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CESUPA 2012.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova

CESUPA 2012.2 · 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 — Queda com resistência do ar

Quando um objeto é deixado cair livremente na atmosfera, a partir do repouso, o movimento se inicia com aceleração constante igual à aceleração da gravidade. No movimento de queda, a influência da resistência do ar ao movimento se faz sentir cada vez mais fortemente, na forma de uma força contrária ao sentido da velocidade, que aumenta de intensidade conforme a velocidade aumenta. Se a altura da queda for suficiente, a velocidade pode ser tão alta que a força de resistência chega a se igualar ao peso do corpo e a partir daí o movimento segue de modo uniforme até o corpo atingir o solo. Marque a alternativa com o gráfico da velocidade que pode corresponder ao movimento descrito acima:

A)CESUPA 2012.2 — questão 13: gráfico da alternativa A
B)CESUPA 2012.2 — questão 13: gráfico da alternativa B
C)CESUPA 2012.2 — questão 13: gráfico da alternativa C
D)CESUPA 2012.2 — questão 13: gráfico da alternativa D

Resposta pela resolução — Método TEF

A
Resolução comentada

O corpo parte do repouso e sua velocidade aumenta. Conforme o arrasto cresce, a aceleração diminui até a força de resistência equilibrar o peso. A curva de velocidade deve começar em zero e se aproximar de um patamar, como em A.

Q14
Ondulatória — Som e comunicação celular

Os aparelhos de telefonia celular funcionam usando duas formas de ondas diferentes: a onda sonora, que emitimos ao falar e que captamos ao escutar o som, e aquela na qual o aparelho transmite a informação da voz para as torres de comunicação espalhadas pela cidade e que tem frequência da ordem de alguns gigahertz. Marque a alternativa com a única afirmativa correta sobre estas ondas.

A)A frequência da onda eletromagnética emitida pelo celular é mais baixa do que aquela da onda sonora que transporta a voz da pessoa, para que não haja interferência sobre esta.
B)O celular se comunica com a torre da operadora através de ondas eletromagnéticas que se propagam a uma velocidade 10 vezes maior do que a do som.
C)A onda sonora emitida pelo alto-falante do celular tem menor intensidade do que a da voz de uma pessoa falando normalmente, portanto sua velocidade será proporcionalmente menor do que a da voz.
D)A voz que é captada pelo microfone do celular é uma onda mecânica que se propaga a mais de 1000 km/h.

Resposta pela resolução — Método TEF

D
Resolução comentada

A voz é uma onda mecânica e, no ar em condições usuais, propaga-se a aproximadamente 340 m/s, ou 1.224 km/h: mais de 1.000 km/h. A portadora celular tem frequência muito maior que a voz e velocidade próxima de c, cerca de um milhão de vezes a velocidade do som. A intensidade sonora não determina sua velocidade nesse modelo.

Q15
Mecânica — Empuxo e equipamento submersível

A pesquisa para prospecção de petróleo emprega um tipo de equipamento que mede o campo eletromagnético no fundo do mar. Este equipamento é lançado ao mar preso a uma base de concreto biodegradável, que o leva para o fundo. Ao final do período de operação, os medidores se soltam da base e flutuam de volta até a superfície do mar, de onde são recolhidos. Com base nestas informações, e considerando que a densidade da água seja a mesma da superfície até o fundo, analise as seguintes afirmativas:

I – a massa de água deslocada apenas pela parte do equipamento que sobe à superfície tem que ser menor do que a massa de água deslocada pela base de concreto.

II – a força que puxa todo o conjunto para o fundo tem intensidade maior do que aquela que puxa os medidores de volta para a superfície.

III – a massa total da base de concreto é maior do que a massa de água que é deslocada por todo o conjunto (equipamento + base).

IV – a força de empuxo sobre a base de concreto aumenta conforme ela afunda. Estão corretas apenas as afirmativas

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

Resposta pela resolução — Método TEF

B sob hipótese adicional
Resolução comentada

Para o conjunto afundar, seu peso total precisa superar o empuxo total: $(M_b+M_e)g>E_b+E_e$. Para o medidor subir após se soltar, $E_e>M_eg$. O empuxo de uma base incompressível totalmente imersa não cresce com a profundidade, tornando IV falsa. A alternativa B é compatível com um modelo em que a massa do medidor é desprezível e a base é suficientemente pesada. Porém, as informações fornecidas não garantem, em geral, nem que a força resultante de descida seja maior que a de subida (II), nem que apenas a massa da base supere a massa de água deslocada pelo conjunto (III). Há uma hipótese implícita no item; não se deve tratar B como consequência geral do princípio de Arquimedes.

Q16
Termologia — Pressão dos pneus

Nos manuais dos automóveis, uma das informações importantes diz respeito à calibragem correta da pressão do ar nos pneus. Analise as afirmativas abaixo:

I – A pressão dos pneus, segundo o fabricante, deve ser medida e calibrada sempre com os pneus frios, pois se os pneus estiverem aquecidos pelo asfalto quente, a pressão interna será menor do que se os pneus estiverem frios;

II – Se a pressão interna do pneu estiver abaixo do valor recomendado, este pneu terá maior área de contato com o solo e consequentemente maior consumo de combustível;

III – Se a pressão interna do pneu estiver com valor acima do recomendado, a área de contato do pneu com o solo ficará reduzida, podendo ocasionar perda de estabilidade e derrapagens do veículo. São verdadeiras:

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

Resposta pela resolução — Método TEF

B
Resolução comentada

Para uma quantidade fixa de gás e volume aproximadamente constante, $P/T$ é constante: o aquecimento aumenta, não diminui, a pressão. Assim, I é falsa, embora a recomendação de calibrar a frio seja correta. Pressão baixa aumenta a deformação e a resistência ao rolamento; pressão excessiva reduz a área de contato e pode prejudicar a estabilidade no modelo descrito. II e III são as afirmações aceitas pelo item.

Q17
Eletricidade — Campo e potencial

Um dos métodos que os geofísicos dispõem para estudar o interior da Terra é a medição da resistividade elétrica das rochas, mapeando a sua distribuição. Isto pode ser feito colocando-se eletrodos na superfície de um terreno para injetar corrente elétrica e usando-se dois eletrodos para se calcular o potencial elétrico. A variação de potencial por sua vez pode dar uma ideia do campo elétrico associado ao potencial. Se a figura abaixo representa o valor do potencial elétrico ao longo de uma linha de medidas na superfície da Terra

CESUPA 2012.2 — questão 17: figura do enunciado

Qual alternativa representa o campo elétrico para este potencial?

A)CESUPA 2012.2 — questão 17: gráfico da alternativa A
B)CESUPA 2012.2 — questão 17: gráfico da alternativa B
C)CESUPA 2012.2 — questão 17: gráfico da alternativa C
D)CESUPA 2012.2 — questão 17: gráfico da alternativa D

Resposta pela resolução — Método TEF

C
Resolução comentada

O campo na direção x é $E_x=-dV/dx$. Como o gráfico de potencial é uma reta de inclinação positiva constante, o campo tem valor constante e sentido oposto ao crescimento de x. C é a única opção constante. A figura representa o módulo; se o eixo indicar a componente com sinal, a reta deveria estar abaixo de zero.

Q18
Mecânica — Massa e peso

Uma das consequências da Lei da Gravitação de Newton é que planetas de maior massa possuem maior aceleração da gravidade g. Se, por exemplo, medirmos o peso de uma pessoa na superfície de Marte, onde a aceleração da gravidade é aproximadamente metade daquela da Terra, teríamos:

A)o peso da pessoa seria metade do que seria medido na Terra, mas com mesma massa;
B)o mesmo peso que na Terra, mas sua massa seria duas vezes menor;
C)o peso e a massa iguais aos medidos na Terra;
D)o peso e a massa seriam duas vezes menores que os medidos na Terra;

Resposta pela resolução — Método TEF

A
Resolução comentada

A massa é uma propriedade do corpo e permanece a mesma. O peso depende da gravidade local: $P=mg$. Com a gravidade hipoteticamente igual à metade da terrestre, o peso também cai à metade. O enunciado usa uma aproximação própria para Marte; o cálculo se baseia nessa hipótese.