Edição: FEMPAR 2006.2 · MedicinaFísica: 9 a 12Fonte: Prova de 06/08/2006 para ingresso no segundo semestre, sob o nome histórico FEPAR. Caderno oficial do Núcleo de Concursos da UFPR, com respostas assinaladas por asteriscos. Essas marcações foram separadas dos enunciados e conferidas nas resoluções; não foi recuperado gabarito definitivo separado. As questões 9 e 10 contêm imprecisões comentadas nas resoluções.
Q9
Momento linear e vetores do movimento
Considere as seguintes afirmativas:
1. Se a colisão entre duas partículas for perfeitamente elástica, o momento linear é conservado. 2. A energia cinética de uma partícula nem sempre é positiva. 3. No movimento circular uniforme, o vetor velocidade de uma partícula é sempre constante. 4. No movimento parabólico de uma partícula, a componente vertical é acelerada.
Assinale a alternativa correta.
A)Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras.
B)Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
C)Somente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras.
D)Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
E)Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
Resposta incorporada ao caderno oficial UFPR, conferida na resolução TEF.
C
Resolução
A afirmativa 1 usa a hipótese usual de sistema isolado durante o choque. Nesse caso, o momento total se conserva; a elasticidade acrescenta a conservação da energia cinética.
\[\vec p_i=\vec p_f\]
Na afirmativa 2, a energia cinética clássica nunca é negativa.
\[E_c=\frac12mv^2\geq0\]
A marcação do caderno considera a afirmativa falsa no sentido de que a energia não assume valores negativos. Há uma imprecisão: em repouso ela vale zero e, portanto, não é estritamente positiva. Essa ressalva deve acompanhar a leitura do item.
A afirmativa 3 é falsa: no movimento circular uniforme, a direção da velocidade varia, embora seu módulo permaneça constante.
A afirmativa 4 é verdadeira no lançamento ideal sem resistência do ar.
\[a_y=-g\]
Assim, a combinação adotada no caderno reúne as afirmativas 1 e 4.
Alternativa correta: C.
Q10
Trabalho do peso e do atrito na subida
Em um laboratório de física, realiza-se a seguinte experiência: um estudante arremessa um cubo de madeira de 2,0 kg de massa ao longo de um plano inclinado, que faz 30º com a direção horizontal. Se o cubo for arremessado com uma energia cinética inicial de 80 J e o coeficiente de atrito cinético entre o plano inclinado e o cubo for igual a 0,4, assinale a alternativa que fornece a estimativa correta para a distância percorrida pelo cubo ao longo do plano.
A)Entre 0,5 e 2,0 m.
B)Entre 4,5 e 4,9 m.
C)Entre 6,5 e 8,0 m.
D)Entre 3,6 e 4,4 m.
E)Maior que 10 m.
Resposta incorporada ao caderno oficial UFPR, conferida na resolução TEF.
B
Resolução
Considerando o arremesso para cima da rampa, o peso tangencial e o atrito retiram energia cinética. A normal é:
\[N=mg\cos30^\circ\]
Até a parada:
\[E_{c0}=mgd\sin30^\circ+\mu mgd\cos30^\circ\]
Adotando g = 10 m/s², valor usual para a estimativa pedida:
Com g = 9,8 m/s², obtém-se aproximadamente 4,82 m, dentro do mesmo intervalo. O enunciado não explicita o sentido do arremesso; a faixa assinalada corresponde à subida.
Alternativa correta: B.
Q11
Potência de um aquecedor resistivo
Um aparelho elétrico usado para aquecer água possui uma potência de 1000 W. Se esse aparelho for ligado a uma tomada de 120 V, a resistência na bobina de aquecimento será igual a:
A)14,4 Ω.
B)0,12 Ω.
C)144 Ω.
D)36 Ω.
E)3,6 Ω.
Resposta incorporada ao caderno oficial UFPR, conferida na resolução TEF.
A
Resolução
Para a bobina resistiva:
\[P=\frac{U^2}{R}\]
Isolando a resistência:
\[R=\frac{U^2}{P}\]
\[R=\frac{120^2}{1000}\]
\[R=14{,}4\,\Omega\]
Como conferência, a corrente é aproximadamente 8,33 A, coerente com a potência de 1.000 W.
Alternativa correta: A.
Q12
Lei de Coulomb e força eletrostática
A unidade de carga elétrica no Sistema Internacional de medidas é o coulomb (C), em homenagem ao britânico Charles Augustus Coulomb pelas suas contribuições ao estudo da eletricidade. A maior contribuição de Coulomb para o estudo da eletricidade foi a descoberta do(a):
A)indução elétrica.
B)força eletrostática.
C)campo elétrico.
D)relação entre corrente e resistência.
E)capacitância elétrica.
Resposta incorporada ao caderno oficial UFPR, conferida na resolução TEF.
B
Resolução
Coulomb estabeleceu experimentalmente a lei da força eletrostática entre cargas. Para cargas puntiformes:
\[F=k\frac{\lvert q_1q_2\rvert}{r^2}\]
A força é atrativa para cargas de sinais opostos e repulsiva para cargas de mesmo sinal.
Correção histórica do enunciado: Charles-Augustin de Coulomb era francês. A nacionalidade incorreta não modifica a identificação da lei solicitada.