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
Mantida a geometria da torre, o momento do peso em relação à base é constante. O tirante horizontal fornece momento T h. Assim T h = constante e T 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
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C
O volume submerso é metade do volume dos três cilindros: V = 3 × π × (0,10)² × 3,0/2 = 0,1413 m³. Pelo princípio de Arquimedes, E = ρágua g V = 1000 × 9,8 × 0,1413 = 1384,74 N.
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MECÂNICA — HIDROSTÁTICA — VOLUME DESLOCADO
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.
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C
Interpretando o corte transversal de cada tubo em dois trechos de 1,5 m e mantendo metade do volume total submersa, o volume de água deslocado permanece igual. Portanto o empuxo é o mesmo. O enunciado depende dessas condições para a comparação.
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ELETRICIDADE — CIRCUITOS — 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.
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B
P e Q estão em paralelo, e esse conjunto está em série com R. Se Q queimar, permanece fechado o caminho pela fonte, R e P: P continua acesa. Portanto B é a afirmação incorreta. Se P queimar, a resistência total passa de 3r/2 a 2r: R perde brilho, enquanto a tensão em Q aumenta de ε/3 para ε/2.
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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
No interior do condutor em equilíbrio eletrostático, o potencial é constante e igual ao da superfície: 200 V. O segundo ponto fica a 4 + 12 = 16 cm do centro. Fora da esfera, V é inversamente proporcional à distância: V = 200 × 4/16 = 50 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
A força magnética tem módulo |q|vB senθ. Um elétron em movimento paralelo ou antiparalelo ao campo tem senθ = 0 e não sofre força magnética. Assim a palavra sempre torna E incorreta.
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ELETROMAGNETISMO — INDUÇÃO — 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
Para campo uniforme perpendicular à espira, |ε| = A|ΔB|/Δt. Pela lei de Ohm, |ε| = Ri. Logo |ΔB| = RiΔt/A, alternativa D. A corrente i é interpretada como média no intervalo, ou constante durante uma variação uniforme.
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ÓPTICA — INTERFERÊNCIA — 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
Na reflexão do meio de menor índice para o de maior índice ocorre inversão de fase de π; no sentido oposto, não há essa inversão. I e II são verdadeiras, III e IV são falsas. V descreve a interferometria. O gabarito considera VI verdadeira, entendendo que a coerência é necessária para franjas estáveis. A expressão totalmente coerentes é mais restritiva que o necessário: coerência parcial pode produzir franjas com menor contraste.
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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.
A)10³¹
B)10³⁴
C)3 × 10³¹
D)3 × 10³⁴
E)6 × 10³¹
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E
A energia clássica é E = kA²/2 = 4 × 0,10²/2 = 0,02 J. A frequência é f = √(k/m)/(2π) = 3,16/6,28 ≈ 0,503 Hz. Para o oscilador quântico, E = (n + 1/2)hf. Assim n ≈ 0,02/(6,626 × 10⁻³⁴ × 0,503) ≈ 6 × 10³¹. A correção de 1/2 é desprezível nessa escala.
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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
A)5m₀c/(2qB)
B)7m₀c/(2qB)
C)m₀c/(2qB)
D)4m₀c/(3qB)
E)10m₀c/(7qB)
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D
O fator relativístico é γ = 1/√(1 − 0,8²) = 5/3. Para movimento perpendicular ao campo, r = p/(|q|B) = γm₀v/(|q|B) = 4m₀c/(3|q|B). O gabarito usa q como módulo da carga. Caso haja movimento paralelo ao campo, o raio depende somente do momento perpendicular.
