Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

UEL 2004 · CG — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade Estadual de Londrina

Física · 1ª fase (Conhecimentos Gerais, objetiva) · novembro de 2003 · Respostas e resoluções comentadas.

Q22
Mecânica — Dinâmica — Rotação: Metal rolando encosta abaixo

“[...] de cada recosto de montanha o metal rolou na cascalhada”. Sobre esse movimento, é correto afirmar:

A)O metal rolou de cada recosto de montanha com velocidade linear constante e velocidade angular nula.
B)O rolamento do metal encosta abaixo foi um movimento de queda livre, uma vez que durante todo o percurso atuou unicamente a força peso.
C)O metal rolou de cada recosto de montanha em movimento circular acelerado, pois o torque das forças atuantes durante o movimento foi diferente de zero.
D)O metal rolou encosta abaixo, com velocidade linear constante, pois a força de atrito com a montanha teve a mesma intensidade e direção da força gravitacional atuante no metal.
E)O metal rolou na cascalhada, nos diferentes recostos, com aceleração constante independente da inclinação da montanha.

Gabarito

C
Resolução

Um corpo que rola encosta abaixo gira em torno de seu centro de massa e acelera. O atrito estático no ponto de contato exerce um torque em relação ao centro de massa, que é diferente de zero e produz aceleração angular: a rotação acelera.

Não é queda livre, pois atuam também a normal e o atrito (B); a velocidade escalar aumenta (A e D); e a aceleração depende da inclinação, $a\propto\operatorname{sen}\theta$ (E). Alternativa C.

Q41
Termologia — Termodinâmica — Ciclo Diesel: Diagrama P × V

Um motor Diesel opera da seguinte forma: o ar é introduzido no cilindro e comprimido adiabaticamente (sem trocas de calor) até atingir uma temperatura em que uma mistura do óleo diesel, injetado no final desse período, e o ar possam queimar sem necessitar de ignição. Essa combustão provoca uma lenta expansão a pressão constante, que é seguida de outra expansão adiabática, ao fim da qual realiza-se a descarga dos gases resultantes da combustão, completando o ciclo. O ciclo idealizado ar-Diesel é o seguinte: partindo do ponto A, o ar é comprimido adiabaticamente até atingir B, aquecido a pressão constante até C, expandido adiabaticamente até D e resfriado a volume constante até A.

Qual dos diagramas P-V (pressão-volume) representa o ciclo do motor Diesel?

Cinco diagramas P × V (a a e) com um ciclo A→B→C→D→A: em (a) e (e) a passagem B→C é uma subida de pressão; em (b) o trecho C–D é horizontal; em (c) e (d) o trecho B–C é horizontal, mas só em (d) o trecho D–A é vertical (volume constante).
A)Diagrama a)
B)Diagrama b)
C)Diagrama c)
D)Diagrama d)
E)Diagrama e)

Gabarito

D
Resolução

Etapas do ciclo: A→B é compressão adiabática (volume diminui, pressão aumenta, curva inclinada); B→C é aquecimento a pressão constante (trecho horizontal, com aumento de volume); C→D é expansão adiabática (curva descendente); D→A é resfriamento a volume constante (trecho vertical, com queda de pressão).

Só o diagrama d) tem um trecho horizontal em B→C e um trecho vertical em D→A. Em a) e e) o trecho B→C é vertical (volume constante); em b) é C→D que é horizontal; e em c) D→A é uma curva. Alternativa D.

Q54
Mecânica — Gravitação — Inércia e momento angular: Rotação e translação da Terra

Um dos pilares da revolução científica ocorrida no século XVII foi a elaboração da lei da inércia. “Todo corpo persiste em seu estado de repouso, ou de movimento retilíneo uniforme, a menos que seja compelido a modificar esse estado pela ação de forças impressas a ele.” (Newton, apud Nussenzveig, Moisés H. Curso de Física Básica 1 — Mecânica. 3. ed. São Paulo: Edgard Blücher, 1996. p. 69.)

Considere os movimentos de rotação e de translação da Terra, os quais têm permanecido praticamente constantes nos últimos quatro bilhões de anos, e analise as seguintes afirmativas a partir da lei da inércia.

I. A interação gravitacional entre a Terra e o Sol é a responsável pela força centrípeta que desvia a Terra de sua trajetória retilínea prevista pela lei da inércia, fazendo com que ela persista no movimento de rotação em torno do Sol, levando à conservação do momento angular orbital.
II. A interação gravitacional entre as partículas constituintes da Terra é a responsável pela força centrífuga que desvia essas partículas de sua trajetória retilínea prevista pela lei da inércia, fazendo com que o planeta comporte-se como uma esfera rija e, assim, persista no movimento de rotação, levando à conservação do momento angular rotacional.
III. Uma das forças que desvia as partículas da Terra de sua trajetória retilínea natural, permitindo sua rotação diária e a consequente conservação do momento angular rotacional, é a força de coesão de suas partículas que origina sua rigidez.
IV. Tanto no caso do movimento de translação da Terra em torno do Sol, como no caso de rotação diária da Terra em torno do seu eixo, os efeitos da rigidez da Terra e a força gravitacional devem ser desprezados.

Estão corretas apenas as afirmativas:

A)I e II.
B)I e III.
C)III e IV.
D)I, II e IV.
E)II, III e IV.

Gabarito

B
Resolução

I) Correta: a gravidade Terra–Sol é a força centrípeta que curva a trajetória, e a força central conserva o momento angular orbital. II) Falsa: a “força centrífuga” não é uma força real (é efeito do referencial girante); quem mantém as partículas em trajetória circular é uma força centrípeta. III) Correta: as forças de coesão, que dão rigidez ao planeta, fornecem parte da força centrípeta necessária à rotação diária. IV) Falsa: a gravidade e a rigidez são justamente as forças que explicam os dois movimentos.

Portanto, I e III: alternativa B.

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