Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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UEPG PSS 3 2018 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade Estadual de Ponta Grossa

Acesse as questões de Física do Processo Seletivo Seriado 3 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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Óptica — Espelhos — Espelhos plano e esféricos

Imagem em espelho plano • Espelho côncavo • Ampliação • Velocidade da imagem

Um objeto real, de $2\,\mathrm{cm}$ de altura, encontra-se a $20\,\mathrm{cm}$ de um espelho. Considerando que o meio onde o objeto e o espelho se encontram é o ar, assinale o que for correto.

01)
Se o espelho for plano, de espessura desprezível, a distância entre o objeto e a sua imagem é de $40\,\mathrm{cm}$.
02)
Se o espelho for um espelho esférico côncavo, com uma distância focal de $15\,\mathrm{cm}$, o tamanho da imagem formada é de $6\,\mathrm{cm}$.
04)
Se a ampliação da imagem for igual a $1/4$, pode-se concluir que se trata de um espelho esférico convexo.
08)
Se o objeto se aproximar do espelho plano, com uma velocidade constante, a imagem do objeto irá se afastar do espelho também com velocidade constante.

Alternativas corretas: 01 + 02 + 04. Somatório: 07.

Resolução

01) Verdadeira. No espelho plano, a imagem fica à mesma distância atrás do espelho: $20+20=40\,\mathrm{cm}$.

02) Verdadeira. $\dfrac1{p'}=\dfrac1f-\dfrac1p=\dfrac1{15}-\dfrac1{20}=\dfrac1{60}\Rightarrow p'=60\,\mathrm{cm}$. $A=-\dfrac{p'}{p}=-3$, então $i=3\cdot2=6\,\mathrm{cm}$ (imagem real e invertida).

04) Verdadeira. Um aumento positivo e menor que 1 indica imagem direita e reduzida de objeto real, característica do espelho convexo. Um côncavo daria imagem reduzida apenas se fosse invertida ($A<0$).

08) Falsa. No espelho plano a imagem é simétrica ao objeto: se o objeto se aproxima, a imagem também se aproxima do espelho, com a mesma velocidade.

Somatório: 01 + 02 + 04 = 07.

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Eletricidade — Eletrostática — Lei de Coulomb, campo e energia potencial

Contato entre condutores • Força elétrica • Campo elétrico • Energia potencial

Duas pequenas esferas condutoras, feitas do mesmo material e com o mesmo tamanho, uma com carga elétrica de $2\times10^{-6}\,\mathrm{C}$, e outra com carga nula, estão localizadas no vácuo a uma distância de $1\,\mathrm{m}$ uma da outra. Elas são colocadas em contato e depois separadas, ficando novamente a $1\,\mathrm{m}$ uma da outra. Em relação ao enunciado, assinale o que for correto.

Dado: $k_0=9\times10^{9}\,\mathrm{N\cdot m^2/C^2}$.
01)
Após o contato, para uma distância de $1\,\mathrm{m}$ uma da outra, o módulo da força elétrica entre elas é $9\times10^{-3}\,\mathrm{N}$.
02)
O módulo do campo elétrico, antes do contato, produzido pela carga de $2\times10^{-6}\,\mathrm{C}$, para uma distância de $0{,}5\,\mathrm{m}$ dela, é $72\times10^{3}\,\mathrm{N/C}$.
04)
Pelo princípio da conservação da carga elétrica, as duas esferas em questão, depois de colocadas em contato e então separadas, possuirão cargas elétricas de mesmo valor em módulo, mas de sinais contrários.
08)
Após o contato, para uma distância de $1\,\mathrm{m}$ uma da outra, a energia potencial eletrostática do sistema é $4{,}5\times10^{-3}\,\mathrm{J}$.

Alternativas corretas: 01 + 02. Somatório: 03.

Resolução

01) Verdadeira. Após o contato, cada esfera fica com $q=1\times10^{-6}\,\mathrm{C}$. $F=\dfrac{k q^2}{d^2}=\dfrac{9\times10^9\cdot10^{-12}}{1}=9\times10^{-3}\,\mathrm{N}$.

02) Verdadeira. $E=\dfrac{kQ}{r^2}=\dfrac{9\times10^9\cdot2\times10^{-6}}{0{,}25}=7{,}2\times10^4=72\times10^3\,\mathrm{N/C}$.

04) Falsa. Esferas idênticas dividem a carga igualmente, e ficam com cargas iguais e de mesmo sinal (cada uma com $1\times10^{-6}\,\mathrm{C}$).

08) Falsa. $U=\dfrac{k q_1q_2}{d}=\dfrac{9\times10^9\cdot10^{-12}}{1}=9\times10^{-3}\,\mathrm{J}$, e não $4{,}5\times10^{-3}\,\mathrm{J}$.

Somatório: 01 + 02 = 03.

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Eletricidade — Eletrodinâmica — Potência elétrica e lâmpadas

Lâmpadas em paralelo • Corrente • Espectro • Resistência elétrica

Duas lâmpadas, uma incandescente de $40\,\mathrm{W}$ e uma lâmpada de LED de $6\,\mathrm{W}$, estão conectadas em paralelo. Se as lâmpadas estão sujeitas a uma diferença de potencial de $220\,\mathrm{V}$ e considerando que as duas lâmpadas possuem a mesma intensidade luminosa, assinale o que for correto.

01)
Pelo fato de possuírem a mesma intensidade luminosa, a corrente elétrica por meio das duas lâmpadas tem o mesmo valor.
02)
A lâmpada incandescente emite ondas eletromagnéticas, cujas frequências estão situadas, na sua maior parte, na faixa do infravermelho.
04)
De acordo com o enunciado, a lâmpada de LED é mais eficiente do que a lâmpada incandescente pelo fato de sua resistência elétrica ser menor.
08)
Nas condições descritas no enunciado, a resistência elétrica do filamento da lâmpada incandescente é maior que $1\,\mathrm{k\Omega}$.

Alternativas corretas: 02 + 08. Somatório: 10.

Resolução

01) Falsa. $i=P/U$: $i_{inc}=40/220\approx0{,}18\,\mathrm{A}$ e $i_{LED}=6/220\approx0{,}027\,\mathrm{A}$. As correntes são diferentes.

02) Verdadeira. A maior parte da energia radiada por um filamento incandescente está no infravermelho (calor), e só uma pequena fração é luz visível.

04) Falsa. $R=U^2/P$: $R_{LED}=\dfrac{220^2}{6}\approx8\,067\,\Omega$ e $R_{inc}=\dfrac{220^2}{40}=1\,210\,\Omega$. A resistência do LED é maior, e a eficiência vem de gastar menos potência para a mesma luz, não de ter menor resistência.

08) Verdadeira. $R_{inc}=\dfrac{U^2}{P}=\dfrac{220^2}{40}=1\,210\,\Omega>1\,\mathrm{k\Omega}$.

Somatório: 02 + 08 = 10.

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Física Moderna — Física nuclear — Radioatividade

Raios gama • Meia-vida • Emissão alfa • Datação por C-14

A radioatividade está presente no dia a dia, no tratamento de doenças e na esterilização de objetos e alimentos. Em relação aos fenômenos relacionados com a radioatividade, assinale o que for correto.

01)
As trajetórias dos raios gama emitidos por fontes radioativas não são afetadas pela presença de um campo magnético externo.
02)
Meia-vida pode ser definida como o tempo necessário para que a quantidade de átomos, de um isótopo radioativo, decaia à metade.
04)
Quando um núcleo radioativo emite uma partícula alfa, é produzido por esse processo um novo elemento químico.
08)
Elementos radioativos como o C-14 podem ser utilizados na datação de objetos.

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

Resolução

01) Verdadeira. Raios gama são ondas eletromagnéticas, sem carga elétrica, e não sofrem desvio em campos magnéticos.

02) Verdadeira. É a definição de meia-vida: o tempo para a quantidade de núcleos radioativos cair à metade.

04) Verdadeira. A emissão $\alpha$ reduz $Z$ em 2 e $A$ em 4, e o núcleo filho é de outro elemento.

08) Verdadeira. A razão C-14/C-12 em restos orgânicos decai com meia-vida de cerca de 5 730 anos, e permite estimar a idade do material.

Somatório: 01 + 02 + 04 + 08 = 15.

25

Física Moderna — Relatividade — Teoria da Relatividade Restrita

Postulados • Simultaneidade • Dilatação do tempo

Albert Einstein foi um cientista que revolucionou o modo como entendemos algumas áreas da Física. Em relação às teorias de Einstein, assinale o que for correto.

01)
De acordo com a teoria especial da Relatividade, a velocidade de propagação da luz no vácuo tem o mesmo valor para todos os observadores, independente do movimento do observador ou da fonte.
02)
Dois eventos em um sistema de referência não são necessariamente simultâneos em outro sistema de referência que se move em relação ao primeiro.
04)
As leis da Física são diferentes para sistemas de referência que se movem, com velocidades uniformes, um em relação ao outro.
08)
De acordo com a teoria da Relatividade, relógios em movimentos relativos entre si, marcam intervalos de tempo diferentes.

Alternativas corretas: 01 + 02 + 08. Somatório: 11.

Resolução

01) Verdadeira. É o segundo postulado da Relatividade Restrita.

02) Verdadeira. A simultaneidade é relativa: eventos simultâneos em um referencial podem não ser em outro, em movimento relativo.

04) Falsa. O primeiro postulado diz o contrário: as leis da Física são as mesmas em todos os referenciais inerciais.

08) Verdadeira. Dilatação do tempo: $\Delta t=\gamma\,\Delta t_0$. Relógios em movimento relativo medem intervalos diferentes.

Somatório: 01 + 02 + 08 = 11.