UP 2018 — Questões de Física comentadas — Método TEF
Universidade Positivo — Demais cursos
Vestibular UP 2018 (demais cursos) · 7 questões de Física com gabarito e resolução comentada.
Dados da prova
Universidade Positivo — Demais cursos
Vestibular UP 2018
Física: questões 34 a 40
Gabarito da prova objetiva
Q34
Óptica — Óptica da visão — Miopia, hipermetropia e lentes corretoras
Algumas pessoas que possuem uma deformação do globo ocular e uma acomodação defeituosa do cristalino não conseguem ver nitidamente os objetos, necessitando, por isso, de uma cirurgia de correção ou o uso de óculos com lentes adequadas. A miopia é caracterizada por um alongamento do globo ocular na direção do eixo óptico, ou de uma convergência excessiva. A hipermetropia é o oposto, ocorrendo o achatamento do globo ocular na direção do eixo. Nesse sentido, considere as seguintes figuras:
Com base nas informações acima e nos conceitos de óptica, assinale a alternativa correta.
AA figura A apresenta um caso de hipermetropia.
BA figura B apresenta um caso de miopia.
CÉ possível corrigir o problema apresentado na figura A com o uso de uma lente divergente.
DÉ possível corrigir o problema apresentado na figura B com o uso de uma lente bicôncava.
EÉ possível corrigir ambos os casos (A e B) por meio de uma lente convergente.
Gabarito — Vestibular UP 2018 (demais cursos) — Q34
C
Resolução
Na figura A os raios convergem antes de atingir a retina: é um caso de miopia, e a correção usa uma lente divergente, que afasta a imagem para a retina.
Na figura B os raios só convergiriam depois da retina: é um caso de hipermetropia, corrigida com lente convergente.
Assim, a correção do caso A com lente divergente é a única afirmação verdadeira. Lente bicôncava é divergente, o que invalida a alternativa d; e as lentes convergentes corrigem só o caso B.
Q35
Termologia — Mudanças de fase — Diagrama de aquecimento de estanho, chumbo e ferro
Num recipiente de ferro, foi colocada uma certa quantidade de estanho e de chumbo, cujas temperaturas de fusão são $1540\ ^\circ\mathrm{C}$, $232\ ^\circ\mathrm{C}$ e $327\ ^\circ\mathrm{C}$, respectivamente. O sistema estava a $20\ ^\circ\mathrm{C}$ quando teve início o aquecimento. O diagrama de mudança de fases, abaixo, mostra a evolução da temperatura de equilíbrio em função do tempo de aquecimento. Assuma que os metais não reagem entre si e que a fusão de um não afeta a temperatura de fusão dos outros, isto é, se comportam como se estivessem isolados.
Com bases nessas informações, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:
( ) A temperatura $T_a$ é igual a $232\ ^\circ\mathrm{C}$, já que é a temperatura de fusão do estanho.
( ) Na região entre os instantes $t_2$ e $t_3$, o chumbo está na fase líquida.
( ) Na temperatura $T_b$, entre os instantes $t_3$ e $t_4$, é possível encontrar estanho na fase líquida e chumbo na fase sólida.
( ) Se $T_c=500\ ^\circ\mathrm{C}$, na região entre os instantes $t_4$ e $t_5$, somente o ferro está na fase sólida.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.
AV – F – F – V.
BF – V – V – F.
CV – V – F – F.
DV – F – V – V.
EF – V – V – V.
Gabarito — Vestibular UP 2018 (demais cursos) — Q35
D
Resolução
Os patamares correspondem às fusões, em ordem crescente de temperatura: $T_a=232\ ^\circ\mathrm{C}$ (estanho) e $T_b=327\ ^\circ\mathrm{C}$ (chumbo). O ferro só funde a $1540\ ^\circ\mathrm{C}$.
1 (V). O primeiro patamar é a fusão do estanho, a $232\ ^\circ\mathrm{C}$.
2 (F). Entre $t_2$ e $t_3$ o sistema aquece de $232$ a $327\ ^\circ\mathrm{C}$; o chumbo ainda não fundiu e está sólido.
3 (V). No patamar de $327\ ^\circ\mathrm{C}$ o chumbo está fundindo, e há chumbo sólido e líquido; o estanho, já fundido, está líquido.
4 (V). Entre $t_4$ e $t_5$, até $500\ ^\circ\mathrm{C}$, estanho e chumbo estão líquidos, e só o ferro permanece sólido.
Sequência: V – F – V – V.
Q36
Ondas — Ondulatória — Energia das ondas oceânicas e usina de Pecém
Uma fonte de energia limpa vem do aproveitamento da energia das ondas oceânicas. A usina-teste de Pecem, no Ceará, utiliza tecnologia desenvolvida pelos pesquisadores da COPPE-RJ, que consiste de flutuadores que são movimentados para cima e para baixo pelas ondas do mar e estão acoplados a hastes que movimentam uma bomba de água que pressuriza a água numa câmara de alta pressão (hiperbárica). Esta, por sua vez, tem um bico de saída que permite que a água saia em alta velocidade, movimentando as turbinas de um gerador de eletricidade. Com relação a esse processo, considere as seguintes afirmativas:
1. Num dado intervalo de tempo, se a frequência e a velocidade das ondas que chegam aos flutuadores forem constantes, quanto maior a amplitude das ondas, potencialmente mais energia será gerada.
2. Num dado intervalo de tempo, se a amplitude e a velocidade das ondas que chegam aos flutuadores forem constantes, quanto maior o comprimento de onda, mais energia poderá ser gerada.
3. A energia cinética da água que sai em alta velocidade da câmara de alta pressão é convertida em energia elétrica pelo gerador de eletricidade através da lei de indução de Ampère.
4. A alta pressão na câmara hiperbárica equivale à altura de uma coluna de água nas usinas hidrelétricas.
Assinale a alternativa correta.
ASomente a afirmativa 1 é verdadeira.
BSomente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras.
CSomente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
DSomente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras.
EAs afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.
Gabarito — Vestibular UP 2018 (demais cursos) — Q36
B
Resolução
1 (verdadeira). A energia transportada por uma onda cresce com o quadrado da amplitude, então, com frequência e velocidade fixas, ondas maiores fornecem potencialmente mais energia.
2 (falsa). Com velocidade constante, $v=\lambda f$: aumentar o comprimento de onda reduz a frequência, e a energia entregue por unidade de tempo cai; maior comprimento de onda não significa mais energia.
3 (falsa). A conversão em energia elétrica no gerador é descrita pela lei de indução de Faraday, e não de Ampère.
4 (verdadeira). Pela lei de Stevin, a pressão num ponto de um líquido é proporcional à altura da coluna líquida acima dele, $p=\rho g h$; a câmara hiperbárica faz o papel da altura da coluna de água de uma hidrelétrica.
Só 1 e 4 são verdadeiras.
Q37
Mecânica — Dinâmica — Velocidade terminal de um paraquedista
Um paraquedista de massa $108\ \mathrm{kg}$ cai verticalmente. Quando o paraquedas abre, a resistência do ar gera uma força de arrasto (dada por $F_{ar}=0{,}5\,C\rho A v^2$) que faz com que o paraquedista reduza a velocidade até atingir a velocidade terminal e chegar ao solo verticalmente, com velocidade constante. Considere $g=10\ \mathrm{m/s^2}$, o coeficiente de arrasto $C=1$, a densidade do ar $\rho=1{,}2\ \mathrm{kg/m^3}$ e a área de seção transversal do paraquedas $A=50\ \mathrm{m^2}$. Com base somente nos dados acima, determine a velocidade terminal $v$ (em m/s) com que o paraquedista chega ao solo.
A$5$.
B$6$.
C$8$.
D$9$.
E$12$.
Gabarito — Vestibular UP 2018 (demais cursos) — Q37
B
Resolução
Na velocidade terminal a aceleração é nula, então o arrasto equilibra o peso:
Mecânica — Cinemática — Componente vertical da velocidade em um arremesso de peso
Um atleta de arremesso de peso coloca uma esfera de massa $7\ \mathrm{kg}$ entre o pescoço e o ombro e arremessa a esfera com um certo ângulo em relação à horizontal, tentando fazer com que a esfera atinja a maior distância possível. O atleta consegue um arremesso de $22{,}00\ \mathrm{m}$. Considere que a esfera estava a $1{,}7\ \mathrm{m}$ do chão quando foi lançada e que a velocidade horizontal da esfera no instante do lançamento foi de $11{,}0\ \mathrm{m/s}$. Despreze a resistência do ar e considere $g=10\ \mathrm{m/s^2}$.
Determine a componente vertical da velocidade $v_{0y}$ (em m/s) no instante do lançamento.
A$6{,}25$.
B$9{,}15$.
C$10{,}50$.
D$11{,}00$.
E$12{,}00$.
Gabarito — Vestibular UP 2018 (demais cursos) — Q38
B
Resolução
Na horizontal o movimento é uniforme: $t=\dfrac{22{,}0}{11{,}0}=2{,}0\ \mathrm{s}$.
Na vertical, com origem no chão e a esfera chegando a $y=0$ após $2{,}0\ \mathrm{s}$:
Mecânica — Gravitação — Velocidade de um satélite geoestacionário
O Brasil lançou, em 2017, o primeiro satélite de telecomunicações próprio, o Satélite Geoestacionário de Defesa e Comunicações Estratégicas (SGDC). Com $6$ toneladas, o SGDC é geoestacionário. Considere que o raio da terra é $6000\ \mathrm{km}$ e que o satélite foi colocado a uma altitude de $36000\ \mathrm{km}$, sobre um ponto acima da linha do Equador, numa órbita circular. Determine a velocidade tangencial do satélite nessa órbita (em km/h). Use $\pi=3$.
A$1200$.
B$8000$.
C$10500$.
D$21000$.
E$27000$.
Gabarito — Vestibular UP 2018 (demais cursos) — Q39
C
Resolução
Um satélite geoestacionário gira junto com a Terra, com período $T=24\ \mathrm{h}$. O raio da órbita é medido a partir do centro da Terra: $r=6000+36000=42000\ \mathrm{km}$.
Eletricidade — Capacitores — Energia armazenada a partir do gráfico Q × ddp
Um capacitor de placas paralelas armazena energia elétrica quando uma diferença de potencial (ddp) é aplicada entre as suas placas. O gráfico mostra o carregamento da carga $Q$ de um capacitor em função da ddp aplicada.
Qual é a energia armazenada no capacitor (em joules) quando houver uma ddp de $120\ \mathrm{V}$ entre as placas?
A$0{,}7$.
B$0{,}8$.
C$1{,}1$.
D$1{,}5$.
E$1{,}8$.
Gabarito — Vestibular UP 2018 (demais cursos) — Q40
E
Resolução
Pelo gráfico, para $V=120\ \mathrm{V}$ a carga é $Q=0{,}030\ \mathrm{C}$. A energia armazenada é a área sob a reta $Q\times V$:
