Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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UEPG PSS 1 2018 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade Estadual de Ponta Grossa

Acesse as questões de Física do Processo Seletivo Seriado 1 de 2018.

Dados da prova

Nesta prova, cada questão apresenta alternativas identificadas por 01, 02, 04 e 08. O valor assinalado no cartão de respostas corresponde à soma das alternativas consideradas corretas.

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Mecânica — Trabalho e energia — Conceito de trabalho

Trabalho de uma força • Grandeza escalar • Joule

A máquina a vapor de James Watt substituiu a força humana, do vento e da água, e as fábricas passaram a ser projetadas para a produção em massa de produtos manufaturados – época conhecida como Revolução Industrial. Tal invenção de Watt estimulou o desenvolvimento de várias outras máquinas que realizavam o trabalho de maneira mais eficiente. Sobre o conceito físico de trabalho de uma força, assinale o que for correto.

01)
O trabalho é uma medida da quantidade de energia que uma força transfere a um determinado sistema.
02)
O trabalho realizado por uma força constante aplicada a um corpo é uma grandeza vetorial.
04)
No Sistema Internacional, o trabalho é medido em joule (J).
08)
Toda força, não nula, que age sobre um corpo durante um deslocamento, realiza trabalho, desde que ela não seja perpendicular ao deslocamento.

Alternativas corretas: 01 + 04 + 08. Somatório: 13.

Resolução

01) Verdadeira. O trabalho mede a energia transferida a um sistema por uma força.

02) Falsa. $\tau=\vec F\cdot\vec d=Fd\cos\theta$ é um produto escalar. O trabalho é grandeza escalar, não vetorial.

04) Verdadeira. No SI, $1\,\mathrm{J}=1\,\mathrm{N\cdot m}$.

08) Verdadeira. Como $\tau=Fd\cos\theta$, o trabalho só é nulo se $F=0$, $d=0$ ou $\theta=90^\circ$. Fora da perpendicularidade, a força realiza trabalho.

Somatório: 01 + 04 + 08 = 13.

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Mecânica — Cinemática — Conceitos fundamentais

Velocidade média • Aceleração escalar • Referencial

Sobre os conceitos físicos envolvidos na Cinemática, assinale o que for correto.

01)
Um jogador de futebol que desenvolve uma velocidade média de $8\,\mathrm{m/s}$ em 90 minutos de jogo, percorrerá uma distância de $720\,\mathrm{m}$.
02)
Quando um corpo qualquer se movimenta com velocidade escalar constante, sua aceleração escalar é nula.
04)
Se a velocidade de um carro varia de 0 a $20\,\mathrm{m/s}$ em um intervalo de tempo de $5\,\mathrm{s}$, pode-se concluir que sua aceleração escalar média é de $4\,\mathrm{m/s^2}$.
08)
O movimento é sempre relativo. Ele existe ou não, em relação a um determinado referencial.

Alternativas corretas: 02 + 04 + 08. Somatório: 14.

Resolução

01) Falsa. $d=v_m\,\Delta t=8\cdot(90\cdot60)=8\cdot5400=43\,200\,\mathrm{m}$, e não $720\,\mathrm{m}$.

02) Verdadeira. Velocidade escalar constante significa $\Delta v=0$, logo $a_{esc}=0$.

04) Verdadeira. $a_m=\dfrac{\Delta v}{\Delta t}=\dfrac{20-0}{5}=4\,\mathrm{m/s^2}$.

08) Verdadeira. Movimento e repouso dependem do referencial adotado.

Somatório: 02 + 04 + 08 = 14.

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Mecânica — Trabalho e energia — Formas de energia

Energia cinética • Conservação • Teorema da energia cinética • Energia elástica

Em relação aos conceitos envolvendo energia, assinale o que for correto.

01)
Energia Cinética – uma moto à velocidade de $25\,\mathrm{m/s}$ tem menos energia cinética que movendo-se a uma velocidade de $50\,\mathrm{km/h}$.
02)
Energia Mecânica – a energia não é criada e nem destruída, mas sim transformada. No caso de uma montanha-russa, durante a subida que se processa lentamente, os carrinhos armazenam energia cinética até atingir o ponto mais alto da montanha. Quando descem percorrendo todo o trajeto até o ponto de partida, a energia cinética vai sendo dissipada, transformando-se em energia potencial.
04)
Energia Potencial Gravitacional – um praticante de salto ornamental possui no ponto de partida do trampolim uma certa quantidade de energia potencial gravitacional, significando que, desprezando forças dissipativas, ao chegar à água, a força peso exercida sobre ele terá realizado um determinado trabalho motor que, de acordo com o teorema da energia cinética, provoca um aumento no valor desta grandeza.
08)
Energia Potencial Elástica – um arqueiro, ao distender seu arco, despende uma certa quantidade de energia. Parte desta energia é armazenada na corda do arco e, quando liberada, é convertida em energia cinética da flecha.

Alternativas corretas: 04 + 08. Somatório: 12.

Resolução

01) Falsa. $25\,\mathrm{m/s}=90\,\mathrm{km/h}$, que é maior que $50\,\mathrm{km/h}$. Logo a moto a $25\,\mathrm{m/s}$ tem mais energia cinética, não menos.

02) Falsa. Na subida lenta, a energia que se acumula é potencial gravitacional, não cinética. Na descida, a potencial é que se converte em cinética (e parte em calor), e não o contrário como foi afirmado.

04) Verdadeira. Sem dissipação, o trabalho do peso é motor ($\tau_P=mgh>0$) e, pelo teorema da energia cinética, $\tau=\Delta E_c>0$: a energia cinética aumenta.

08) Verdadeira. Ao distender o arco, parte do trabalho realizado fica armazenada como energia potencial elástica, que é convertida em energia cinética da flecha.

Somatório: 04 + 08 = 12.

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Mecânica — Gravitação — Lei da Gravitação Universal

Força gravitacional • Ação e reação • Constante G

O planeta Terra tem massa aproximadamente igual a $6\times10^{24}\,\mathrm{kg}$ e dista $41\,400\,000$ de quilômetros do planeta Vênus de massa aproximadamente igual a $5\times10^{24}\,\mathrm{kg}$. De acordo com as informações e, adotando $G=6{,}67\times10^{-11}\,\mathrm{N\cdot m^2/kg^2}$, assinale o que for correto.

01)
A força gravitacional, que atua a distância, numa direção que une os centros dos corpos, é uma força de campo. Na verdade, o que temos é um par de forças de ação e reação, cada uma agindo em um planeta, e que têm a mesma intensidade.
02)
A intensidade da força de atração gravitacional entre a Terra e Vênus é de aproximadamente $0{,}0000048\times10^{37}\,\mathrm{N}$.
04)
De acordo com a Lei da Gravitação Universal, o valor da constante de gravitação ($G=6{,}67\times10^{-11}\,\mathrm{N\cdot m^2/kg^2}$) é válido somente para corpos no vácuo.
08)
A intensidade da força de atração gravitacional entre a Terra e Vênus é diretamente proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que separa os centros dos planetas.

Alternativas corretas: 01 + 08. Somatório: 09.

Resolução

01) Verdadeira. A gravitação é interação de campo, que atua à distância. As forças sobre os dois corpos formam um par de ação e reação, de mesmo módulo.

02) Falsa. $F=\dfrac{GMm}{d^2}=\dfrac{6{,}67\times10^{-11}\cdot6\times10^{24}\cdot5\times10^{24}}{(4{,}14\times10^{10})^2}\approx1{,}2\times10^{18}\,\mathrm{N}$, e não $4{,}8\times10^{31}\,\mathrm{N}$.

04) Falsa. $G$ é uma constante universal: não depende do meio, e seu valor é o mesmo para quaisquer corpos.

08) Verdadeira. É o enunciado da lei: $F=G\dfrac{Mm}{d^2}$.

Somatório: 01 + 08 = 09.

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Mecânica — Dinâmica — Força de atrito

Atrito estático e cinético • Força de destaque • Movimento uniforme

Considerando um bloco de peso igual a $30\,\mathrm{kgf}$ e os coeficientes de atrito entre ele e a superfície $\mu_e=0{,}4$ e $\mu_c=0{,}2$, assinale o que for correto.

01)
A força de atrito estático $f_e$ que atua sobre o bloco é variável, equilibrando, enquanto o corpo permanecer em repouso, as forças que tendem a colocá-lo em movimento.
02)
Para que o bloco saia do repouso, é necessário que se aplique a ele uma força maior que $12\,\mathrm{kgf}$.
04)
Uma vez iniciado o movimento, o valor da força necessária para manter o bloco em movimento uniforme deve ser de $6\,\mathrm{kgf}$.
08)
A força de atrito sempre se opõe à tendência de movimento do bloco sobre a superfície e é decorrente, entre outros fatores, da existência de pequenas irregularidades das superfícies de contato.

Alternativas corretas: 01 + 02 + 04 + 08. Somatório: 15.

Resolução

01) Verdadeira. Em repouso, $f_e$ se ajusta (de zero até $\mu_eN$) para equilibrar a força aplicada.

02) Verdadeira. Na iminência de movimento: $f_{e,máx}=\mu_eN=0{,}4\cdot30=12\,\mathrm{kgf}$. É preciso superar esse valor.

04) Verdadeira. Em movimento uniforme $F=f_c=\mu_cN=0{,}2\cdot30=6\,\mathrm{kgf}$.

08) Verdadeira. O atrito se opõe ao movimento (ou à tendência dele) e vem das irregularidades microscópicas e das interações entre as superfícies.

Somatório: 01 + 02 + 04 + 08 = 15.