UEL 2007 · CE — Questões de Física comentadas — Método TEF

Um bloco com massa $m$ inicia seu movimento sobre um trilho no ponto A com velocidade $v_0$, como mostra a figura abaixo. Suponha que:
I. O bloco permaneça no trilho.
II. O atrito entre o bloco e o trilho seja desprezível.
III. Toda a massa do bloco esteja concentrada no seu centro de massa.
IV. No ponto D o bloco sofra a ação de uma desaceleração constante ($a$).
V. O bloco pare no ponto E.

Assinale a alternativa que indica o valor da desaceleração ($a$) a que o bloco fica submetido a partir do ponto D:

Uma esfera de massa $m$ desliza, com atrito desprezível, ao longo de um trilho em laço, conforme a figura abaixo. A esfera parte do repouso no ponto $y=4R$ acima do nível da parte mais baixa do trilho. Assinale a alternativa que mostra os valores corretos para a velocidade da esfera ($v_x$) e da força normal ($f_n$) exercida sobre a esfera, no ponto $x$ (ponto mais alto da trajetória circular):

Uma funcionária de um supermercado, com massa corpórea de 60 kg, utiliza patins para se movimentar no interior da loja. Imagine que ela se desloque de um ponto a outro, sob a ação de uma força $F$ constante, durante um intervalo de tempo de 2,0 s, com uma aceleração constante de $3{,}0\ \mathrm{m/s^2}$. Assinale a alternativa que indica os valores do impulso ($I$) produzido por esta força $F$ e a energia cinética ($E_c$) adquirida pela pessoa. (Despreze a ação do atrito e considere toda a massa corpórea concentrada no centro de massa dessa pessoa.)

Um professor deseja demonstrar o “Princípio de Bernoulli” para o movimento de fluidos. Para isto ele pendura duas bolas de pingue-pongue iguais à mesma altura, em dois fios idênticos, inextensíveis e independentes. As bolas, inicialmente, estão ligeiramente afastadas entre si com uma distância da ordem do diâmetro das bolas em questão. Uma vez montado o arranjo experimental, o professor chama um aluno e pede que ele assopre, com força, na região entre as bolas. Assinale a alternativa que indica o que irá acontecer:

A figura mostra uma carga negativa de valor $q$ e massa $m$, que foi introduzida com velocidade $v$, perpendicularmente a um campo magnético uniforme $B$. Suponha que $B$ esteja entrando na página e que o vetor representativo de $v$ esteja inteiramente contido na página. A carga se move com velocidade constante em uma órbita circular de raio $R$. Assinale a alternativa que indica o valor de $R$ em função do momento linear da partícula $\rho$ (módulo de $p$), da carga $q$ e do campo magnético $B$ (módulo de $B$):

Um professor, pretendendo demonstrar a existência de forças eletromagnéticas entre dois condutores, faz a seguinte montagem experimental na sala de aula. Sendo: $E_1$, $E_2$ as baterias; $K_1$, $K_2$ as chaves do circuito; $L$ o comprimento do fio; $d$ a separação entre os fios; $I_1$, $I_2$ as correntes.

Nessa montagem, os fios rígidos, desenhados em linha cheia, devem ficar suspensos livremente. Quando acionamos as chaves, as correntes vão passar em cada circuito, de modo que interagem magneticamente um com o outro, alterando a distância $d$ entre os fios. Considerando que são dados os valores da permeabilidade magnética $\mu=4\pi\times10^{-7}\ \mathrm{N/A^2}$, as correntes $I_1=I_2=1{,}0\ \mathrm{A}$ e as dimensões geométricas da montagem: $L=1{,}0\ \mathrm{m}$ e $d=0{,}1\ \mathrm{m}$, assinale a alternativa que indica o valor correto para a intensidade da resultante das forças de interação entre os dois fios, bem como se as forças são atrativas ou repulsivas:

Um fio, de peso desprezível e inextensível, está sustentando um bloco homogêneo de massa $m$ e densidade $\rho$. O bloco encontra-se totalmente submerso em um recipiente com líquido de densidade $\rho'$, dentro de um elevador que está subindo com aceleração constante $a$. Assinale a alternativa que indica o valor correto para a tensão resultante no fio que sustenta o bloco:

Três recipientes, de mesma área de base e mesmo nível de água, estão sobre uma mesa. A respeito das pressões hidrostáticas no fundo dos recipientes $P_a$, $P_b$ e $P_c$ e de suas correspondentes pressões $P_1$, $P_2$ e $P_3$ exercidas sobre a mesa, podemos afirmar que:

Um dos princípios de Arquimedes diz que: Todo corpo mergulhado num fluido sofre, por parte do fluido, uma força vertical para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo. Considere uma piscina com água, sendo a densidade da água $1\ \mathrm{g/cm^3}$. Nesta piscina são colocados cinco objetos impermeáveis e de forma regular, cada um deles com volume e massa distintos, conforme especificado nas alternativas abaixo. Assinale a alternativa que indica qual, dentre estes objetos, flutuará na superfície da piscina:

Uma pessoa, ao iniciar o preparo do almoço, percebeu que só tinha disponível uma embalagem com 500 g de bifes de carne congelada, ambos a $18\,{}^\circ\mathrm{C}$ negativos. Ela resolveu descongelar a carne expondo a embalagem ao Sol. Admitindo que neste dia e horário a intensidade da radiação solar que incide sobre a embalagem seja de 25 calorias por segundo ($25\ \mathrm{cal/s}$), assinale a alternativa que indica o tempo necessário para que a embalagem e seu conteúdo tenham suas temperaturas de $18\,{}^\circ\mathrm{C}$ negativos elevadas para $15\,{}^\circ\mathrm{C}$ positivos. (Considere que toda a energia incidente na embalagem e no seu conteúdo seja transformada em calor e que o calor específico do conjunto seja de $0{,}91\ \mathrm{cal/g\,{}^\circ C}$.)

Uma pessoa adulta, fazendo uma caminhada em ritmo acelerado durante 30 minutos, dissipa uma quantidade de energia equivalente a de uma lâmpada de 400 W. As quantidades de quilocalorias e de massa de gordura consumidas na atividade serão, respectivamente:

(Considere o valor energético de massa de gordura sendo de $9{,}0\ \mathrm{kcal/g}$ e $1{,}0\ \mathrm{cal}=4{,}0\ \mathrm{J}$.)

Uma seringa hipodérmica comum, com 10 mL de ar, tem seu bico tapado com o dedo por uma das mãos de um estudante. Com a outra mão, e fazendo bastante força, o estudante comprime o ar até o êmbolo alcançar 1,5 mL e observa que o vapor de água, misturado ao ar, condensa-se no interior da seringa, formando uma suave neblina. Querendo avaliar a pressão exercida sobre o gás para haver a mudança de estado, o estudante se lembra das aulas de Física e considera o gás como sendo ideal e $P_0$ a pressão atmosférica local, aproximando a transformação realizada por ele a uma transformação isotérmica até começar a condensação.

Baseado neste experimento, o estudante fez um cálculo obtendo o valor de acréscimo de pressão necessário à mudança de estado do vapor de água. Assinale a alternativa que indica o valor correto obtido:

Quando ligamos o interruptor e acendemos uma lâmpada numa sala, a iluminação proveniente dela é medida em termos do fluxo luminoso, medido em lumens (lm). Antigamente, quando uma mãe mandava um filho comprar uma lâmpada, ela especificava dizendo que trouxesse uma de 60 velas. Atualmente, se olharmos a especificação de uma lâmpada incandescente, veremos que está escrito, por exemplo, 127 V, 100 W e não está especificada a iluminação, nem em lumens (lm) nem em velas (cd). Já nas lâmpadas fluorescentes a especificação é mais completa: 127 V, 20 W, 1256 lm. Considerando que a intensidade luminosa de uma vela é igual a uma candela (cd) e que a iluminação de uma superfície varia com o inverso do quadrado da distância da fonte à superfície iluminada, então a definição de fluxo luminoso de 1 lúmen, emitido por uma vela (1 cd), é igual à quantidade de luz que passa por segundo através de uma superfície de $1{,}0\ \mathrm{m^2}$, distante 1,0 m da fonte. Partindo da definição da unidade do fluxo luminoso, calcule quantos lumens irradia uma vela de cera e a quantas velas equivale a iluminação da lâmpada fluorescente acima especificada, bem como a quantos Watts (W) equivale a lâmpada que a mãe mandou buscar:

Dada uma figura com traços pretos radiais, podemos afirmar que as pessoas, que não conseguem ver todos os traços com a mesma tonalidade e nitidez em todas as direções, são portadoras do seguinte defeito de visão humana:

Imagine uma cozinha que possui uma tomada elétrica apenas para um forno elétrico (127 V, 2540 W). A tomada elétrica em questão está ligada a um disjuntor independente em conduíte, utilizando fio 6 AWG. O proprietário quer uma nova tomada para um segundo forno elétrico (127 V, 2540 W) e pretende aproveitar a ligação já existente. Ele contrata um eletricista para fazer o serviço. O eletricista vai ter que fazer uma emenda no fio e, sabedor que tais emendas são potencialmente regiões de perigo de incêndio, antes de começar a fazer o serviço pergunta ao proprietário se, naquela tomada a ser instalada, será ligado apenas o novo forno elétrico. O proprietário pensa e responde que os dois fornos não serão ligados simultaneamente, mas que eventualmente poderá ligar na nova tomada um “grill” (127 V, 3175 W), simultaneamente com um dos fornos elétricos. Com estas informações, o eletricista precisa tomar a decisão de como fazer a emenda para a nova tomada com a fiação em conduíte. Com base na Tabela Técnica a seguir, nos dados do enunciado e no conhecimento sobre o assunto, assinale a alternativa correta:

Fonte: powerstream.com/wire_size (acesso em 21 nov. 2006).

Um pai, interessado no consumo de energia elétrica do computador de sua casa, não conseguiu obter esse valor direto do equipamento, que não trazia tais indicações. Contudo, após o computador ter sido instalado na casa, a conta de energia elétrica veio discriminada com um consumo de 80 kWh acima do consumo faturado das leituras anteriores, cujos valores eram constantes. Sabendo que o computador fica ligado, em média, 10 horas por dia e considerando que a leitura da energia se deu em um intervalo de 30 dias, assinale a alternativa correspondente ao valor da potência elétrica do computador:

Dados cinco resistores ôhmicos, sendo quatro resistores $R_1=3\ \Omega$ e um resistor $R_2=6\ \Omega$, e três baterias ideais, sendo $\varepsilon_1=6{,}0\ \mathrm{V}$ e $\varepsilon_2=\varepsilon_3=12{,}0\ \mathrm{V}$. Considerando que esses elementos fossem arranjados conforme o circuito da figura a seguir, assinale a alternativa que indica o valor correto para a diferença de potencial entre os pontos $a$ e $b$ [$V_{ab}$ ou $(V_a-V_b)$]:

Desde o final do século XIX, sabe-se que existem radiações corpusculares e eletromagnéticas produzidas pelas instabilidades nos núcleos atômicos dos elementos químicos. Dada uma fonte radioativa blindada, que emite radiações somente por um pequeno orifício identificadas pelos detectores D, como mostrado na figura abaixo, pode-se afirmar que:

O fósforo 32 desintegra para enxofre 32 do seguinte modo: $^{32}_{15}\mathrm{P}\to{}^{32}_{16}\mathrm{S}+e^-+\bar\nu$.

Sabendo que $\bar\nu$ é um antineutrino, partícula com massa desprezível, os valores de energia cinética ($E_{ce}$) e de velocidade máxima ($V_e$) com as quais esse elétron pode ser emitido serão, respectivamente:
Dados: energia de repouso do elétron $E_0=0{,}51\ \mathrm{MeV}$; unidade de massa atômica $1\,\mathrm{u}=931{,}50\ \mathrm{MeV}$; massa do fósforo 32 = $31{,}97391\ \mathrm{u}$; massa de enxofre 32 = $31{,}97207\ \mathrm{u}$.

Atualmente, sabe-se que as partículas que compõem a matéria formadora do Universo podem ter comportamentos de natureza tanto corpuscular como ondulatória. O fato de não observarmos diretamente a natureza ondulatória em objetos materiais macroscópicos, como em uma bola de bilhar de aproximadamente 50 g, possuindo velocidade igual a $5{,}0\ \mathrm{m/s}$, deve-se:

(Dados: $h=6{,}63\cdot10^{-34}\ \mathrm{J\cdot s}=4{,}14\cdot10^{-15}\ \mathrm{eV\cdot s}$.)