Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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UEPG PSS 1 2022 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade Estadual de Ponta Grossa

Acesse as questões de Física do Processo Seletivo Seriado 1 de 2022.

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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Termologia — Calorimetria — Mudanças de fase

Mudanças de fase • Convecção • Termodinâmica

Para facilitar as análises, a Termologia é dividida em partes: Termometria, Calorimetria, Dilatação e Termodinâmica. Nesse âmbito, assinale o que for correto.

01)
O deslocamento das geleiras nos polos é explicado, em parte, pela diminuição da temperatura de fusão em sua base, já que, com as alturas alcançadas pelo gelo, há um aumento de pressão na parte inferior com um consequente derretimento do gelo ali localizado. Esse fato ocorre devido ao comportamento anômalo da água durante a fusão.
02)
A localização de um aparelho de ar condicionado na parte superior de uma sala e o fato de as prateleiras de uma geladeira serem feitas com grades são exemplos práticos do fenômeno da convecção do calor.
04)
Quando a temperatura de uma substância, na fase gasosa, encontra-se acima do ponto crítico, esta recebe o nome de gás; quando a temperatura está abaixo desse ponto, a substância denomina-se vapor.
08)
Em uma transformação adiabática de um gás ideal, podemos afirmar que, segundo a 1ª Lei da Termodinâmica, o calor trocado com o meio é igual ao trabalho.

Alternativas corretas: 01 + 02 + 04. Somatório: 7.

Resolução

01) Verdadeira. O aumento da pressão na base da geleira reduz a temperatura de fusão do gelo. Esse comportamento está associado à anomalia da água na mudança de fase sólido-líquido.

02) Verdadeira. O ar resfriado pelo aparelho torna-se mais denso e desce, enquanto o ar mais quente sobe. As grades da geladeira também favorecem a circulação do ar por convecção.

04) Verdadeira. Acima da temperatura crítica, a substância na fase gasosa é denominada gás; abaixo dela, pode ser denominada vapor, pois pode ser liquefeita apenas por compressão.

08) Falsa. Em uma transformação adiabática, não há troca de calor com o meio: $Q=0$. Portanto, o calor trocado não é igual ao trabalho realizado.

Somatório: 01 + 02 + 04 = 7.

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Mecânica — Cinemática — Deslocamento, distância e referencial

Deslocamento • Distância • Referencial

O estudo dos movimentos constitui o ramo da Física chamado Cinemática. Para analisarmos os tipos de movimentos nesse âmbito são necessários alguns conceitos básicos, sobre os quais são feitas as afirmações a seguir. Assinale o que for correto.

01)
O fato de o deslocamento de um móvel ser positivo não significa que o movimento tenha sido sempre a favor da trajetória.
02)
Considerando a distância de Ponta Grossa a Curitiba igual a 110 km, podemos afirmar que, se um carro vai de Ponta Grossa a Curitiba e depois volta a Ponta Grossa pelo mesmo caminho, seu deslocamento foi nulo e a distância percorrida foi igual a 220 km.
04)
Em uma estrada onde a velocidade máxima permitida é de 110 km/h, um caminhão que se desloca a 40 m/s estará acima da velocidade máxima permitida.
08)
Os conceitos de repouso e de movimento são sempre relativos a um referencial.

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

Resolução

01) Verdadeira. O deslocamento depende apenas das posições inicial e final. Assim, um deslocamento resultante positivo não impede que, em algum trecho, o móvel tenha se deslocado no sentido oposto.

02) Verdadeira. Como o carro retorna ao ponto de partida, o deslocamento é nulo. A distância total percorrida é $110+110=220\,\text{km}$.

04) Verdadeira. Convertendo: $40\,\text{m/s}\times3{,}6=144\,\text{km/h}$. Como $144\,\text{km/h}\mathrel{>}110\,\text{km/h}$, o caminhão está acima do limite.

08) Verdadeira. Repouso e movimento são conceitos relativos: dependem do referencial adotado para descrever a posição do corpo ao longo do tempo.

Somatório: 01 + 02 + 04 + 08 = 15.

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Mecânica — Dinâmica — Leis de Newton e peso

Leis de Newton • Peso • Leis de Kepler

As leis de Newton e a lei de Gravitação Universal orientam o estudo da Mecânica Clássica. No que se refere a esse assunto, assinale o que for correto.

01)
Inércia é a propriedade que a matéria tem de tender a manter o seu estado de repouso ou de movimento.
02)
A terceira lei de Newton afirma que não existe ação sem a respectiva reação. Como essas duas forças são de mesma intensidade e direção e com sentidos opostos, sempre irão se anular.
04)
Uma pessoa tem um peso igual a 750 N na superfície do planeta Terra. Num certo planeta X, no qual a aceleração da gravidade vale $g_X=3{,}8g_T$, seu peso, na superfície, seria maior que 2500 N.
08)
As leis de Kepler não são válidas para todos os sistemas solares do nosso Universo, pois dependem do tamanho dos planetas que giram em torno da estrela.

Alternativas corretas: 01 + 04. Somatório: 5.

Resolução

01) Verdadeira. A inércia é a tendência de um corpo manter seu estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme quando a força resultante sobre ele é nula.

02) Falsa. Ação e reação têm mesma intensidade e direção e sentidos opostos, mas atuam em corpos diferentes. Por isso, não se anulam mutuamente.

04) Verdadeira. Como $P=mg$, temos $P_X=3{,}8P_T=3{,}8\times750=2850\,\text{N}$. Logo, $2850\,\text{N}\mathrel{>}2500\,\text{N}$.

08) Falsa. As leis de Kepler descrevem movimentos orbitais e não deixam de ser válidas em razão do tamanho dos planetas. No modelo gravitacional newtoniano, elas decorrem da interação gravitacional entre os corpos.

Somatório: 01 + 04 = 5.

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Mecânica — Hidrostática — Pressão e flutuação

Pressão • Flutuação • Rendimento

Em todos os equipamentos que são desenvolvidos pelo ser humano, sempre estão presentes conceitos e teorias da Física. Com a Hidrostática não é diferente: esse ramo da Física é aplicado em inúmeros aparelhos hoje em dia. Nesse contexto, assinale o que for correto.

01)
O rendimento de uma máquina térmica poderá ter um valor igual a 1,2, dependendo do gás utilizado nas transformações envolvidas.
02)
Desde que os novos maiôs confeccionados com poliuretano (grupo de polímeros termoplásticos sob forma de esponjas, resinas ou borrachas) foram desenvolvidos, recordes têm sido quebrados em várias modalidades esportivas. O estudo da Hidrostática nos permite entender como funcionam esses “supermaiôs”, pois além de atuarem como isolantes térmicos e acústicos, podem ajudar na flutuação do atleta.
04)
Uma força é aplicada sobre uma superfície, formando 90° com ela. Se a força aplicada mudar sua direção, formando 30° com a superfície, a pressão exercida sobre ela cairá pela metade.
08)
Uma máquina térmica transforma em energia útil 20% do calor retirado de sua fonte quente. Então, se a potência útil dessa máquina for de 600 kW, a quantidade de calor rejeitado para a fonte fria, em um segundo, será igual a 2,4 MJ.

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

Resolução

01) Falsa. O rendimento é a razão entre a energia útil e a energia recebida. Portanto, $0\leq\eta\leq1$; um rendimento igual a $1{,}2$, ou 120%, é impossível.

02) Verdadeira. O material pode aumentar o volume efetivo do conjunto atleta-maiô sem aumento proporcional da massa, favorecendo o empuxo e a flutuação.

04) Verdadeira. A pressão depende da componente da força perpendicular à superfície. Inicialmente, $F_\perp=F$. A 30° com a superfície, $F_\perp=F\sin30^\circ=F/2$, de modo que a pressão cai à metade.

08) Verdadeira. Como $\eta=0{,}20$ e a potência útil é $600\,\text{kW}$, a potência térmica recebida é $P_Q=600/0{,}20=3000\,\text{kW}$. Em $1\,\text{s}$, $Q_q=3{,}0\,\text{MJ}$ e $W=0{,}6\,\text{MJ}$; logo, $Q_f=Q_q-W=2{,}4\,\text{MJ}$.

Somatório: 02 + 04 + 08 = 14.

27

Termologia — Calorimetria — Curva de aquecimento e potência

Curva de aquecimento • Calor específico • Potência

O gráfico a seguir representa a variação de temperatura no decorrer do tempo para um corpo de massa 50 g que se encontra inicialmente no estado sólido e é constituído por uma só substância. A potência da fonte é constante e vale 30 cal/s. A partir desses dados, assinale o que for correto.

Gráfico de temperatura em função do tempo da questão 27
01)
A transformação que ocorre na faixa de temperatura de 50 °C é chamada de liquefação.
02)
O calor específico da substância que constitui o corpo, no estado sólido, vale 0,2 cal/g°C.
04)
A grandeza potência, citada no enunciado da questão, tem como equação dimensional $[P]=ML^{-2}T^3$.
08)
Mesmo recebendo calor, em certos intervalos de tempo representados no gráfico, a temperatura do corpo permaneceu constante.

Alternativas corretas: 02 + 08. Somatório: 10.

Resolução

01) Falsa. Como o corpo está sendo aquecido e a temperatura permanece em $50\,{}^{\circ}\text{C}$ durante o segundo patamar, ocorre vaporização, e não liquefação.

02) Verdadeira. No aquecimento do sólido, de $-20\,{}^{\circ}\text{C}$ a $10\,{}^{\circ}\text{C}$, durante $10\,\text{s}$: $Q=Pt=30\times10=300\,\text{cal}$. Assim, $c=\frac{Q}{m\Delta T}=\frac{300}{50\times30}=0{,}2\,\text{cal/(g}\,{}^{\circ}\text{C)}$.

04) Falsa. Potência é energia por unidade de tempo. Portanto, $[P]=\frac{ML^2T^{-2}}{T}=ML^2T^{-3}$, e não $ML^{-2}T^3$.

08) Verdadeira. Nos patamares do gráfico, a substância recebe calor durante a mudança de fase sem apresentar variação de temperatura.

Somatório: 02 + 08 = 10.

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Mecânica — Quantidade de Movimento — Colisões e coeficiente de restituição

Quantidade de movimento • Energia cinética • Restituição

Colisões ocorrem a todo instante em nosso universo, sejam elas entre carros, meteoros, bolas de boliche ou partículas subatômicas. O estudo dos choques faz parte do conteúdo do ramo da Física chamado Mecânica. Nesse âmbito, assinale o que for correto.

01)
Em qualquer tipo de choque, a quantidade de movimento é conservada.
02)
O choque chamado inelástico ou plástico caracteriza-se pelo fato de que os corpos permanecem juntos após a colisão.
04)
Nos choques perfeitamente elásticos, além de o momento linear ser conservado, a energia cinética também o é; e seu coeficiente de restituição tem valor unitário.
08)
Os choques que ocorrem entre as partículas de um gás perfeito ou ideal são considerados colisões parcialmente elásticas.

Alternativas corretas: 01 + 02 + 04. Somatório: 7.

Resolução

01) Verdadeira. Considerando o sistema de corpos em colisão e desprezando o impulso externo durante o curto intervalo do choque, a quantidade de movimento total é conservada.

02) Verdadeira. No choque inelástico ou plástico considerado pela classificação da questão, os corpos permanecem unidos após a colisão.

04) Verdadeira. Num choque perfeitamente elástico, conservam-se a quantidade de movimento e a energia cinética, e o coeficiente de restituição vale $e=1$.

08) Falsa. No modelo de gás ideal, as colisões entre as partículas e com as paredes do recipiente são perfeitamente elásticas, e não parcialmente elásticas.

Somatório: 01 + 02 + 04 = 7.