FACI 2009.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF
Dados da prova
Faculdade Ideal · Prova objetiva · 2009.2. Física: questões 34, 35, 36, 37, 38. Respostas calculadas para este acervo; não há gabarito oficial correspondente na pasta.
Q34
Física Moderna — Física Quântica — Energia do fóton
Considere uma onda eletromagnética com comprimento de, aproximadamente, 1 m. A energia de um fóton associado ao comprimento de onda mencionado é de, aproximadamente, 18 × 10−26 J. Com base nestes dados, indique qual das alternativas melhor descreve o valor aproximado da constante de Planck.
Dado: velocidade da luz ≈ 3 × 108 m/s.
A)6,0 × 10−34 J·s
B)9,0 × 10−34 J·s
C)6,0 × 10−24 J·s
D)9,0 × 10−24 J·s
E)9,0 × 10−36 J·s
Resposta calculada — acervo Método TEF
A
Resolução comentada
Da relação $E=hc/\lambda$, isolamos $h=E\lambda/c$. Substituindo os dados: $h=(18\times10^{-26})\cdot1/(3\times10^8)=6{,}0\times10^{-34}\ \mathrm{J\,s}$, alternativa A.
Q35
Eletricidade — Eletrostática — Lei de Coulomb
Considere dois sistemas independentes A e B, formados por cargas elétricas no vácuo. O sistema A é formado por duas cargas elétricas pontuais de 1 Coulomb cada, colocadas a uma distância de 1 m uma da outra, sendo denominado de FA o módulo da força elétrica que atua em cada uma das cargas neste sistema. O sistema B é formado por duas cargas elétricas pontuais de 2 Coulombs cada, colocadas no vácuo a uma distância de 0,5 m uma da outra, sendo denominado de FB o módulo da força elétrica que atua em cada uma das cargas neste sistema. Indique qual das alternativas a seguir melhor descreve o valor da razão FB/FA.
A)1
B)2
C)4
D)8
E)16
Resposta calculada — acervo Método TEF
E
Resolução comentada
A lei de Coulomb é $F=k|q_1q_2|/r^2$. Assim, $F_A=k\cdot1\cdot1/1^2=k$ e $F_B=k\cdot2\cdot2/(0{,}5)^2=16k$.
Logo, $F_B/F_A=16$, alternativa E. Dobrar ambas as cargas multiplica a força por 4; reduzir a distância à metade multiplica por mais 4.
Q36
Óptica — Espelhos Planos — Simetria da imagem
Considere um espelho plano colocado paralelo ao eixo cartesiano y e perpendicular ao eixo x, e cuja superfície refletora passa pelo ponto x = 0. Considere um objeto luminoso em forma de linha reta descrita pela equação y = 2x + 1, localizado no lado positivo do eixo x. Indique qual das alternativas a seguir mostra a equação da reta que descreve a imagem produzida.
A)y = −2x + 1
B)y = −2x − 1
C)y = 2x − 1
D)y = 4x − 1
E)y = −4x − 1
Resposta calculada — acervo Método TEF
A
Resolução comentada
A reflexão no espelho $x=0$ troca $x$ por $-x$ e conserva y. Se a posição da imagem é $x_i=-x_o$, a equação do objeto $y=2x_o+1$ torna-se $y=-2x_i+1$.
Portanto, a imagem está sobre a reta $y=-2x+1$, no semiplano negativo de x: alternativa A.
Q37
Mecânica — Trabalho e Energia — Energia em colisões sucessivas
Considere que uma bola, inicialmente em repouso, caia verticalmente, inicialmente de uma altura H, na presença de um campo gravitacional constante. Considere que a cada contato com o solo a bola perde 20% da energia mecânica que ela possuía no instante imediatamente anterior a esse contato. Indique qual das alternativas melhor descreve as alturas máximas atingidas pela bola após o primeiro e o segundo toque no solo, respectivamente.
A)0,2 H e 0,04 H
B)0,2 H e 0,02 H
C)0,8 H e 0,64 H
D)0,8 H e 0,16 H
E)0,4 H e 0,2 H
Resposta calculada — acervo Método TEF
C
Resolução comentada
Em cada impacto, a bola conserva 80% da energia mecânica. No ponto mais alto de cada subida, essa energia é $mgh$.
Após o primeiro toque, $mgh_1=0{,}8mgH$, de modo que $h_1=0{,}8H$. Após o segundo, $h_2=0{,}8h_1=0{,}64H$. Alternativa C.
Q38
Mecânica — Gravitação — Gravitação universal
Considere duas massas pontuais, uma de 0,5 kg e outra de 2 kg, colocadas a uma distância de 1 m uma da outra. Sabendo-se que a força de atração gravitacional entre elas vale aproximadamente 6,67 × 10−11 N, indique qual das alternativas a seguir melhor expressa o valor aproximado da constante de gravitação universal.
A)6,67 × 10−11 N·m²·kg−2
B)13,34 × 10−11 N·m²·kg−2
C)6,67 × 10−14 N·m²·kg−2
D)13,34 × 10−14 N·m²·kg−2
E)3,36 × 10−16 N·m²·kg−2
Resposta calculada — acervo Método TEF
A
Resolução comentada
De $F=Gm_1m_2/r^2$, temos $G=Fr^2/(m_1m_2)$. Como $r=1\ \mathrm{m}$ e $m_1m_2=0{,}5\cdot2=1\ \mathrm{kg^2}$, resulta $G=6{,}67\times10^{-11}\ \mathrm{N\,m^2\,kg^{-2}}$, alternativa A.