Prova 60 questões objetivas de Conhecimentos Gerais (5 alternativas) — Prova 1, 29/10/2017; gabarito oficial da UEL
Física Questões 1, 12, 14, 25, 48 e 54
Q1
Óptica — Refração e lentes — Ovo em copo com água
Analise a figura 1.
A observação da figura 1 permite constatar que a parte do ovo submersa aparenta ser maior que aquela que está fora d’água. Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, os princípios físicos que explicam o efeito da ampliação mencionada.
A)O copo com água se comporta como uma lente divergente, e os raios refletidos do ovo passam de um meio menos refringente (água) para um mais refringente (ar).
B)O copo com água se comporta como uma lente convergente, e os raios refletidos do ovo passam de um meio mais refringente (água) para um menos refringente (ar).
C)O copo com água se comporta como uma lente divergente, e a imagem formada é real, invertida e ampliada.
D)O copo com água se comporta como uma lente convergente, e a imagem formada é real, direita e ampliada.
E)O copo com água se comporta como uma lente convergente, e a imagem formada é virtual, invertida e ampliada.
Gabarito
B
Resolução
O copo cilíndrico cheio de água funciona como uma lente convergente, mais espessa no centro. Os raios que partem do ovo atravessam a água ($n\approx1{,}33$) e emergem no ar ($n=1$), isto é, passam de um meio mais refringente para um menos refringente, e se desviam como numa lente convergente.
O ovo está entre o foco e a lente, e a lente convergente fornece nesse caso uma imagem virtual, direita e ampliada. Isso descarta as afirmações de lente divergente (que só dá imagem menor) e as que falam em imagem real ou invertida.
Q12
Dinâmica — Atrito e Leis de Newton — Atrito estático em rampa
Com base na figura 3 e nos conhecimentos sobre o atrito e as Leis de Newton, assinale a alternativa correta.
A)A força de atrito aparece sempre no sentido direto à tendência de movimento.
B)No final da caminhada, a pessoa na frente fica parada sem escorregar, pois $F_{at,máx}=\mu_e\,mg\,\mathrm{sen}\,\theta$ e, portanto, $\mu_e=\mathrm{tg}^{-1}\theta$.
C)Se quem está atrás puxasse quem está na frente, a força de atrito estaria no mesmo sentido do “puxão”.
D)A força de atrito é proporcional à força normal e independe da área de contato.
E)$F_{at,máx}=\mu_e\,mg\,\mathrm{sen}\,\theta$.
Gabarito
D
Resolução
O atrito se opõe à tendência de movimento relativo, e não a favorece, o que elimina as afirmações em que ele aparece no mesmo sentido da tendência ou do “puxão”.
Na rampa, a normal vale $N=mg\cos\theta$ e o atrito estático máximo é $F_{at,máx}=\mu_e N=\mu_e\,mg\cos\theta$, e não com $\mathrm{sen}\,\theta$. A condição de a pessoa ficar parada é $mg\,\mathrm{sen}\,\theta=\mu_e\,mg\cos\theta$, ou seja, $\mu_e=\mathrm{tg}\,\theta$ (e não $\mathrm{tg}^{-1}\theta$).
Resta a propriedade geral do atrito: $F_{at}=\mu N$, proporcional à normal e independente da área de contato.
Q14
Hidrostática — Empuxo — Corpo que flutua em equilíbrio
Na figura, é possível observar um aparelho de TV, que se comporta como um corpo maciço que supostamente flutua em equilíbrio sobre a lama. Nessas condições, é correto afirmar que a TV flutua porque
A)a massa específica da TV é maior que a da lama.
B)o volume de lama deslocado ($V_l$) é igual ao volume total da TV ($V_{tv}$).
C)o módulo do seu peso ($P$) é igual ao módulo do empuxo ($E$) exercido pela lama.
D)a densidade da TV é maior que a da lama.
E)o módulo do empuxo é maior que o do peso.
Gabarito
C
Resolução
Um corpo que flutua em equilíbrio tem aceleração nula, e a resultante vertical é zero: o empuxo equilibra o peso, $E=P$.
Como só parte da TV está submersa, o volume de lama deslocado é menor que o volume total, e isso mostra que a densidade da TV é menor que a da lama. Se o empuxo fosse maior que o peso, a TV subiria, e não ficaria em equilíbrio.
Q25
Impulso e Quantidade de Movimento — Colisão inelástica — Pêndulo balístico
Um projétil de massa $m$ e velocidade $v_0$ atinge um bloco de massa $M$, ficando alojado nele, e o conjunto sobe até uma altura máxima $h$, conforme a figura. Desprezando a resistência do ar, a altura $h$ é dada por
Na colisão (perfeitamente inelástica) a quantidade de movimento se conserva: $m\,v_0=(m+M)\,v$, e portanto $v=\dfrac{m\,v_0}{m+M}$.
Depois, a energia mecânica do conjunto se conserva: $\dfrac{(m+M)v^2}{2}=(m+M)\,g\,h$, de onde $h=\dfrac{v^2}{2g}=\dfrac{1}{2g}\left(\dfrac{m\,v_0}{m+M}\right)^{2}$.
Q48
Cinemática — Movimento circular — Engrenagens acopladas
A figura 5 representa três engrenagens, A, B e C, cujos dentes têm todos o mesmo tamanho. A engrenagem A tem 200 dentes e gira a 40 rpm no sentido anti-horário; a B tem 20 dentes e a C tem 100 dentes. Assinale a alternativa correta.
A)A engrenagem C gira a 800 rpm no sentido anti-horário.
B)A engrenagem B gira a 40 rpm no sentido horário.
C)A engrenagem B gira a 800 rpm no sentido anti-horário.
D)A engrenagem C gira a 80 rpm no sentido anti-horário.
E)A engrenagem C gira a 8 rpm no sentido horário.
Gabarito
D
Resolução
Engrenagens engrenadas têm dentes passando à mesma taxa: $N_A f_A=N_B f_B=N_C f_C$. Engrenagens em contato giram em sentidos opostos.
Com A: $200\cdot40=8000$ dentes/min. Para B: $f_B=\dfrac{8000}{20}=400$ rpm, no sentido horário (oposto a A). Para C, engrenada com B: $f_C=\dfrac{8000}{100}=80$ rpm, no sentido anti-horário (oposto a B).
Q54
Física Nuclear — Radioatividade — Datação por carbono 14
Com base nos conceitos de Física Moderna e radioatividade do carbono 14 ($^{14}$C), considere as afirmativas a seguir.
I. Para medir a idade de uma pintura rupestre como a da figura 6, é necessário saber que o tempo de meia-vida do $^{14}$C é de 1273 anos. II. Quando qualquer organismo morre, a quantidade de $^{14}$C começa a aumentar. III. O $^{14}$C é formado, naturalmente, via raios cósmicos, quando esses interagem com núcleos de nitrogênio dispersos na atmosfera. IV. A técnica do $^{14}$C para datação de cadáveres antigos só se aplica a amostras que tenham, no máximo, 70 mil anos.
Assinale a alternativa correta.
A)Somente as afirmativas I e II são corretas.
B)Somente as afirmativas I e IV são corretas.
C)Somente as afirmativas III e IV são corretas.
D)Somente as afirmativas I, II e III são corretas.
E)Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.
Gabarito
C
Resolução
I é falsa: a meia-vida do $^{14}$C é de cerca de 5730 anos, e não 1273. II é falsa: ao morrer, o organismo deixa de absorver carbono novo, e a quantidade de $^{14}$C só diminui por decaimento.
III é verdadeira: os raios cósmicos geram nêutrons que, ao atingir o nitrogênio da atmosfera, produzem $^{14}$C. IV é verdadeira: após muitas meias-vidas resta muito pouco $^{14}$C, e a técnica serve para amostras de até algumas dezenas de milhares de anos.
