro perde velocidade pela ação da força de atrito, que age para diminuir a rotação do pneu.
II – Colocando o carro em ponto neutro enquanto sobe uma ladeira. Neste caso, o carro vai perdendo velocidade pela ação da força da gravidade até parar. Agora analise as duas formas seguintes de conversão de energia cinética. A – Conversão em energia térmica, que não pode mais ser usada para realizar trabalho sobre o carro. B – Conversão em energia potencial, que ainda pode ser usada para realizar trabalho sobre o carro. Marque a associação correta entre as desacelerações e as conversões de energia descritas:
A)I – A II – B
B)I – B II – A
C)I – A II – A
D)I – B II – B
Resposta pela resolução — Método TEF
A
Resolução comentada
A frenagem por atrito converte energia mecânica em energia térmica: I–A. Na subida ideal sem propulsão, energia cinética se transforma em energia potencial gravitacional, que pode voltar a produzir movimento na descida: II–B. A afirmação sobre energia térmica expressa a perda de energia mecânica disponível, não a destruição da energia total.
Q15
Ondulatória — Efeito Doppler no radar
Radares baseados no efeito Doppler são usados pelos departamentos de trânsito para medir a velocidade dos automóveis. Em um desses sistemas, uma fonte de micro-ondas emite um sinal com uma freqüência f0, que é refletido pelo automóvel e captado de volta pelo mesmo aparelho, só que agora com uma freqüência f1 diferente daquela emitida. Os aparelhos calculam a velocidade do carro baseados na diferença entre as freqüências emitida e recebida e são programados para registrar quando um carro passa com velocidade acima da máxima permitida. Sobre o funcionamento deste aparelho é correto afirmar que:
A)Se o valor da velocidade do carro for maior do que a máxima permitida, a freqüência da onda refletida será maior do que a da onda emitida, independentemente se o carro estiver se aproximando ou se afastando do aparelho.
B)Se o carro estiver se aproximando do aparelho, a freqüência da onda refletida será sempre maior do que a da onda emitida, seja qual for a velocidade do carro.
C)Quando o carro se afasta do radar, a freqüência recebida pelo aparelho será baixa se a velocidade for baixa e aumentará conforme o carro acelerar.
D)Se o sinal do radar for refletido em um carro parado, a freqüência recebida pelo aparelho será nula.
Resposta pela resolução — Método TEF
B
Resolução comentada
Quando o carro se aproxima, o sinal refletido apresenta frequência maior que a emitida. Ao se afastar, a frequência diminui; o sentido do deslocamento determina o sinal da diferença, independentemente do limite de velocidade. Para um carro parado, a frequência refletida é igual à emitida, não zero.
Q16
Mecânica — Resistência do ar
Um dos fatores que influenciam o consumo de combustível dos veículos automotores é a sua aerodinâmica: quanto mais eficientemente o veículo vencer a resistência do ar ao se deslocar, menor é o seu consumo. Em uma análise aproximada, a força de resistência do ar varia com o quadrado da velocidade, ou seja, se a velocidade dobrar de valor, a força de resistência se torna quatro vezes maior. Determine qual dos gráficos abaixo melhor representa a variação do módulo da força de resistência do ar em função da velocidade do carro.
A)
B)
C)
D)
Resposta pela resolução — Método TEF
A
Resolução comentada
A relação fornecida é $F=kv^2$, para k positivo. Para velocidades não negativas, a curva começa na origem e cresce com inclinação cada vez maior, correspondente ao ramo de uma parábola mostrado em A.
Q17
Eletricidade — Corrente e potência
Os faróis de automóveis de passeio apresentam uma potência média de 60W, comparável às lâmpadas incandescentes, também de 60W, comumente utilizadas nas residências. Sabendo que a voltagem nominal de uma bateria automotiva é 12V e que em Belém as residências usam voltagem de 120V, analise as afirmativas:
I – A resistência elétrica é a mesma nos dois dispositivos.
II – A corrente elétrica na lâmpada residencial é menor que a corrente no farol;
III – As duas lâmpadas consomem a mesma quantidade de energia se forem ligadas durante o mesmo intervalo de tempo; Estão corretas somente as afirmativas:
A)I e II;
B)I e III
C)II e III;
D)I, II e III;
Resposta pela resolução — Método TEF
C
Resolução comentada
Para 60 W, o farol de 12 V conduz $I=60/12=5$ A, enquanto a lâmpada de 120 V conduz $I=0{,}5$ A: II é verdadeira. Suas resistências são $U^2/P$, respectivamente 2,4 Ω e 240 Ω, invalidando I. Mesma potência durante mesmo tempo implica mesma energia $E=P\Delta t$: III é verdadeira.
Q18
Termologia — Rendimento
Uma das medidas de eficiência de um aparelho eletrodoméstico é seu rendimento, que dá uma medida de quanta energia é de fato aproveitada em seu funcionamento. Um forno microondas possui potência de 1000 W. Sabendo que este forno demora 50s para aquecer em 20°C um volume de 500 ml de água usando a sua potência máxima, qual o rendimento do forno nesta operação? Dados: calor específico da água: c = 4180 J/kg °C Densidade da água: d = 1 kg/l
A)60%
B)73%
C)41,8%
D)83,6 %
Resposta pela resolução — Método TEF
D
Resolução comentada
A massa de 500 mL de água é 0,5 kg. O calor útil é $Q=mc\Delta T=0{,}5\cdot4.180\cdot20=41.800$ J. A energia consumida é $E=P\Delta t=1.000\cdot50=50.000$ J. Portanto, $\eta=41.800/50.000=0{,}836=83{,}6\%$.
