Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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UFPI PSIU · Específica 2004 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade Federal do Piauí

PSIU · Específica · Física · questões 21–30

Q21
Mecânica — Natação e correnteza

Uma pessoa em dificuldades no meio de um rio foi socorrida por amigos que lhe jogaram quatro bóias que coincidentemente ficaram igualmente distanciadas dele, como mostra a figura abaixo. Analise as afirmativas e assinale V (verdadeira) ou F (falsa).

Figura da questão 21 — Natação e correnteza
1. O tempo que a pessoa levará nadando para a bóia 1 é diferente do que levará nadando para a bóia 3.
2. O tempo que a pessoa levará nadando para a bóia 1 é igual ao tempo que levará nadando para a bóia 2.
3. O tempo que a pessoa levará nadando para a bóia 2 é diferente do que levará nadando para a bóia 4.
4. O tempo que a pessoa levará nadando é o mesmo qualquer que seja a bóia.

Sequência da revisão

F – V – F – V
Resolução comentada

No referencial da água, as boias permanecem em repouso e as quatro trajetórias têm o mesmo comprimento. A correnteza transporta juntos nadador e boias; não altera o tempo relativo entre eles. As afirmações segunda e quarta, de tempos iguais, são verdadeiras.

Sequência correta: F – V – F – V

Q22
Mecânica — Colisão com a traseira de um caminhão

Um garoto lança, com velocidade de módulo 2v, uma bola de tênis contra a parte traseira de um caminhão que anda com velocidade de módulo v. A bola toca o caminhão perpendicularmente à sua traseira, e tem velocidade inicial no mesmo sentido da velocidade do caminhão, conforme fi- gura abaixo

Considere o choque perfeitamente elástico e a massa da bola muito menor que a do caminhão. Analise as afirmativas e classifique-as como V (verdadeira) ou F (falsa).

Figura da questão 22 — Colisão com a traseira de um caminhão
1. A bola, após tocar o caminhão, retorna com velocidade 2v na direção perpendicular à su- perfície da traseira do caminhão.
2. A bola, após tocar o caminhão, retorna com velocidade v na direção perpendicular à su- perfície da traseira do caminhão.
3. A bola, após tocar o caminhão, retorna com velocidade v/2 na direção perpendicular à su- perfície da traseira do caminhão.
4. A bola toca o caminhão e cai perpendicularmente ao chão.

Sequência da revisão

F – F – F – V
Resolução comentada

No referencial do caminhão, a bola chega com velocidade v. No choque elástico com um caminhão de massa muito maior, essa velocidade se inverte:

\[v'_{b/c}=-v\]

Ao voltar ao referencial do solo:

\[v'_b=-v+v=0\]

Sem velocidade horizontal, a bola cai verticalmente. Apenas a quarta afirmação é verdadeira.

Sequência correta: F – F – F – V

Q23
Mecânica — Equilíbrio e movimento circular

Analise as afirmativas abaixo e assinale-as com V (verdadeira) ou F (falsa).

1. Se dois corpos são abandonados juntos, em queda livre (sem resistência do ar), o mais pesado é o que primeiro chega ao chão.
2. A força que mantém um corpo em movimento circular uniforme é denominada “força centrífuga”.
3. Um corpo em movimento retilíneo e uniforme sobre uma superfície horizontal, sem atri- to, tem a resultante das forças externas, que agem sobre ele, nula.
4. Um corpo que tenha apenas movimento de rotação, com velocidade constante, está em equilíbrio.

Sequência da revisão

F – F – V – V
Resolução comentada

No modelo de queda sem ar, a aceleração não depende da massa. No movimento circular uniforme, a resultante é centrípeta, dirigida para o centro. No movimento retilíneo uniforme, a força resultante é nula. A última afirmação usa equilíbrio de rotação, entendido como torque resultante nulo e velocidade angular constante; isso não torna nula a aceleração dos pontos do corpo. Nessa interpretação, as duas últimas são verdadeiras.

Sequência correta: F – F – V – V

Q24
Ondulatória — Ondas estacionárias e transporte de energia

Sobre ondas estacionárias, assinale V (verdadeiro) ou F (falso).

1. As ondas estacionárias se originam da superposição de ondas de mesma freqüência que se propagam com a mesma velocidade mas em sentido contrário.
2. A freqüência da onda estacionária resultante é a mesma das ondas componentes.
3. A amplitude da onda estacionária resultante varia com a posição x do ponto considerado.
4. Ondas estacionárias em uma linha de transmissão configuram um fenômeno desejável para que seja transmitida toda a energia da fonte ao receptor.

Sequência da revisão

V – V – V – F
Resolução comentada

Duas ondas iguais propagando-se em sentidos opostos podem produzir:

\[y=2A\sin(kx)\cos(\omega t)\]

A frequência temporal se mantém; a amplitude depende da posição, com nós e ventres. No padrão estacionário ideal não há transporte líquido de energia ao longo do meio. As três primeiras afirmações são verdadeiras.

Sequência correta: V – V – V – F

Q25
Termologia — Gráficos de uma transformação isobárica

Analise as afirmativas abaixo e assinale-as com V (verdadeira) ou com F (falsa).

1. Para um gás perfeito, representando o valor de V (volume) no eixo das abscissas e de P (pressão) no eixo das ordenadas, obtém-se, no caso de um aquecimento isobárico, uma reta paralela ao eixo de abscissas.
2. Para um gás perfeito, representando o valor de V (volume) no eixo das abscissas e de P (pressão) no eixo das ordenadas, obtém-se, no caso de um aquecimento isobárico, uma reta paralela ao eixo de ordenadas.
3. Para um gás perfeito, representando os valores de T (temperatura) no eixo das abscissas e de P (pressão) no eixo das ordenadas, obtém-se no caso de uma transformação isobárica uma reta paralela ao eixo de abscissas.
4. Para um gás perfeito, representando os valores de T (temperatura) no eixo das abscissas e de P (pressão) no eixo das ordenadas, obtém-se, no caso de uma transformação isobárica, uma reta paralela ao eixo de ordenadas.

Sequência da revisão

V – F – V – F
Resolução comentada

Em uma transformação isobárica, a pressão permanece constante. Com P no eixo vertical, tanto o gráfico em função de V quanto o gráfico em função de T é horizontal. Retas verticais não representam a variação proposta. São verdadeiras a primeira e a terceira afirmações.

Sequência correta: V – F – V – F

Q26
Termologia — Temperatura e energia interna

Analise as afirmativas seguintes e classifique-as como V (verdadeira) ou F (falsa).

1. A energia térmica contida em 400 g de água pura a 30 $^{o}$C é menor do que aquela contida em 100 g de água pura a 100 $^{o}$C, sob a mesma pressão.
2. A temperatura de um gás é uma indicação do estado de agitação de suas moléculas.
3. Numa transformação isotérmica em que ocorre mudança de estado não há variação da energia interna do sistema.
4. Quando comprimidos adiabaticamente, os gases se aquecem.

Sequência da revisão

F – V – F – V
Resolução comentada

Temperatura isoladamente não compara a energia interna de massas diferentes de água; o modelo calorimétrico usual também não sustenta a primeira afirmação. No gás ideal, temperatura mede a energia cinética média translacional. Uma mudança de fase isotérmica pode alterar a energia interna. Na compressão adiabática de um gás ideal, o trabalho recebido eleva sua energia interna e temperatura:

\[Q=0\] \[\Delta U=-W>0\]

A segunda e a quarta afirmações são verdadeiras.

Sequência correta: F – V – F – V

Q27
Óptica — Índice de refração e desvio

Considere um feixe de luz, inicialmente no ar, incidindo sobre pequenos blocos de diamante, vidro e gelo, e sobre uma porção de água. O índice de refração dos diversos meios por onde a luz passa é dado na tabela abaixo (ar: 1,003; gelo: 1,310; água: 1,333; vidro: 1,520; diamante: 2,417). Assinale as afirmativas com V (verdadeira) ou F (falsa).

1. A velocidade da luz no diamante é maior que no ar.
2. Quando a luz passa do ar para o gelo, ela se afasta mais da normal do que quando passa do ar para a água.
3. Quando a luz passa do ar para o vidro ela se afasta menos da normal do que quando passa do ar para o gelo.
4. A luz refrata-se igualmente ao passar do ar para o gelo ou do ar para a água.

Sequência da revisão

F – V – V – F
Resolução comentada

A velocidade é inversamente proporcional ao índice:

\[v=c/n\]

Para a mesma incidência, a lei de Snell determina menor ângulo refratado no meio de maior índice. Assim o ângulo no gelo é maior que na água e o ângulo no vidro é menor que no gelo. A expressão “afasta da normal” na fonte deve ser entendida comparativamente: ao entrar do ar nesses meios, o raio se aproxima da normal. A sequência pretendida é a segunda e a terceira verdadeiras.

Sequência correta: F – V – V – F

Q28
Eletricidade — Esferas condutoras e capacitância

Analise as afirmativas abaixo e assinale-as com V (verdadeira) ou com F (falsa).

Item com ressalva editorial. Consulte a resolução; ele não entra no seu desempenho.

1. Dois condutores esféricos, isolados, de raio R1 e R2, R1 < R2, recebem a mesma carga Q. O potencial em qualquer ponto da superfície da esfera de raio R1 é maior do que em um ponto qualquer da superfície da esfera R2.
2. Quando dois condutores elétricos, carregados, isolados da terra, são postos em contato e depois separados, as cargas elétricas de cada um deles se tornam diretamente proporcio- nais aos seus potenciais.
3. Capacitores são elementos de circuitos elétricos destinados a armazenar corrente elétrica.
4. Todos os pontos de um condutor em equilíbrio eletrostático têm o mesmo potencial.

Sequência da revisão

V – F – F – V
Resolução comentada

Para esferas isoladas com a mesma carga:

\[V=kQ/R\]

A esfera menor tem maior potencial. Depois do contato, o equilíbrio impõe potenciais iguais, não cargas proporcionais a esses potenciais entre esferas de raios diferentes:

\[Q_i=C_iV\]

A capacitância depende do raio. A afirmação de potencial como grandeza vetorial é falsa; a relação inversa entre capacitância e potencial para carga fixa é verdadeira. A análise física difere do gabarito da fonte na segunda afirmação, que está marcada como verdadeira.

Sequência correta: V – F – F – V

Q29
Eletromagnetismo — Campo magnético e movimento retilíneo

Assinale com V (verdadeira) ou com F (falsa) as afirmativas sobre campo magnético.

Item com ressalva editorial. Consulte a resolução; ele não entra no seu desempenho.

1. É uma grandeza vetorial.
2. Pode ser produzido por ímãs, ou por correntes elétricas.
3. Apresenta fluxo nulo em qualquer superfície fechada.
4. É nulo em uma região onde uma partícula carregada se move em linha reta.

Sequência da revisão

V – V – V – F
Resolução comentada

O campo magnético é vetorial, pode ser produzido por correntes e ímãs e tem fluxo líquido nulo em superfícies fechadas. Porém uma carga pode mover-se em linha reta em campo não nulo quando sua velocidade é paralela ao campo:

\[\vec F_B=q\vec v\times\vec B=0\]

A quarta afirmação é falsa. O gabarito da fonte marca as quatro como verdadeiras; a última não é sustentada pela lei da força magnética.

Sequência correta: V – V – V – F

Q30
Física Moderna — Radioatividade, fissão e fusão

Considerando os princípios básicos da física nuclear, assinale com V (verdadeira) ou com F (fal- sa) as afirmativas abaixo.

1. Quando um átomo emite uma partícula alfa, ele se transforma em outro cujo número de massa é diminuído de quatro unidades e cujo número atômico passa a ter duas unidades a menos.
2. A emissão de raios gama por um átomo implica em uma queda no seu número de massa por uma unidade.
3. Nêutrons gerados em uma reação de fissão levam a outras reações de fissões de outros átomos da substância, acarretando uma reação em cadeia que libera uma enorme quanti- dade de energia em um curto período de tempo. No entanto, para que isso ocorra é neces- sária uma quantidade mínima da substância, chamada usualmente de massa crítica.
4. A fusão nuclear é a união de dois núcleos leves formando um núcleo mais pesado, com liberação de energia. Este processo é responsável pela origem da energia do Sol.

Sequência da revisão

V – F – V – V
Resolução comentada

Na emissão alfa, o número de massa diminui quatro unidades e o atômico duas. A emissão gama não altera esses números. A massa crítica está ligada à sustentação de uma reação em cadeia de fissão. A energia solar provém de processos de fusão nuclear. A segunda afirmação é a única falsa.

Sequência correta: V – F – V – V

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