UEPB 2011 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Em geral, as pessoas têm uma compreensão das unidades de medida a partir das suas experiências diárias, o que as leva a usar inadequadamente, do ponto de vista da Física, algumas dessas unidades de medida. Dentre os erros mais frequentes, estão as seguintes expressões: “Eu peso 60 quilos”; “Comprei 8 metros de areia”, etc. Do ponto de vista da Física e de acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI), assinale a alternativa correta que representa, respectivamente, as unidades de medida das seguintes grandezas físicas: peso, energia, potência, pressão.

Um marceneiro está trabalhando na cobertura de um edifício. Por descuido, o martelo de massa 300 g escapa de sua mão e cai verticalmente. Sabendo-se que a velocidade do martelo imediatamente antes de tocar o solo é de 25 m/s num tempo de queda igual a 2 s e considerando a aceleração da gravidade 10m/s², a altura do edifício, em metros, é:

Leia o texto I, a seguir, para responder as questões 23 e 24.

Texto I:

O físico Arquimedes (287 a 212 a.C), que descobriu o princípio que levou o seu nome, explica como fluidos respondem à presença de objetos imersos neles. Barcos, submarinos, balões dirigíveis e uma série de outras máquinas construídas pelo homem têm seu funcionamento explicado pelo princípio em questão.

Acerca do assunto tratado no texto I, analise a seguinte situação-problema:

O empuxo é um fenômeno que está muito presente em nossa vida. Nos finais de semana, em seu lazer, quando as pessoas vão aos banhos de piscina, observam-se várias situações em que se percebe que na água as pessoas se sentem mais leves e, portanto, fica mais fácil levantar uma pessoa dentro da piscina que fora dela. De acordo com o princípio de Arquimedes, que define o empuxo, assinale a alternativa correta.

Leia o texto I, a seguir, para responder as questões 23 e 24.

Texto I:

O físico Arquimedes (287 a 212 a.C), que descobriu o princípio que levou o seu nome, explica como fluidos respondem à presença de objetos imersos neles. Barcos, submarinos, balões dirigíveis e uma série de outras máquinas construídas pelo homem têm seu funcionamento explicado pelo princípio em questão.

Acerca do assunto tratado no texto I, analise a seguinte situação-problema:

No Mar Morto, na Palestina, uma pessoa pode flutuar facilmente, com parte considerável de seu corpo fora da água. Por que será que isso acontece?

Por causa da grande composição salina, a densidade da água é diferente da água de mar normal a que estamos acostumados, portanto, o corpo humano FLUTUA. Não é exatamente boiar… mas no Mar Morto, você literalmente flutua! (Adaptado de <http://drieverywhere.net/index.php/2010/05/20/mar-morto/>)


Em relação ao texto acima, segundo o princípio de Arquimedes, podemos afirmar que uma pessoa pode flutuar facilmente, no Mar Morto, devido à

I - densidade da água neste local ser muito elevada, portanto, quanto maior for a densidade da água, maior será o empuxo que age sobre a pessoa imersa nessa água.

II - densidade da água neste local ser muito baixa, portanto, quanto menor for a densidade da água, maior será o empuxo que age sobre a pessoa imersa nessa água.

III - densidade da água neste local ser muito alta, portanto, quanto maior for a densidade da água, menor será o empuxo que age sobre a pessoa imersa nessa água.

Após a análise feita, conclui-se que é(são) correta(s) apenas a(s) proposição(ões)

Leia o texto II, a seguir, para responder às questões 25 e 26.

Texto II:

No século XIX, as máquinas térmicas tornaram-se de grande importância para o desenvolvimento das indústrias de mineração da Inglaterra. Outras indústrias também se beneficiaram da mobilidade da máquina a vapor, pois podiam se instalar em qualquer lugar, não dependendo mais da presença de quedas d’água ou ventos para mover seu maquinário. A importância das máquinas a vapor foi tal que Carnot disse que a Inglaterra poderia prescindir até de sua esquadra naval, mas não de suas máquinas a vapor. Esse físico ressaltou que, apesar de sua grande importância social, econômica e política, muito pouco se sabia sobre o funcionamento destas máquinas. (Adaptado de POLAK, Luiza A. C. Vapor e Movimento. In: Física. Ensino Médio / vários autores. Curitiba: SEED-PR, 2006)

Acerca do assunto tratado no texto II, em relação às máquinas térmicas, analise as proposições abaixo, escrevendo V ou F conforme sejam verdadeiras ou falsas, respectivamente:

( ) Nenhuma máquina térmica, operando em ciclos, pode retirar calor de uma fonte e transformá-lo integralmente em trabalho.

( ) O rendimento de uma máquina térmica, operando segundo o ciclo de Carnot, pode ser de 100%, isto é, converte todo o calor recebido em trabalho.

( ) Um refrigerador funciona como uma máquina térmica, operando em sentido inverso, isto é, retira calor da fonte fria e, através de trabalho realizado sobre ele, rejeita para a fonte quente.

Após a análise feita, assinale a alternativa que corresponde à sequência correta:

Leia o texto II, a seguir, para responder às questões 25 e 26.

Texto II:

No século XIX, as máquinas térmicas tornaram-se de grande importância para o desenvolvimento das indústrias de mineração da Inglaterra. Outras indústrias também se beneficiaram da mobilidade da máquina a vapor, pois podiam se instalar em qualquer lugar, não dependendo mais da presença de quedas d’água ou ventos para mover seu maquinário. A importância das máquinas a vapor foi tal que Carnot disse que a Inglaterra poderia prescindir até de sua esquadra naval, mas não de suas máquinas a vapor. Esse físico ressaltou que, apesar de sua grande importância social, econômica e política, muito pouco se sabia sobre o funcionamento destas máquinas. (Adaptado de POLAK, Luiza A. C. Vapor e Movimento. In: Física. Ensino Médio / vários autores. Curitiba: SEED-PR, 2006)

Ainda acerca do assunto tratado no texto II, analise a seguinte situação-problema:

Uma máquina térmica funciona segundo o ciclo de Carnot entre as temperaturas das fontes térmicas 227 ºC e 127 ºC, respectivamente. Em cada ciclo, o trabalho útil fornecido pela máquina é de 2000 J. O rendimento desta máquina, em percentual, e a quantidade de calor retirada da fonte quente por ciclo, em Joules, são, respectivamente:

Leia o texto III, a seguir, para responder às questões 27 e 28.

Texto III:

O desenvolvimento da óptica geométrica teve como motivação, assim como algumas outras áreas da física, a necessidade de ampliar a potencialidade do ser humano e suprir algumas de suas limitações. Os binóculos, lunetas e lupas são exemplos do primeiro caso e os óculos do segundo. Uns ampliaram a capacidade do olho humano, outros corrigiram algumas de suas debilidades. [...] O olho humano é um sensor poderosíssimo. Em parceria com o cérebro, capta as imagens que desvendam o mundo exterior com todas as suas formas, relevos, cores e movimentos. É capaz de focalizar objetos situados a vários quilômetros de distância ou a um palmo da nossa face. [...] (Adaptado de Física na Escola, v. 2, n. 2, 2001)

Acerca do assunto tratado no texto III, analise as proposições abaixo:

I - Uma lupa é uma lente convergente usada como lente de aumento. A respeito do objeto e sua imagem é correto afirmar que o objeto deve ser colocado entre o foco e a lente, e a imagem obtida é virtual.

II - Espelhos usados em maquiagem são convexos e formam imagens virtuais diminuídas para objetos colocados entre o foco e o centro de curvatura.

III - O espelho retrovisor da motocicleta é convexo porque aumenta o tamanho das imagens e aumenta o campo visual.

Após a análise, conclui-se que é(são) correta(s) apenas a(s) proposição(ões):

Leia o texto III, a seguir, para responder às questões 27 e 28.

Texto III:

O desenvolvimento da óptica geométrica teve como motivação, assim como algumas outras áreas da física, a necessidade de ampliar a potencialidade do ser humano e suprir algumas de suas limitações. Os binóculos, lunetas e lupas são exemplos do primeiro caso e os óculos do segundo. Uns ampliaram a capacidade do olho humano, outros corrigiram algumas de suas debilidades. [...] O olho humano é um sensor poderosíssimo. Em parceria com o cérebro, capta as imagens que desvendam o mundo exterior com todas as suas formas, relevos, cores e movimentos. É capaz de focalizar objetos situados a vários quilômetros de distância ou a um palmo da nossa face. [...] (Adaptado de Física na Escola, v. 2, n. 2, 2001)

Ainda acerca do assunto tratado no texto III, resolva a seguinte situação-problema:

Uma pessoa, ao perceber que a maior distância em que enxerga nitidamente um objeto é 40 cm, foi a um oculista que, ao constatar que a paciente tinha miopia, receitou lentes de correção para o defeito de sua visão. A convergência, em dioptrias (em graus) dessa lente, capaz de corrigir esse defeito, é

Leia o texto IV, a seguir, para responder à questão 29.

Texto IV:

Um dos meios de desperdício de energia é causado pelo consumo de energia oriundo da utilização do modo de operação em standby. O modo standby significa que um equipamento eletroeletrônico está temporariamente em repouso, ou seja, ele não está desligado, continua consumindo energia. Embora represente uma pequena quantidade de energia consumida por equipamento, a sua utilização em larga escala pode resultar em um montante de consumo desnecessário e considerável de energia. (Adaptado de RODRIGUES, Jean Ronir Ferraz. UFPa: Curitiba, 2009)

Acerca do assunto tratado no texto IV, suponha que um cidadão, ao se conscientizar sobre o desperdício de energia na utilização de aparelhos eletrodomésticos, resolveu verificar o consumo de energia do aparelho de TV de sua residência ao mantê-lo em standby. Observou que deixava o aparelho de TV em prontidão (standby) durante 18 horas por dia. Consultando o manual de utilização do aparelho de TV, constatou que, para mantê-lo em standby, é necessária uma potência de 18 W e que o custo do quilowatt-hora é R$ 0,50. Se o aparelho for mantido em “standby” durante um mês (30 dias), o custo em reais, do seu consumo de energia será de

Leia o texto V, a seguir, para responder à questão 30.

Texto V:

Uma campainha elétrica (figura ao lado) é um dispositivo constituído por um interruptor, um eletroímã, uma armadura (A), um martelo (M), uma campânula (S) e um gerador de corrente contínua ou alternada. A armadura (A) do eletroímã possui um martelo (M) e está presa a um eixo (O) por meio de uma lâmina elástica (L). Ao apertarmos o interruptor, fechamos o circuito. [...] (Adaptado de JUNIOR, F.R. Os Fundamentos da Física. 8. ed. vol. 2. São Paulo: Moderna, 2003, p. 311)


Acerca do assunto tratado no texto V, que descreve o funcionamento de uma campainha elétrica e seu respectivo circuito, identifique, nas proposições a seguir, a(as) que se refere(m) ao que ocorre quando o interruptor é acionado.

I - Uma extremidade do eletroímã fica carregada positivamente, atraindo a armadura.

II - A corrente elétrica gera um campo magnético na bobina (eletroímã), que atrai a armadura.

III - A corrente elétrica gera um campo magnético no eletroímã e outro na armadura, que se atraem mutuamente.

Após a análise, para as proposições supracitadas, apenas é (são) verdadeira(s):

Um garoto brincando de bola de gude com seu colega executou uma jogada e percebeu que, ao lançar sua bola A, com certa velocidade V_A contra a bola B de seu colega, a qual se encontrava em repouso, o seguinte fenômeno aconteceu imediatamente após a colisão entre as bolas: a bola A ficou parada, enquanto a bola B adquiriu uma velocidade igual a V_A (velocidade da bola A), antes da colisão. Esta situação pode ser representada através da figura ao lado, sendo I, a situação antes das bolas colidirem e II a situação após a colisão.


Considerando que esta observação só seria possível num plano horizontal e sem atrito, é correto afirmar que

Um estudante de física que morava numa residência universitária tinha três opções para subir ou descer do térreo para o 1º piso dessa residência: pela escada, pela corda ou por uma rampa, conforme ilustrado na figura:


Após algumas análises, o estudante estabeleceu as seguintes hipóteses:

I - Ao mudar de nível, a minha variação da energia potencial é menor pela rampa, uma vez que não me esforço tanto para subir ou descer.

II - Ao mudar de nível, a minha variação da energia potencial é maior pela escada, uma vez que o esforço é maior.

III - Ao mudar de nível, a minha variação da energia potencial é a mesma pelos três caminhos.

IV - Ao mudar de nível, a minha variação da energia potencial é maior pela corda, uma vez que o esforço é maior.

Das hipóteses apresentadas pelo estudante, é(são) verdadeira(s):

Leia o texto VI, para responder às questões 33 e 34.

Texto VI:

Em 12 de Janeiro de 2010 aconteceu um grande terremoto catastrófico na região de Porto Príncipe, capital do Haiti. A tragédia causou grandes danos à capital haitiana e a outros locais da região. Sendo a maioria de origem natural, os terremotos ou sismos são tremores causados por choques de placas subterrâneas que, quando se rompem, liberam energia através de ondas sísmicas, que se propagam tanto no interior como na superfície da Terra.

A respeito dessas informações e seus conhecimentos sobre a propagação de ondas, analise as proposições a seguir.

I - A onda sísmica é mecânica, pois transporta energia mecânica.

II - A onda sísmica é eletromagnética, pois transporta energia eletromagnética.

III - A onda sísmica é eletromagnética, pois necessita de um meio para se propagar.

Após a análise feita, conclui-se que é(são) correta(s) apenas a(s) proposição(ões):

Leia o texto VI, para responder às questões 33 e 34.

Texto VI:

Em 12 de Janeiro de 2010 aconteceu um grande terremoto catastrófico na região de Porto Príncipe, capital do Haiti. A tragédia causou grandes danos à capital haitiana e a outros locais da região. Sendo a maioria de origem natural, os terremotos ou sismos são tremores causados por choques de placas subterrâneas que, quando se rompem, liberam energia através de ondas sísmicas, que se propagam tanto no interior como na superfície da Terra.

Uma onda sísmica pode ser classificada também como longitudinal ou transversal. A respeito dessa classificação, analise as proposições a seguir, escrevendo V ou F conforme sejam verdadeiras ou falsas, respectivamente:

( ) Na onda longitudinal, a direção em que ocorre a vibração é igual à direção de propagação da onda.

( ) Na onda longitudinal, a direção em que ocorre a vibração é diferente da direção de propagação da onda.

( ) Na onda transversal, a direção em que ocorre a vibração é igual à direção de propagação da onda.

( ) Na onda transversal, a direção em que ocorre a vibração é diferente da direção de propagação da onda.

Assinale a alternativa que corresponde à sequência correta:

Um professor de física construiu um coletor solar rudimentar, colocando duas placas metálicas (uma preta e uma branca) expostas ao sol, fixando previamente um termômetro em cada uma delas, como ilustra a Figura acima (fig. P. 92, Física2/GREF-São Paulo: Editora da USP, 1998, 4ª ed.), para verificar a variação da temperatura com o tempo, em cada chapa. Após a realização de seu experimento, ele concluiu corretamente que, em intervalos de tempo iguais:

Ao colocar sobre a placa que atinge maiores temperaturas um corpo sólido de 75g, foi detectada uma variação de temperatura em função do tempo conforme se ilustra no gráfico abaixo. Considerando que a placa libera energia a uma potência constante de 150 cal/min, é correto afirmar que o corpo sólido tem calor específico de:

Leia o texto que segue, e responda à questão 37.

Os geradores são aparelhos que operam com base na indução eletromagnética e na sua forma mais simples são constituídos por uma espira condutora que gira num campo magnético.

Quando a espira gira no campo, o fluxo magnético através dela se altera com o tempo e, num circuito externo, se induz uma força eletromotriz e uma corrente. (Texto adaptado de SERWAY, R.A. Física 3 para cientistas e engenheiros. LTC, 3ª edição, Rio de Janeiro, 1992)

Considerando que a espira condutora tem uma resistência de 0,5 Ω, é retangular, como mostra a figura abaixo; e desloca-se com velocidade 6,0 m/s, dentro de um campo magnético uniforme de intensidade B = 0,5T, é correto afirmar que a intensidade da corrente induzida que circula na espira vale:

Em um laboratório de física, um estudante realizou algumas atividades investigativas ao manipular ímãs permanentes em forma de barra, pedaços de vários metais e limalhas de ferro, apresentando em seguida ao seu professor os seguintes resultados:

I - Ao aproximar os diversos metais do ímã permanente, considero que qualquer pedaço de metal torna-se magnetizado e passa a ser atraído por ele.

II - Ao jogar limalhas de ferro sobre o ímã permanente, percebi que, nas regiões próximas aos seus polos, a concentração das linhas de indução é bem maior que noutras regiões ao seu redor.

III - Quando o ímã atrai um pedaço de metal, esse pedaço de metal atrai o imã.

Dos resultados apresentados pelo estudante, é(são) verdadeiro(s):

No ano de 1927, Werner Heisenberg (1901-1976) formula o princípio da incerteza, o qual passou a ser considerado um dos pilares da Mecânica Quântica. Com base neste princípio de Heisenberg, analise as afirmativas abaixo:

I - A incerteza é uma limitação do instrumento de medida.

II - É impossivel medir simultaneamente a posição e a velocidade de uma partícula.

III - A imprecisão entre as medidas de posição e velocidade a que Heisenberg se refere está relacionada ao mundo macroscópico.

Após a análise feita, conclui-se que é(são) correta(s) apenas a(s) proposição(ões)

Considerando o princípio de Incerteza de Heisenberg, que h é a constante de Planck e que um elétron que tem massa mₑ = 9,1.10⁻³¹ Kg se move na direção do eixo x com velocidade de 4.10⁶ m/s, se a medida da velocidade apresenta uma incerteza de 2% e admitindo-se que h/4π = 5,3.10⁻³⁵ J.s, a incerteza na medida da posição desse elétron é maior ou igual a: