Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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UEPG PSS 2 2018 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade Estadual de Ponta Grossa

Acesse as questões de Física do Processo Seletivo Seriado 2 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 — Hidrostática — Princípio de Arquimedes

Empuxo • Flutuação • Densidade do líquido

As afirmações abaixo envolvem conhecimentos que dizem respeito ao Princípio de Arquimedes. Nesse âmbito, assinale o que for correto.

01)
O empuxo é um fenômeno que ocorre devido ao fato de a pressão na parte inferior do corpo submerso no fluido ser maior que a pressão na sua parte superior.
02)
Dois blocos, um de madeira e outro de chumbo, ambos de mesmo volume, estão totalmente submersos em água, com faces paralelas à superfície. O bloco que sofre maior empuxo é o de madeira, pois ela é menos densa que o chumbo.
04)
Um cubo de madeira de massa específica $0{,}8\,\mathrm{g/cm^3}$ flutua em um líquido de massa específica $1{,}2\,\mathrm{g/cm^3}$. A relação entre as alturas emersa e imersa é $1/2$.
08)
Para retirarmos com mais facilidade as sementes de um suco de limão espremido, costuma-se adicionar açúcar ao suco, o que provoca a flutuação das sementes. Isso ocorre porque o empuxo exercido sobre as sementes torna-se maior devido ao fato de que a densidade do líquido aumenta com a adição do açúcar.

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

Resolução

01) Verdadeira. Pela lei de Stevin, a pressão cresce com a profundidade. A face inferior do corpo, mais funda, recebe força maior que a superior. A diferença é o empuxo.

02) Falsa. $E=\rho_{líq}\,V_{imerso}\,g$ depende do líquido e do volume deslocado, não da densidade do corpo. Com mesmo volume totalmente imerso, os dois blocos sofrem o mesmo empuxo.

04) Verdadeira. Na flutuação, $\dfrac{V_{imerso}}{V}=\dfrac{\rho_c}{\rho_l}=\dfrac{0{,}8}{1{,}2}=\dfrac23$. A parte emersa é $\dfrac13$, e a relação emersa/imersa é $\dfrac{1/3}{2/3}=\dfrac12$.

08) Verdadeira. Aumentando a densidade do líquido, $E=\rho_l V g$ aumenta, e as sementes passam a flutuar.

Somatório: 01 + 04 + 08 = 13.

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Termologia — Calorimetria — Mudanças de fase e curva de aquecimento

Condensação • Anomalia da água • Calor latente • Liquefação

Uma substância pura pode se apresentar em três fases: sólida, líquida ou gasosa. As afirmativas a seguir dizem respeito às mudanças no estado de agregação de suas moléculas, ou seja, às suas mudanças de fase. Sobre o assunto, assinale o que for correto.

Gráfico da temperatura (°C) em função do calor Q (10² cal): sobe de 10 °C a 30 °C até Q = 300 cal, permanece em 30 °C (patamar) até Q = 600 cal e depois volta a subir
01)
No inverno, quando uma pessoa expele ar pela boca, comumente forma-se uma espécie de nevoeiro à frente de seu rosto. Isto ocorre porque a pessoa expele ar quente e úmido que se resfria, ocorrendo a condensação dos vapores expelidos.
02)
A água, sendo uma substância anômala, pode, em certa faixa de temperatura, dilatar ao ser resfriada.
04)
O gráfico a seguir representa o aquecimento de uma substância, inicialmente líquida, cuja massa é de $10\,\mathrm{g}$. O calor latente de vaporização dessa substância vale $20\,\mathrm{cal/g}$.
08)
A passagem da fase sólida para a fase líquida denomina-se liquefação.

Alternativas corretas: 01 + 02. Somatório: 03.

Resolução

01) Verdadeira. O vapor de água do ar expirado, ao encontrar o ar frio, condensa em gotículas, formando o “nevoeiro”.

02) Verdadeira. Entre $4\,^\circ\mathrm{C}$ e $0\,^\circ\mathrm{C}$ a água se dilata ao ser resfriada (anomalia).

04) Falsa. O patamar de $30\,^\circ\mathrm{C}$ vai de $300$ a $600\,\mathrm{cal}$, isto é, $Q=300\,\mathrm{cal}$. Então $L=\dfrac{Q}{m}=\dfrac{300}{10}=30\,\mathrm{cal/g}$, e não $20\,\mathrm{cal/g}$.

08) Falsa. Sólido para líquido é fusão. Liquefação (ou condensação) é a passagem de vapor para líquido.

Somatório: 01 + 02 = 03.

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Termologia — Termodinâmica — Transformação gasosa e trabalho

Gráfico p × V • Trabalho • Equação de Clapeyron

O gráfico abaixo representa uma transformação sofrida por $4\,\mathrm{mol}$ de um gás ideal monoatômico. A respeito dessa transformação, assinale o que for correto.

Dado: constante geral dos gases ideais $R=8{,}31\,\mathrm{J/(mol\cdot K)}$.
Gráfico p (10⁶ N/m²) por V (10⁻² m³): reta decrescente do ponto A (V = 0,1; p = 3) até o ponto B (V = 0,5; p = 1)
01)
O trabalho foi realizado sobre o gás.
02)
A transformação foi isobárica.
04)
O trabalho realizado na transformação foi de $8\,\mathrm{kJ}$.
08)
A temperatura do gás para a situação A vale aproximadamente $90\,\mathrm{K}$.

Alternativas corretas: 04 + 08. Somatório: 12.

Resolução

01) Falsa. O volume aumenta de A para B, então o gás se expande e realiza trabalho (positivo); não é trabalho realizado sobre o gás.

02) Falsa. A pressão varia de $3\times10^6$ a $1\times10^6\,\mathrm{N/m^2}$. A transformação não é isobárica (pressão constante).

04) Verdadeira. $\tau=$ área do trapézio $=\dfrac{(3+1)\times10^6}{2}\cdot(0{,}5-0{,}1)\times10^{-3}=2\times10^6\cdot4\times10^{-4}=8\times10^3\,\mathrm{J}=8\,\mathrm{kJ}$.

08) Verdadeira. Em A: $p_A=3\times10^6\,\mathrm{Pa}$, $V_A=1\times10^{-3}\,\mathrm{m^3}$. $T_A=\dfrac{pV}{nR}=\dfrac{3\times10^{3}}{4\cdot8{,}31}\approx90\,\mathrm{K}$.

Somatório: 04 + 08 = 12.

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Ondulatória — Ondas — Movimento harmônico simples

Equação horária • Frequência angular • Fase • Amplitude

A equação de um movimento harmônico simples (MHS) para determinada partícula é dada, no SI, por $x=5\cos\left(100\pi t+\dfrac{\pi}{6}\right)$. Então, assinale o que for correto.

01)
A frequência angular do movimento vale $50\,\mathrm{Hz}$.
02)
A posição da partícula no tempo de um décimo de segundo vale $\dfrac{5\sqrt3}{2}\,\mathrm{m}$.
04)
Graficamente, as funções que representam os movimentos harmônicos simples podem ser senoides ou cossenoides.
08)
A máxima amplitude vale $5\,\mathrm{m}$.

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

Resolução

01) Falsa. A frequência angular é $\omega=100\pi\,\mathrm{rad/s}$ (unidade rad/s). O valor $50\,\mathrm{Hz}$ é a frequência, $f=\omega/2\pi$.

02) Verdadeira. $x(0{,}1)=5\cos\left(10\pi+\dfrac{\pi}{6}\right)=5\cos\dfrac{\pi}{6}=\dfrac{5\sqrt3}{2}\,\mathrm{m}$.

04) Verdadeira. Seno e cosseno diferem só por defasagem de $\pi/2$, e ambos descrevem um MHS.

08) Verdadeira. A amplitude é o coeficiente do cosseno: $A=5\,\mathrm{m}$.

Somatório: 02 + 04 + 08 = 14.

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Ondulatória — Ondas — Conceitos gerais

Ondas mecânicas • Velocidade na corda • Relação v = λf • Polarização

Onda é qualquer perturbação que se propaga em um meio. Ondulatória é a parte da Física que estuda esses fenômenos. Nesse âmbito, assinale o que for correto.

01)
Ondas mecânicas não se propagam no vácuo.
02)
A velocidade de propagação de onda em uma corda depende da densidade linear da corda.
04)
Para ondas de mesma natureza, em cada meio, o comprimento de onda é inversamente proporcional à frequência.
08)
Ondas longitudinais não sofrem o fenômeno da polarização.

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

Resolução

01) Verdadeira. Ondas mecânicas precisam de meio material para se propagar.

02) Verdadeira. $v=\sqrt{T/\mu}$: depende da densidade linear $\mu$ (e da tração).

04) Verdadeira. $v=\lambda f$: no mesmo meio $v$ é constante, então $\lambda\propto1/f$.

08) Verdadeira. A polarização exige oscilação transversal à direção de propagação. Em ondas longitudinais, a vibração é paralela à propagação.

Somatório: 01 + 02 + 04 + 08 = 15.