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UFPI PSIU · 2ª série 2006 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade Federal do Piauí

PSIU · 2ª série · Física · questões 42–49

Q42
Termologia — Dilatação volumétrica comparada

A razão entre os volumes de duas esferas metálicas homogêneas e de mesmo material é 8, quando estão sujeitas à mesma temperatura. Aquecem-se as esferas no mesmo banho de óleo durante alguns minutos, para garantir a estabilização das temperaturas. Nestas condições, podemos afirmar, corretamente, que a razão entre as variações de volumes sofridas pelas esferas vale:

A)1
B)2
C)4
D)8
E)16

Resposta da revisão

D
Resolução comentada

No mesmo banho, as esferas alcançam a mesma variação de temperatura e têm o mesmo coeficiente:

\[\Delta V=\gamma V_0\Delta T\] \[\Delta V_1/\Delta V_2=V_1/V_2\] \[\Delta V_1/\Delta V_2=8\]
Q43
Termologia — Impacto e aquecimento

$^{}$43. Considere que gotas de água de chuva chegam ao solo com uma velocidade de 30m/s. Admita que toda a energia seja transformada em calor. Sobre essas condições, pode-se assegurar que a temperatura da gota d’água após o choque aumenta em aproximadamente:

Dados: 1cal = 4,18J, calor específico da água c = 1 cal/g.°C.

A)0,011°C
B)0,108°C
C)0,191°C
D)1,011°C
E)1,881°C

Resposta da revisão

B
Resolução comentada

A energia cinética vira calor na hipótese fornecida:

\[mc\Delta T=mv^2/2\]

Use c = 4180 J/(kg °C):

\[\Delta T=900/(2\times4180)\] \[\Delta T\approx0{,}108\ ^\circ\text{C}\]

A massa se cancela.

Q44
Termologia — Número de moléculas

Uma amostra de um gás ideal ocupa um volume $V$ a uma pressão $P$ e a uma temperatura absoluta $T$. Sabendo que a massa de cada molécula é $m$, indique a alternativa que contém a expressão que dá o número de moléculas na amostra.

A)$\dfrac{PV}{m}$
B)$\dfrac{k}{PVT}$
C)$\dfrac{m}{k}$
D)$\dfrac{kT}{V}$
E)$\dfrac{PV}{kT}$

Resposta da revisão

E
Resolução comentada

A equação microscópica do gás ideal é:

\[PV=NkT\] \[N=PV/(kT)\]

A massa de cada molécula não é necessária quando se pede o número de partículas a partir de P, V e T.

Q45
Termologia — Energia interna num ciclo

A variação da energia interna, U, de uma máquina de Carnot durante um ciclo é igual:

A)ao trabalho feito pelo sistema.
B)ao calor absorvido pelo sistema.
C)a zero.
D)ao calor eliminado pelo sistema.
E)ao trabalho feito sobre o sistema.

Resposta da revisão

C
Resolução comentada

Energia interna é função de estado. Ao completar o ciclo, o gás retorna ao estado inicial, portanto:

\[\Delta U_{ciclo}=0\]

Calor líquido e trabalho líquido podem ser não nulos e se compensam pela primeira lei.

Q46
Ondulatória — Máximos no MHS

$^{}$46. Uma partícula descreve um movimento harmônico simples com freqüência angular ω = π rad/s, de tal forma que sua velocidade máxima é de 3π m/s. Sua aceleração máxima e sua amplitude são, respectivamente:

A)π$^{2}$ m/s$^{2}$ ; 2m
B)2π$^{2}$ m/s$^{2}$; 4m
C)3π$^{2}$ m/s$^{2}$; 3m
D)4π$^{2}$ m/s$^{2}$; 2m
E)6π$^{2}$ m/s$^{2}$; 2m

Resposta da revisão

C
Resolução comentada

As relações entre amplitude, rapidez e aceleração máximas são:

\[v_{max}=\omega A\] \[A=3\pi/\pi\] \[A=3\ \text{m}\] \[a_{max}=\omega^2A\] \[a_{max}=3\pi^2\ \text{m/s}^2\]

Os dois máximos ocorrem em posições diferentes.

Q47
Ondulatória — Fundamental de tubo fechado

Considere a velocidade do som 336 m/s. Então, a freqüência de ressonância de um tubo fechado cujo comprimento é de 3 m, vale em hertz:

A)24
B)26
C)28
D)30
E)32

Resposta da revisão

C
Resolução comentada

Para um tubo com uma extremidade fechada e outra aberta, no modo fundamental:

\[\lambda=4L\] \[f=v/(4L)\] \[f=336/12\] \[f=28\ \text{Hz}\]

Interpreta-se a frequência pedida como a fundamental.

Q48
Óptica — Fabricante de lentes

Considere uma lente biconvexa delgada de raios iguais a 50 cm, índice de refração 1,5 e imersa no ar.

Um objeto de 25 cm de altura é colocado diante dela sobre seu eixo principal a 1 m de distância. A posi- ção, o tamanho e a natureza da imagem estão dados corretamente em:

A)0,5m, 2,5cm, virtual e invertida.
B)0,5m, 25cm, real e invertida.
C)1m, 25cm, real e invertida.
D)1m, 2,5cm, virtual e invertida.
E)2m, 50cm, virtual e invertida.

Resposta da revisão

C
Resolução comentada

Para a lente simétrica biconvexa no ar:

\[1/f=(1{,}5-1)(1/0{,}50+1/0{,}50)\] \[f=0{,}50\ \text{m}\]

O objeto está em 2f; a imagem também fica em 2f, a 1 m, com altura de módulo 25 cm. Ela é real e invertida.

Q49
Óptica — Imagens e dispersão

Analise as afirmativas sobre formação de imagens e percursos luminosos.

I. Imagens que se pode ver são sempre de natureza real.

II. Imagens reais são aquelas que se pode projetar sobre um anteparo.

III. Ao refratar-se do ar para a água, a luz violeta sofre refração mais acentuada do que a luz vermelha.

Considerando I, II e III, assinale a alternativa correta.

A)Apenas I é verdadeira.
B)Apenas II é verdadeira.
C)Apenas III é verdadeira.
D)I, II e III são verdadeiras.
E)Apenas II e III são verdadeiras.

Resposta da revisão

E
Resolução comentada

Imagens virtuais também podem ser vistas, embora não possam ser projetadas diretamente num anteparo. Imagens reais são projetáveis. Na passagem do ar para a água, a dispersão normal faz a luz violeta desviar mais que a vermelha. Assim, a primeira afirmação é falsa e as duas seguintes são verdadeiras.

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