UPE SSA3 2013 — Questões de Física comentadas — Método TEF
Sistema Seriado de Avaliação · 3ª fase — Questões de Física · Gabarito oficial definitivo.
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Mecânica — Estática — Equilíbrio de torques
A figura é uma solução proposta para evitar que a famosa Torre de Pisa tenha seu processo de inclinação estacionado. A tensão no tirante horizontal AB será
A)diretamente proporcional à altura h do tirante.
B)inversamente proporcional à altura h do tirante.
C)igual a zero em qualquer altura do tirante.
D)constante, independentemente da altura na qual ele se encontra, diferente de zero.
E)igual à metade do peso da Torre.
Gabarito oficial — SSA 3 2013
B
Resolução
1. Equilíbrio de momentos. Em relação à base da torre, o momento do peso é constante (a geometria não muda). O tirante horizontal exerce o momento $T\,h$:
A tensão é inversamente proporcional à altura $h$.
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Mecânica — Hidrostática — Empuxo
Para melhor deslocamento, numa via fluvial, construir-se-á uma balsa com 03 tubos de PVC. Estes têm as seguintes dimensões: 3,0 m de comprimento e 20,0 cm de diâmetro. Assim, juntando-se os três tubos de forma paralela, tem-se uma pequena balsa. Considere que esta ficará metade submersa. Dados: ρágua = 10³ kg/m³; ρPVC = 1,5 × 10³ kg/m³; g = 9,8 m/s²; π = 3,14.
É CORRETO afirmar que o empuxo na balsa vale aproximadamente
A)2.570,00 N
B)6.460,00 N
C)1.384,74 N
D)3.527,8 N
E)1.209,8 N
Gabarito oficial — SSA 3 2013
C
Resolução
1. Volume submerso. Metade do volume dos três cilindros ($r=0{,}10\text{ m}$, $L=3{,}0\text{ m}$, $\pi=3{,}14$):
Para melhorar a mobilidade da balsa mencionada na questão 22, é possível construí-la de forma diferente, entre elas, simplesmente cortar cada tubo de PVC na sua metade e juntar, igualmente, de forma paralela, todos os tubos. Esse novo arranjo irá proporcionar, na balsa, um empuxo
A)maior que o da questão 22.
B)menor que o da questão 22.
C)igual ao da questão 22.
D)igual a zero.
E)negativo.
Gabarito oficial — SSA 3 2013
C
Resolução
1. Arranjo. Cada tubo é cortado em dois de $1{,}5\text{ m}$, e todos são juntados em paralelo. O volume total de PVC é o mesmo.
2. Empuxo. Com metade submersa, o volume de água deslocado é o mesmo, então o empuxo também:
$$E=\rho\,g\,V_{desl}$$
O empuxo é igual ao da questão 22.
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Eletricidade — Eletrodinâmica — Lâmpadas em paralelo
No circuito abaixo, um gerador de resistência interna desprezível e força eletromotriz ε alimenta as lâmpadas P, Q e R de mesma resistência (admitida constante). Com respeito ao circuito, assinale a alternativa INCORRETA.
A)Se a lâmpada R queimar, a lâmpada P apagará.
B)Se a lâmpada Q queimar, a lâmpada P apagará.
C)Se a lâmpada P queimar, o brilho da lâmpada R diminuirá.
D)Se a lâmpada P queimar, o brilho da lâmpada Q aumentará.
E)Se as lâmpadas P e Q queimarem, a lâmpada R apagará.
Gabarito oficial — SSA 3 2013
B
Resolução
1. Circuito. P e Q estão em paralelo, e esse conjunto está em série com R.
2. Alternativa B (incorreta). Se Q queimar, o caminho pela fonte, R e P continua fechado, e P continua acesa.
3. Conferência das demais.
A) Verdadeira. Se R queimar, o circuito abre e P apaga.
C) Verdadeira. Se P queimar, a resistência total passa de $\tfrac{3r}{2}$ para $2r$, e a corrente em R diminui.
D) Verdadeira. Se P queimar, a tensão em Q passa de $\tfrac{\varepsilon}{3}$ para $\tfrac{\varepsilon}{2}$.
E) Verdadeira. Se P e Q queimarem, R fica sem caminho e apaga.
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Eletricidade — Eletrostática — Potencial de esfera
O gráfico abaixo representa o potencial elétrico em função da distância ao centro de uma esfera condutora carregada com carga Q e raio r = 4,0 cm no vácuo. Qual o potencial elétrico no interior da esfera e qual o potencial a uma distância de 12,0 cm da superfície dessa esfera, respectivamente?
A)200 V e 50 V
B)200 V e 67 V
C)0 V e 50 V
D)0 V e 67 V
E)50 V e 67 V
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A
Resolução
1. Interior do condutor. No equilíbrio eletrostático o potencial é constante e igual ao da superfície:
$$V_{int}=200\text{ V}$$
2. Fora da esfera. A $12{,}0\text{ cm}$ da superfície, a distância ao centro é $4+12=16\text{ cm}$, e $V\propto1/d$:
$$V=200\cdot\dfrac{4}{16}=50\text{ V}$$
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Eletromagnetismo — Força magnética — Direção da velocidade
Sobre os fenômenos magnéticos, assinale a alternativa INCORRETA.
A)É possível detectar a presença de campo magnético em regiões próximas ao cérebro de um ser humano.
B)Uma corrente elétrica contínua é uma fonte de campo magnético.
C)Dois fios paralelos são atraídos quando são percorridos por correntes elétricas de mesmo sentido.
D)Uma espira atravessada por uma corrente elétrica pode sofrer ação de um torque (momento de uma força) na presença de um campo magnético.
E)Um elétron em movimento, imerso numa região de campo magnético, sempre estará sujeito a uma força magnética.
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E
Resolução
1. Pedida. A alternativa incorreta.
A, B, C, D) Verdadeiras. Há campo magnético no cérebro (biomagnetismo), correntes contínuas geram campo, fios paralelos com correntes de mesmo sentido se atraem, e uma espira com corrente sofre torque em um campo.
E) Incorreta. A força magnética é:
$$F=|q|\,v\,B\sin\theta$$
Para um elétron movendo-se paralelo ou antiparalelo ao campo, $\sin\theta=0$ e a força é nula. A palavra "sempre" torna a afirmação falsa.
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Eletromagnetismo — Indução eletromagnética — Lei de faraday
Considere uma espira de área A e resistência R. Sabe-se que um campo de indução magnético, perpendicular ao plano da espira, induz uma corrente i. Qual o módulo da variação do campo magnético em uma variação de tempo ∆t?
A)iRΔtA
B)iR/(AΔt)
C)i/(RΔtA)
D)iRΔt/A
E)iA/(RΔt)
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D
Resolução
1. Faraday. Campo uniforme e perpendicular à espira:
$$|\varepsilon|=\dfrac{A\,|\Delta B|}{\Delta t}$$
2. Ohm.
$$|\varepsilon|=R\,i$$
3. Variação do campo.
$$|\Delta B|=\dfrac{R\,i\,\Delta t}{A}$$
A corrente é a média no intervalo (ou constante, para variação uniforme).
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Ondas — Fenômenos ondulatórios — Fase na reflexão
Sobre óptica física, analise os itens abaixo: I. Se a luz incidente na interface entre meios com diferentes índices de refração vem do meio com o menor índice de refração, a reflexão ocorre com uma mudança de fase de π rad ou meio comprimento de onda. II. Se a luz incidente na interface entre meios com diferentes índices de refração vem do meio com maior índice de refração, a reflexão ocorre sem mudança de fase. III. Se a luz incidente na interface entre meios com diferentes índices de refração vem do meio com o menor índice de refração, a reflexão ocorre sem mudança de fase. IV. Se a luz incidente na interface entre meios com diferentes índices de refração vem do meio com maior índice de refração, a reflexão ocorre com uma mudança de fase de π/2 rad ou um quarto de comprimento de onda. V. O interferômetro é um dispositivo que pode ser usado para medir comprimentos ou variações de comprimento com grande precisão, por meio de franjas de interferência. VI. Figuras de interferência só podem ser observadas se as ondas que passam entre as fendas forem totalmente coerentes; caso contrário, não é possível verificar o efeito de interferência. Estão CORRETOS
A)I, II, III, IV, V e VI.
B)I, II, V e VI.
C)III, IV e VI.
D)II, IV e V.
E)I, II, III e IV.
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B
Resolução
1. Reflexão e fase. Reflexão do meio de menor índice para o de maior índice inverte a fase em $\pi$ rad. No sentido oposto, não há inversão.
I) Verdadeira.
II) Verdadeira.
III) Falsa. Há mudança de fase de $\pi$ rad.
IV) Falsa. Não há mudança de fase (e o valor $\pi/2$ não corresponde ao fenômeno).
V) Verdadeira. Descreve o interferômetro.
VI) Verdadeira para o gabarito, que entende a coerência como necessária para franjas estáveis. A expressão "totalmente coerentes" é mais restritiva que o necessário, pois coerência parcial dá franjas de menor contraste.
Corretas: I, II, V e VI.
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Física moderna — OSCILADOR QUÂNTICO — NÚMERO QUÂNTICO
Um corpo de 400 g, ligado a uma mola de constante elástica de 4,0 N/m, está oscilando com uma amplitude de 10 cm. Tratando esse sistema como um oscilador quântico, assinale a alternativa que se aproxima do número quântico que descreve as oscilações. Informações: π = 3,14; √10 = 3,16; h = 6,626 × 10⁻³⁴ m²·kg/s.
Física moderna — Relatividade — Momento e campo magnético
Uma partícula de carga q se desloca na presença de um campo magnético uniforme B, com o módulo da velocidade v = 0,8c, onde c é a velocidade da luz no vácuo. Sendo m0 sua massa de repouso, o raio de sua trajetória será
