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CESUMAR 2006 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Centro Universitário de Maringá

Grupo III · Física · aplicação em 27/11/2005

Q26
Óptica e Astronomia — Fases da Lua — Lua crescente e minguante

A Lua foi sempre o astro de maior interesse dos poetas, em virtude de sua fácil visibilidade e por ser o que se encontra mais próximo à Terra. Por estas razões, não seria possível que não figurasse em “Os Lusíadas”, obra de Camões:

“Mas já o Planeta que no céu primeiro/Habita, cinco vezes apressada,/ Agora meio rosto, agora inteiro,/Mostrara, enquanto o mar cortava a armada,/Quando da etérea gávea um marinheiro/Pronto coa vista. ‘Terra! Terra!’ brada:/Salta no bordo alvoraçada a gente/C’os olhos no Horizonte do Oriente.” (Lus., v, 24).

No início desta estrofe, o poeta está se referindo claramente às fases da lua. Quando ele cita – “Agora a meio rosto, agora inteiro” – isso se refere ao fato de que:

A)podemos ver somente metade da lua iluminada e esta fase será minguante se a parcela iluminada que avistarmos estiver aumentando.
B)podemos ver somente metade da lua iluminada e esta fase será minguante se a parcela iluminada que avistarmos estiver diminuindo.
C)podemos ver somente metade da lua iluminada e esta fase será crescente se a parcela iluminada que avistarmos estiver diminuindo.
D)podemos ver somente metade da lua iluminada e esta fase é denominada de lua nova.
E)podemos ver somente metade da lua iluminada e esta fase é denominada de lua cheia.

Gabarito oficial — CESUMAR 2006

B
Resolução

Quando vemos aproximadamente metade do disco lunar iluminado, a fase pode ser quarto crescente ou quarto minguante.

Se a fração iluminada observada está diminuindo, trata-se de fase minguante. Portanto, a alternativa correta é B.

Q27
Mecânica — Estática — Tração em cabos de ponte

A foto mostra a ponte de Erasmo, em Roterdã. A seguir é mostrado um esquema lateral da mesma ponte. Cada cabo representado tem como função sustentar um segmento da pista de rodagem. Construções deste tipo recebem o nome de ponte pênsil.

Sabendo que $P_1=P_2=P_3=P$ e que $P\sec\theta_1=P\sec\theta_2=P\sec\theta_3$, podemos afirmar que:

Ponte de Erasmo em Roterdã
Esquema dos cabos da ponte com pesos e ângulos
A)$T_1=T_2=T_3$.
B)$T_1>T_2>T_3$.
C)$T_1\lt T_2\lt T_3$.
D)$T_2\lt T_1\lt T_3$.
E)$T_1\lt T_3\lt T_2$.

Gabarito oficial — CESUMAR 2006

A
Resolução

Como $\theta$ é medido em relação à vertical, o equilíbrio vertical de cada segmento dá $T\cos\theta=P$, ou seja, $T=P\sec\theta$.

O enunciado informa que $P\sec\theta_1=P\sec\theta_2=P\sec\theta_3$. Portanto, $T_1=T_2=T_3$.

Q28
Mecânica — Gravitação — Leis de Kepler aplicadas às luas de Saturno

“Leis de trânsito para os planetas”. Assim podem ser definidas as leis de Johannes Kepler (1571-1630) que publicou suas três leis sobre o movimento dos planetas. A ilustração mostra Saturno sendo orbitado por suas luas. Analise as afirmativas sobre o movimento dessas luas ao redor do planeta:

Saturno e suas luas
  1. A velocidade de translação das luas é constante, uma vez que as órbitas têm formato circular, em conformidade com as leis de Kepler, com centro em Saturno.
  2. Quanto maior for o raio médio da órbita, maior será o período de translação da lua de Saturno.
  3. As leis de Kepler podem ser aplicadas a qualquer planeta, desde que este pertença ao nosso sistema solar.
  4. A velocidade de translação será máxima quando as luas estiverem em seu perigeu.
A)somente as afirmativas I, II e III estão corretas.
B)somente as afirmativas I, II estão corretas.
C)somente as afirmativas I e III estão corretas.
D)somente as afirmativas II e IV estão corretas.
E)todas as afirmativas estão corretas.

Gabarito oficial — CESUMAR 2006

D
Resolução

I é falsa: as órbitas reais são elípticas e a velocidade orbital não é constante ao longo de uma órbita elíptica.

II é verdadeira: pela terceira lei de Kepler, órbitas maiores têm períodos maiores.

III é falsa: as leis de Kepler não são exclusivas do Sistema Solar; valem para sistemas gravitacionais equivalentes.

IV é verdadeira: a velocidade é maior no ponto de maior proximidade do corpo central.

Logo, II e IV estão corretas.

Q29
Termologia — Convecção — Ciclones e circulação de massas de ar

Furacão, tornado, ciclone, tufão são diferentes nomes para o mesmo fenômeno: redemoinhos de vento que giram em torno de um centro de baixa pressão. Sua origem se dá quando uma corrente de ar frio choca-se com uma corrente de ar quente. O infograma que segue ilustra essa situação. Embora seja uma ciência relativamente jovem, os estudos indicam que o movimento circular se dá graças ao movimento de rotação da terra, uma vez que os redemoinhos ocorrem no sentido horário, no hemisfério sul e anti-horário, no hemisfério norte. Analise as proposições sobre o movimento massas de ar:

Esquema de circulação de ar em um ciclone
  1. Em regiões hipotéticas onde não houvesse gravidade, tal fenômeno não poderia ocorrer, uma vez que não haveria correntes de convecção para alimentar tal formação.
  2. A intensidade da aceleração gravitacional não influi na formação desses fenômenos, uma vez que eles ocorrem exclusivamente devido à baixa pressão na região de ocorrência.
  3. O movimento circular da massa de ar pode ser classificado como um movimento inercial, uma vez que ele se mantém por si próprio.
  4. A ocorrência de chuva juntamente com o ciclone pode ocorrer devido à condensação dos vapores contidos na massa de ar quente quando entra em contato com a massa de ar frio.
A)somente as afirmativas I, II e III estão corretas.
B)somente as afirmativas I, II estão corretas.
C)somente as afirmativas I e IV estão corretas.
D)somente as afirmativas II e IV estão corretas.
E)todas as afirmativas estão corretas.

Gabarito oficial — CESUMAR 2006

C
Resolução

I é considerada verdadeira no modelo do item: a convecção depende da ação da gravidade sobre diferenças de densidade.

II é falsa: a gravidade participa da convecção e da estrutura hidrostática da atmosfera.

III é falsa: movimento circular exige aceleração centrípeta, portanto não é inercial.

IV é verdadeira: resfriamento de ar úmido favorece condensação e precipitação.

Corretas: I e IV.

Q30
Eletricidade — Circuitos elétricos — Reostato e controle de potência

Aumentar o volume do aparelho de som, regular a intensidade luminosa do abajur de seu quarto são tarefas possíveis com a ajuda de resistores variáveis, reostatos ou potenciômetros. A figura ilustra um circuito simples capaz de efetuar tais tarefas.

No circuito, o conector C pode deslizar sobre a pista resistiva AB mantendo o contato elétrico. Sobre esse circuito, é correto afirmar que:

Circuito com pilha, reostato e lâmpada
A)quando o conector estiver posicionado próximo ao extremo A, a luminosidade da luz será máxima.
B)variando-se a posição do conector na pista resistiva, a ddp nos terminais da pilha sofrerá variação.
C)variando-se a posição do conector C na pista resistiva, somente a ddp nos terminais da lâmpada sofrerá variação, mantendo-se constante a intensidade de corrente elétrica que circula por ela.
D)variando-se a posição do conector C na pista resistiva, somente a intensidade de corrente elétrica que circula por ela sofrerá variação, mantendo-se constante a ddp nos terminais da lâmpada.
E)quando o conector estiver posicionado próximo ao extremo B, a luminosidade da luz será máxima.

Gabarito oficial — CESUMAR 2006

A
Resolução

O trecho efetivamente inserido em série é o segmento entre A e C.

Com C próximo de A, a resistência do reostato é mínima, a corrente do circuito é máxima e a lâmpada brilha mais.

A tensão da pilha ideal não varia; ao deslocar C, variam corrente e tensão sobre a lâmpada. Logo, A.

Q31
Termologia — Termodinâmica — Ciclo de refrigeração e condensação

A figura que segue mostra um esquema de funcionamento de um ar condicionado. Suponha que o gás contido nas tubulações seja ideal e considere o funcionamento do compressor e tubulações ideais. Sobre o funcionamento do refrigerador de ar, é correto afirmar que:

Esquema de funcionamento de um ar condicionado
A)logo após o gás passar pela válvula evaporadora e entrar no radiador de baixa pressão, o gás sofre um processo de expansão isobárica.
B)logo após o gás passar pela válvula evaporadora e entrar no radiador de baixa pressão, o gás sofre um processo de expansão isotérmica.
C)o ar contido no ambiente refrigerado sofre uma redução em sua umidade devido à condensação quando este passa pelo radiador de baixa pressão.
D)o ar quente eliminado no radiador de alta pressão sofre uma redução em sua umidade devido à condensação ocorrida nele.
E)a água que escorre do radiador de baixa pressão se dá devido ao processo de expansão isotérmica sofrido pelo gás.

Gabarito oficial — CESUMAR 2006

C
Resolução

O evaporador de baixa pressão fica frio. Quando o ar do ambiente passa por essa serpentina, parte do vapor de água pode condensar, reduzindo a umidade do ar.

As alternativas A e B atribuem ao fluido refrigerante transformações simples que não descrevem adequadamente a passagem pela válvula; D troca o lado em que ocorre a condensação da umidade do ar; E confunde a água condensada do ar com a expansão do refrigerante.

Alternativa C.

Q32
Mecânica — Impulso e pressão — Air bag e colisões

Os dispositivos de segurança têm se tornado cada vez mais comuns em veículos automotores. Os air bags são uma espécie de almofadas, instaladas no centro do volante e porta-luvas do carro, que inflam por detonação quando o carro bate. O esquema que segue mostra o funcionamento deste dispositivo. O processo de inflamento da bolsa leva, aproximadamente, $50\ \text{ms}$ (todo o processo representado no esquema leva $150\ \text{ms}$). Analise as proposições sobre o fenômeno:

Etapas iniciais de acionamento do air bag
Absorção do impacto e retorno após acionamento do air bag
  1. Se o veículo estiver trafegando com uma velocidade de $126\ \text{km/h}$, se a bolsa for disparada acidentalmente, a distância percorrida até o inflamento da bolsa será de $1{,}75\ \text{m}$ se considerarmos que a velocidade do carro se mantém constante.
  2. O fato de a bolsa se inflar faz com que a desaceleração sofrida pelo motorista sofra uma redução em sua intensidade.
  3. O funcionamento da bolsa se baseia na redução da pressão sofrida no impacto com o painel, sobre o corpo do motorista, uma vez que a área de impacto com o corpo aumenta.
  4. O funcionamento dos air bags e da cama de faquir (camas de pregos) se baseiam nas mesmas leis da física.
A)somente as afirmativas I, III e IV estão corretas.
B)somente as afirmativas I e II estão corretas.
C)somente as afirmativas I e IV estão corretas.
D)somente as afirmativas II e IV estão corretas.
E)todas as afirmativas estão corretas.

Gabarito oficial — CESUMAR 2006

A

Auditoria: Gabarito oficial A; auditoria independente identifica conflito na afirmativa II.

Resolução

I é correta: $126\ \text{km/h}=35\ \text{m/s}$ e, em $0{,}050\ \text{s}$, o carro percorre $1{,}75\ \text{m}$.

II também é fisicamente defensável: ao aumentar o tempo de parada do ocupante, o air bag reduz a força média e a desaceleração média associada ao impacto.

III expressa outro efeito real: uma área de contato maior reduz a pressão local sobre o corpo.

IV é conceitualmente relacionada à distribuição da força por uma área maior.

O gabarito oficial marca A, excluindo II. A auditoria TEF considera o item defeituoso porque a afirmativa II é compatível com a física do air bag.

Auditoria: Gabarito oficial A; auditoria independente identifica conflito na afirmativa II.

Q33
Mecânica — Atrito — Transferência de carga na frenagem

A figura que segue representa a deformação sofrida pelos pneus de um carro no instante em que este sofre uma desaceleração (frenagem). Como se pode ver na figura, a área de contato dos pneus dianteiros com o solo aumenta enquanto a área de contato dos pneus traseiros diminui devido à inclinação sofrida pelo carro durante a frenagem. Sobre a força de atrito entre os pneus e o solo, é correto afirmar que:

Carro freando com deformação e áreas de contato dos pneus
A)a força de atrito entre os pneus dianteiros e o solo sofre um acréscimo devido ao aumento da área de contato.
B)devido à inclinação sofrida pelo carro durante a frenagem, a distribuição de peso será maior nos pneus dianteiros que nos traseiros; sendo assim, o coeficiente de atrito será maior nos pneus dianteiros que nos traseiros.
C)devido à inclinação sofrida pelo carro durante a frenagem, a distribuição de peso será maior nos pneus dianteiros que nos traseiros; sendo assim, a força de atrito será maior nos pneus dianteiros uma vez que a componente normal também será maior nestes pneus.
D)a força de atrito será igual nos pneus traseiros e dianteiros uma vez que a inclinação não tem ligação com a distribuição de peso nos pneus.
E)não haverá diferença na força de atrito uma vez que o coeficiente de atrito é o mesmo coeficiente em todas as rodas.

Gabarito oficial — CESUMAR 2006

C
Resolução

Na frenagem ocorre transferência de carga para o eixo dianteiro: a força normal nas rodas dianteiras aumenta e a das traseiras diminui.

O coeficiente de atrito é propriedade do contato e não aumenta por causa da inclinação. No modelo de Coulomb, o limite do atrito é proporcional à normal, não à área aparente de contato.

Assim, a alternativa C descreve corretamente a maior força de atrito disponível nas rodas dianteiras.

Q34
Magnetismo — Indução eletromagnética — Fluxo magnético e lei de Lenz

A figura que segue representa um ímã juntamente com suas linhas de força. As espiras I e II estão em repouso nas posições indicadas e os pontos A, B, C, D, E, F, G e H têm coordenadas que podem ser tomadas no plano cartesiano com origem em O representado na figura. Se as espiras I e II forem movidas de suas posições iniciais para outra posição, poderá haver o surgimento de uma corrente elétrica induzida no interior do fio que as constitui. Analise as assertivas que seguem:

Ímã, linhas de campo, duas espiras e posições A a H
  1. Se a espira I for movida de sua posição inicial para a posição A e a espira II for movida de sua posição inicial para a posição G em um mesmo intervalo de tempo será induzida uma corrente elétrica com mesma intensidade e com mesmo sentido nas duas espiras.
  2. Se a espira I for movida de sua posição inicial para a posição A e a espira II for movida de sua posição inicial para a posição E em um mesmo intervalo de tempo, será induzida uma corrente elétrica com mesma intensidade e com mesmo sentido nas duas espiras.
  3. Se a espira I for movida da posição B para a posição D e a espira II for movida da posição H para a posição F em um mesmo intervalo de tempo será induzida uma corrente elétrica com mesma intensidade e com sentido constante durante todo o movimento nas duas espiras.
  4. Se a espira I for movida de sua posição inicial para a posição C e a espira II for movida de sua posição inicial para a posição E em um mesmo intervalo de tempo será induzida uma corrente elétrica com mesma intensidade e com mesmo sentido nas duas espiras.
A)somente a I e a IV estão corretas.
B)somente a I e a II estão corretas.
C)somente a II e a IV estão corretas.
D)somente a III e a IV estão corretas.
E)somente a I, II e a III estão corretas.

Gabarito oficial — CESUMAR 2006

A
Resolução

A fem induzida depende da variação do fluxo magnético por unidade de tempo. A figura é simétrica em relação ao centro do ímã.

Nos movimentos simétricos para fora (I) e para dentro (IV), as duas espiras sofrem variações de fluxo de mesmo módulo e, considerando a orientação representada, correntes de mesmo sentido.

Em II, uma espira se afasta enquanto a outra se aproxima: a variação de fluxo tem sinais opostos.

Em III, o deslocamento vertical atravessa regiões em que o fluxo não varia monotonicamente; o sentido não permanece necessariamente constante durante todo o trajeto.

Corretas: I e IV.

Q35
Ondulatória — Acústica — Onda sonora longitudinal

A figura que segue representa o movimento das partículas de ar, representadas por homenzinhos, nas proximidades de um diapasão em vibração. As letras A, B, C, D e E estão ao lado do diapasão e representam o estágio da vibração em que tal diapasão se encontra. Observe que o movimento dos homenzinhos é constituído de um vai-e-vem de forma que estes não se afastam muito de sua posição inicial representada pelas posições ocupadas por eles ao lado do estágio A. O movimento dos homenzinhos evidencia:

Representação do movimento longitudinal das partículas de ar junto a um diapasão
A)a natureza mecânica das ondas representadas.
B)a natureza magnética das ondas representadas.
C)a natureza vibratória, neste caso longitudinal, das ondas representadas.
D)a natureza vibratória, neste caso transversal, das ondas representadas.
E)a dimensionalidade, neste caso bidimensional, das ondas representadas.

Gabarito oficial — CESUMAR 2006

C
Resolução

No som no ar, as partículas oscilam para frente e para trás na mesma direção em que a perturbação se propaga.

Esse comportamento caracteriza uma onda longitudinal. Alternativa C.

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