UEL 2001.2 · CE — Questões de Física comentadas — Método TEF

A Teoria da Relatividade Restrita, proposta por Albert Einstein (1879-1955) em 1905, é revolucionária porque mudou as idéias sobre o espaço e o tempo, mas em perfeito acordo com os resultados experimentais. Ela é aplicada, entretanto, somente a referenciais inerciais. Em 1915, Einstein propôs a Teoria Geral da Relatividade, válida não só para referenciais inerciais, mas também para referenciais não-inerciais.

Sobre os referenciais inerciais, considere as seguintes afirmativas:

1. São referenciais que se movem, uns em relação aos outros, com velocidade constante.
2. São referenciais que se movem, uns em relação aos outros, com velocidade variável.
3. Observadores em referenciais inerciais diferentes medem a mesma aceleração para o movimento de uma partícula.

Assinale a alternativa correta.

O efeito da colisão de um automóvel, que se movimenta com velocidade de 80 km/h, contra uma parede é equivalente ao efeito do impacto que ele teria com o chão, caso caísse de uma altura de aproximadamente vinte e cinco metros. Quais dos gráficos abaixo representam, respectivamente, o espaço percorrido pelo automóvel durante a queda e a variação da velocidade durante a colisão contra a parede, supondo a força de colisão constante?

Considere as seguintes afirmativas:

1. No movimento circular uniforme, os vetores velocidade e aceleração são perpendiculares entre si.
2. Objetos de mesma forma e dimensões, mas com massas diferentes, quando soltos de uma mesma altura, por estarem sob a influência da mesma aceleração gravitacional, chegam ao solo no mesmo instante.
3. Do ponto de vista microscópico, as forças responsáveis pelo atrito entre duas superfícies são as forças gravitacionais que atuam nas regiões em que as duas superfícies estão em contato.

Assinale a alternativa correta.

Um satélite artificial é colocado em órbita ao redor da Terra. Seja $R_T$ o raio da Terra (distância do nível do mar até o centro da Terra) e $P$ o peso do satélite artificial ao nível do mar, onde a aceleração da gravidade tem módulo $g$. Este satélite, ao se encontrar numa altura $h$ acima do nível do mar, estará sujeito a uma aceleração da gravidade $g'$. Determine a razão entre $g'$ e $g$.

Num dia sem vento, um pescador está em um lago, sobre um barco à deriva, sem remos. Ele deseja que a proa (parte frontal) do barco avance um pouco, de maneira que seu colega em terra firme possa alcançá-lo, conforme indica a figura.

Considere as afirmativas abaixo:

1. O pescador caminha para a popa (parte de trás) e o barco avança para o seu colega.
2. O pescador caminha para a proa e o barco avança para o seu colega.
3. O pescador fica parado no centro do barco movimentando seu corpo para frente e para trás e assim o barco avança em direção ao seu colega.

Assinale a alternativa correta.

Deseja-se que um corpo formado de madeira e aço fique flutuando em equilíbrio quando completamente imerso em água. Sabendo-se que as massas específicas da madeira, água e aço são, respectivamente, $0{,}25\ \mathrm{g/cm^3}$, $1\ \mathrm{g/cm^3}$ e $8\ \mathrm{g/cm^3}$, calcule a relação entre o volume de madeira $V_1$ e o volume de aço $V_2$ do corpo, de modo que ocorra o equilíbrio.

Considere uma arruela de metal com raio interno $r_0$ e raio externo $R_0$, em temperatura ambiente, tal como representado na figura abaixo. Quando aquecida a uma temperatura de $200\,{}^\circ\mathrm{C}$, verifica-se que:

Numa tarde quente de verão, um estudante resolveu fazer a seguinte experiência: como ele não tinha condicionador de ar, manteve as portas e as janelas abertas em seu ambiente de estudo e colocou sua geladeira, com a porta aberta, funcionando no meio da sala. O que se pode concluir sobre esta experiência do estudante? Assinale a alternativa correta.

Alguns fornos dos fogões de cozinha são revestidos de materiais esmaltados e escuros que têm a finalidade de:

1. Dissipar rapidamente o calor do forno, de maneira que este não se aqueça demais.
2. Preservar o calor e refletir as ondas eletromagnéticas na região do infravermelho, para que o forno atinja rapidamente e de maneira econômica a temperatura máxima.
3. Preservar o calor e refletir as ondas eletromagnéticas na região do ultravioleta, para que o forno atinja rapidamente e de maneira econômica a temperatura máxima.

Assinale a alternativa correta.

As crianças, muitas vezes, demonstram ter uma imaginação bastante fértil. Uma de suas fantasias preferidas é a de se imaginarem invisíveis e poderem assim bisbilhotar a vida dos outros sem serem incomodadas. Quanto a esse tipo de fantasia, examinada do ponto de vista das leis da Física, é plausível afirmar:

As câmaras fotográficas e os olhos geralmente operam na região distância-objeto grande e na distância-imagem pequena, praticamente fixada pela geometria da câmara e do olho humano. As câmaras mais simples existentes no mercado têm objetiva com distância focal fixa; já nas câmaras mais sofisticadas essa distância é variável. Das alternativas abaixo, qual a afirmação correta que se pode fazer na comparação entre uma câmara fotográfica e o olho humano?

Em um dia ensolarado, você observa a sombra de uma torre projetada no chão e resolve fazer uma estimativa da altura da mesma. Qual das alternativas apresentadas abaixo lista as grandezas necessárias para efetuar este cálculo?

A estrutura interna do átomo só foi explicada adequadamente com o advento da física moderna através da Mecânica Quântica. Uma descrição bastante simples do átomo foi proposta pelo físico dinamarquês Niels Bohr (1885-1962) em 1913. Segundo este modelo, os elétrons se movem em torno do núcleo, sob a ação da força de Coulomb, em órbitas circulares e estáveis. Utilizando os dados abaixo, calcule a velocidade linear aproximada do elétron no átomo de hidrogênio, que é formado de um elétron e um próton.

Dados:

• $r=5\times10^{-11}$ m é o raio da órbita.
• $m=9{,}1\times10^{-31}$ kg é a massa do elétron.
• $e=1{,}6\times10^{-19}$ C é a carga do elétron em módulo.
• $K=9\times10^{9}\ \mathrm{N\,m^2/C^2}$ é a constante de proporcionalidade.

Considere um objeto de plástico, como um pente, que sofreu atrito contra um tecido de flanela. Considere ainda que seja aproximado desse pente um ímã permanente, como aqueles utilizados em alto-falantes. O que se pode concluir sobre a interação eletromagnética entre o pente e o ímã?

Para variar a potência dissipada por aparelhos tais como chuveiros, aquecedores elétricos, lâmpadas incandescentes, são projetados resistores com diferentes resistências elétricas. Em um projeto, um fio condutor de comprimento $\ell$ e de diâmetro da seção transversal $D$ teve reduzidos à metade tanto o seu diâmetro quanto o seu comprimento (conforme está representado na figura). O que acontecerá com a resistência $R'$ do novo fio, quando comparada à resistência $R$ do fio original?

Não há registro concreto de quando o ímã foi utilizado pela primeira vez na navegação. Há referências de que por volta do ano 1150 era obrigatória, para os viajantes chineses, em suas viagens tanto terrestres como marítimas, a utilização de uma caixa contendo uma agulha, uma pedra de magnetita (ímã) e uma linha. Pode-se considerar este simples aparato como sendo o embrião das atuais bússolas, que são úteis à navegação pois orientam-se na direção norte-sul terrestre. Em relação ao campo magnético terrestre, é correto afirmar:

Em garagens que ficam no subsolo de prédios, percebe-se que o rádio de carro funciona com pouca, ou nenhuma, qualidade. Qual a razão disso?

As questões 38 e 39 referem-se aos dados de uma matéria publicada na Folha de São Paulo do dia 22 de abril de 2001, página B4, reproduzidos a seguir.

“Em média, as grandes usinas geradoras brasileiras precisam de 2180 litros de água para gerar 1 MW. A usina hidrelétrica de Três Marias tem 396 MW de potência instalada. Para gerar 1 MW ela precisa que 2325 litros passem por suas turbinas. Quando 920 mil litros passam pelas suas turbinas, ela gera 396 MW, que é sua potência instalada. Qualquer quantidade superior de água não gerará mais energia, pois o máximo que a hidrelétrica pode produzir é 396 MW.”

A água que desce da represa para a usina é usada com o objetivo de acionar as turbinas dos geradores de eletricidade. Na usina de Três Marias, quando 920 mil litros de água chegam na entrada das turbinas, é correto afirmar:

Como se explica a geração de eletricidade em uma usina hidrelétrica?

O instrumento destinado a medir a intensidade de corrente elétrica é chamado de amperímetro. Para medir a intensidade da corrente que passa por um fio é preciso primeiro cortá-lo, para depois, então, conectar o amperímetro no circuito, de modo que a corrente atravesse o instrumento de medida. Com esta informação, conclui-se que é essencial que a resistência do amperímetro seja: