Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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UEPG Vestibular 2024

Universidade Estadual de Ponta Grossa

Acesse as questões de Física da 1ª Etapa — Grupo 2 do Vestibular 2024, com respostas e resoluções.

Dados da prova

Nesta prova, cada questão apresenta cinco alternativas identificadas por 01, 02, 04, 08 e 16. O valor assinalado no cartão de respostas corresponde à soma das alternativas consideradas corretas.

31

Lentes

Óptica geométrica • Vergência • Associação de lentes

As lentes são dispositivos ópticos com ampla aplicação, tanto na oftalmologia como em instrumentos ópticos como telescópios, microscópios, lunetas e outros. Em relação às lentes, assinale o que for correto.

01)
Uma lente divergente produz, de um objeto real, uma imagem sempre virtual, direita e menor que o objeto.
02)
Uma lente divergente é justaposta a outra lente convergente. Os módulos de suas distâncias focais são, respectivamente, 20 cm e 10 cm. Portanto, a convergência da associação, em dioptrias, será igual a 15.
04)
Em um projetor de slides, a distância entre a tela e a lente é de 4 m e a imagem projetada é ampliada 50 vezes. Portanto, a distância focal da lente é maior que 8 cm.
08)
Uma lente delgada biconvexa de índice de refração 4 tem raios de curvatura iguais a 50 cm e 20 cm. A lente é imersa num líquido de índice de refração igual a 2. A vergência dessa lente será igual a 7 di.
16)
Os nomes das lentes representadas a seguir são, na ordem em que estão desenhadas: bicôncava, côncavo-convexa e plano–côncava.
Figura da questão 31 da UEPG Vestibular 2024
32

Movimentos periódicos

MCU • MHS • Polias

Um movimento é dito periódico quando, em intervalos de tempo iguais e sucessivos, repete as suas características cinemáticas. A respeito dos movimentos periódicos, assinale o que for correto.

01)
Todo movimento circular uniforme é acelerado.
02)
O movimento harmônico simples (MHS) é um exemplo de movimento periódico. A equação da elongação do MHS é $x=A\cos(\omega t+\theta_0)$ e a da velocidade, $v=-A\omega\sin(\omega t+\theta_0)$. Logo, a expressão para a velocidade em função da elongação será $v=\pm\omega\sqrt{A^2+x^2}$.
04)
A finalidade do acoplamento de polias por meio de uma correia é fazer com que suas velocidades lineares sejam iguais. Logo, podemos dizer que, nessa situação, o raio e a frequência de cada polia são grandezas diretamente proporcionais.
08)
Um móvel percorre uma trajetória circular com velocidade angular constante igual a 3 rad/s. Se a velocidade angular aumentar para 5 rad/s, a velocidade tangencial aumentará para 50 cm/s e, então, podemos afirmar que o raio da trajetória vale 25 cm.
16)
Um sistema massa–mola executa um movimento harmônico simples. Então, na elongação máxima, a energia cinética do sistema é nula.
33

Hidrostática

Pressão • Massa específica • Vasos comunicantes

O termo “fluido” é aplicado indistintamente para líquidos e gases. A Hidrostática é o ramo da Física que analisa o comportamento dos fluidos em equilíbrio. Nesse âmbito, assinale o que for correto.

Dado: $g=10\,\mathrm{m/s^2}$
01)
As equações dimensionais da massa específica e do peso específico são, respectivamente, dadas pelas expressões $[\mu]=ML^{-3}$ e $[\rho]=ML^{-2}T^{-2}$.
02)
Um cubo de 5 cm de aresta é constituído por um metal de densidade igual a 10. Logo, a pressão que o cubo exerce sobre o plano horizontal em que uma de suas faces está apoiada vale 5000 Pa.
04)
Se dois líquidos não miscíveis forem colocados em um tubo em U, aberto nas duas extremidades, as alturas alcançadas por esses líquidos, contadas a partir da separação destes, serão diretamente proporcionais às massas específicas dos líquidos.
08)
Pressão é sinônimo de força.
16)
O nível de água num reservatório fica a 12,5 m do fundo. Assim, a pressão efetiva no fundo será tanto maior quanto menor for a área do fundo do reservatório.
34

Lançamentos e gráficos

Cinemática • MRU • Lançamento oblíquo

O lançamento de um corpo pode ocorrer na vertical, na horizontal ou obliquamente. O movimento dos corpos nesses lançamentos é analisado pela parte da Física chamada Cinemática. Em relação aos movimentos dos corpos, assinale o que for correto.

Dado: $g=10\,\mathrm{m/s^2}$
01)
O movimento retilíneo uniforme (MRU) sempre é progressivo.
02)
Em um gráfico $v\times t$ de um movimento uniformemente variado, a aceleração é igual à declividade da reta representada nesse gráfico.
04)
Quando um objeto é lançado obliquamente em relação ao solo, o alcance máximo atingido ocorrerá quando o ângulo de lançamento for de 45°.
08)
Quando um corpo em queda livre atinge a metade do seu percurso até o solo, sua velocidade será igual à metade daquela com a qual ele atinge o solo.
16)
O gráfico a seguir, que mostra duas retas paralelas entre si, representa a posição em função do tempo para dois móveis A e B. Logo, os móveis partem de pontos diferentes e têm a mesma velocidade.
Figura da questão 34 da UEPG Vestibular 2024
35

Óptica geométrica

Refração • Espelhos • Prisma

O ser humano vem estudando os fenômenos ópticos há milhares de anos. As descobertas e as teorias da Óptica Geométrica são intensamente aplicadas em nosso cotidiano. Acerca desse assunto, assinale o que for correto.

01)
Quando um raio de luz monocromática passa de um meio A para um meio B, sendo o índice de refração relativo de A em relação a B igual a 0,8 ($n_{AB}=0{,}8$), a velocidade da luz no meio B será maior que no meio A.
02)
Um objeto real de 10 cm de altura é posicionado perpendicularmente sobre o eixo principal diante de um espelho esférico. Constata-se que a imagem é virtual, formada a uma distância de 20 cm do espelho e com uma altura de 4 cm. Logo, podemos dizer que esse espelho é côncavo e sua distância focal tem módulo maior que 30 cm.
04)
Quando a luz solar passa do ar para a água, a perda $\Delta v$ da velocidade da luz obedece à relação $\Delta v_{\text{vermelha}}<\Delta v_{\text{anil}}$.
08)
Se você correr em direção a um espelho plano com uma velocidade constante de 4,5 m/s, sua imagem se aproximará do espelho e de você a velocidades de módulos respectivamente iguais a 4,5 m/s e 9 m/s.
16)
Um raio de luz, ao atravessar um prisma, sofre desvio mínimo se o ângulo de incidência for igual ao de emergência.
36

Pêndulo simples

MHS • Período • Gravidade

Pêndulo simples é um sistema mecânico constituído por um corpo preso à extremidade de um fio inextensível e de peso desprezível, capaz de se mover, sem atrito, em MHS. A respeito do pêndulo simples, assinale o que for correto.

Dado: $g=10\,\mathrm{m/s^2}$
01)
Para um pêndulo simples, a aceleração tangencial é mínima nas posições extremas.
02)
O período do pêndulo simples, para pequenos ângulos de oscilação, independe da massa e da natureza da substância do corpo oscilante.
04)
Foucault demonstrou que a Terra se movia em torno do Sol baseando-se na lei do pêndulo simples, que diz que o plano de oscilação de um pêndulo permanece constante.
08)
Se um pêndulo simples for levado a um planeta onde a aceleração gravitacional seja maior que a da Terra, seu período irá diminuir.
16)
O comprimento de um pêndulo simples que tem um período igual a $\dfrac{\pi}{5}$ s é igual a 10 cm.
37

Equilíbrio estático

Forças • Momento • Torque

Estática é a parte da Física que estuda o equilíbrio dos corpos. Sobre esse tema, assinale o que for correto.

01)
Temos três forças agindo em um ponto material que está em equilíbrio, e uma dessas forças é o seu peso. Logo, as outras duas forças não podem ser horizontais.
02)
No esquema figurado a seguir, o corpo de 500 N de peso está em equilíbrio. Então, $\vec T_1+\vec T_2+\vec P=0$.
Figura da questão 37 da UEPG Vestibular 2024
04)
Duas condições são necessárias para que um corpo extenso fique em equilíbrio, a saber: $\Sigma\vec F=0$ e $\Sigma\vec M=0$.
08)
A equação dimensional do momento de uma força é $MLT^{-2}$.
16)
O momento de uma força, ou torque, é uma grandeza escalar.
38

Impulso e quantidade de movimento

Colisões • Conservação do momento

As colisões fazem parte de nosso dia a dia, mesmo que em muitos casos não o percebamos. Temos choques entre carros, bolas de bilhar, estrelas e partículas subatômicas. Para estudar o que ocorre com as velocidades dos corpos após colidirem, é necessário analisarmos duas grandezas importantes, a saber: o momento linear (quantidade de movimento) e o impulso. Nesse contexto, assinale o que for correto.

01)
O momento linear e o impulso são grandezas vetoriais e que podem, tanto uma quanto a outra, serem medidas em N.s ou kg m/s.
02)
Um corpo em equilíbrio tem quantidade de movimento necessariamente nula.
04)
O teorema do impulso pode assim ser enunciado: “o impulso de uma força resultante constante que age numa partícula durante um intervalo de tempo é igual à variação da quantidade de movimento dessa partícula nesse intervalo de tempo”.
08)
A quantidade de movimento de um corpo isolado de forças externas é igual, em módulo, ao impulso necessário para fazê-lo parar.
16)
Nos choques perfeitamente elásticos, o coeficiente de restituição vale 1.
39

Espectro eletromagnético

Ondas eletromagnéticas • Frequência • Raios X

O espectro eletromagnético é o conjunto das frequências conhecidas para as ondas eletromagnéticas. Ele é dividido em regiões com nomes especiais. Sobre esse assunto, assinale o que for correto.

01)
A região do infravermelho é formada por ondas de maior comprimento que as da região do ultravioleta.
02)
Ondas de rádio, FM e TV são ondas produzidas por cargas elétricas que oscilam em uma antena. Elas são chamadas de ondas hertzianas em homenagem ao físico Heinrich Hertz, que as descobriu.
04)
A cor da luz está relacionada com sua frequência, sendo a violeta a de maior frequência.
08)
Os raios X podem ser produzidos pela oscilação dos elétrons mais internos dos átomos, bem como por meio do freamento de elétrons muito rápidos. Eles são utilizados no estudo da estrutura de cristais e grandemente aplicados na área médica.
16)
Todas as ondas do espectro eletromagnético têm, no vácuo, a mesma velocidade.
40

Gases ideais

Transformações gasosas • Equação de estado

No estudo dos gases, são levadas em conta três grandezas macroscópicas que caracterizam um sistema gasoso, a saber: a pressão, o volume e a temperatura. Experimentalmente, verifica-se que os gases a baixas pressões e a altas temperaturas comportam-se de maneira semelhante a um gás perfeito, chamado gás ideal. Nesse contexto, assinale o que for correto.

01)
Em uma transformação isobárica, para os gases ideais, o volume e a temperatura são grandezas inversamente proporcionais.
02)
Se uma substância no estado gasoso estiver acima de sua temperatura crítica, ela é um gás, e, estando abaixo dessa temperatura, é denominada vapor.
04)
Um gás ideal encontra-se com volume de 2 L e pressão $p$ e sofre uma transformação isocórica. Suas temperaturas antes e depois da transformação são, respectivamente, 20 °C e 40 °C. Logo, a pressão final será igual a $2p$.
08)
A pressão exercida por 16 g de hidrogênio (H₂), à temperatura de 77 °F, que ocupam um volume de 62,3 L é igual a 2384 mmHg. Dado: $R=62{,}3\,\mathrm{mmHg\,L\,K^{-1}/mol}$.
16)
O gráfico a seguir representa duas isotermas para um determinado gás ideal. Na transformação de A para C, o volume diminuiu e a temperatura aumentou.
Figura da questão 40 da UEPG Vestibular 2024
41

Eletrostática

Campo elétrico • Potencial • Capacitores

As alternativas a seguir envolvem conhecimentos de Eletrostática. A respeito desse assunto, assinale o que for correto.

Dado: $K=9\times10^9\,\mathrm{N\,m^2/C^2}$
01)
O campo elétrico criado pela carga puntiforme $Q=2{,}4$ nC no ponto A, abaixo, é menor que no ponto B.
Figura da questão 41 da UEPG Vestibular 2024
02)
Tem-se um condutor esférico de raio 40 cm imerso no vácuo, eletrizado e em equilíbrio, com carga de $-45\,\mu$C. Os potenciais elétricos em um ponto a 25 cm e a 35 cm do centro do condutor serão iguais, respectivamente, a $-1{,}0125$ MV e $-4{,}5\times10^5$ V.
04)
O campo elétrico no SI pode ser medido em N/C ou V/m.
08)
Quando uma carga positiva é abandonada em um campo elétrico, ela sofre uma força elétrica que tem a mesma direção e o mesmo sentido desse campo.
16)
Para uma associação em série formada por cinco capacitores iguais e com capacitância 10 pF, a capacitância equivalente dessa associação vale 2 pF.
42

Conceitos de eletricidade

Indução • Kirchhoff • Linhas de campo

A Eletricidade é um ramo da Física que se divide, para maior facilidade de estudo, em: Eletrostática, Eletrodinâmica, Magnetismo e Eletromagnetismo. Para ser possível a análise dos fenômenos eletromagnéticos, necessitamos de alguns conceitos básicos. A esse respeito, assinale o que for correto.

01)
Na eletrização por indução, o induzido eletriza-se com cargas de sinal contrário às do indutor.
02)
A função básica de um capacitor é o armazenamento de energia em seu campo magnético.
04)
O princípio de conservação de cargas elétricas diz que é nula a soma algébrica das cargas (+) e (–) em um sistema eletricamente isolado.
08)
Para resolvermos problemas envolvendo circuitos elétricos, é necessário o conhecimento de duas importantes leis: lei dos nós e lei das malhas. A lei dos nós é baseada no princípio de conservação da carga e a lei das malhas, no princípio de conservação de energia.
16)
As linhas de campo que caracterizam um campo elétrico gerado por cargas em repouso são linhas abertas, enquanto as linhas de indução magnética geradas por um ímã são linhas fechadas.
43

Eletrodinâmica

Resistores • Potência • Capacitores

Resistores, geradores, receptores e capacitores são dispositivos elétricos presentes em nosso cotidiano. Nesse contexto, assinale o que for correto.

01)
Se, em um condutor metálico, para um certo valor de temperatura, o valor da tensão em volt (V) for sempre dado por um número que é o quádruplo do valor da corrente elétrica medida em ampère (A), podemos afirmar que esse condutor é ôhmico e que sua resistência vale 4 Ω.
02)
A condutância de um condutor depende de seu comprimento, da área de sua secção reta transversal, da natureza do material que o constitui e de sua temperatura. Sua unidade no SI é o siemes (S).
04)
As unidades de potência e energia no SI são, respectivamente, watt (W) e joule (J). Outra unidade de energia utilizada é o kWh.
08)
Uma lâmpada tem os seguintes dados nominais (200 V – 50 W). Se essa lâmpada for ligada a uma rede de 100 V, permanecendo com sua resistência constante, a potência desenvolvida por ela será igual a 25 W.
16)
A capacitância resultante de uma série de capacitores será sempre maior do que a capacitância de cada um dos componentes da série.
44

Trabalho e energia

Trabalho • Energia cinética • Força elástica

O ser humano faz uso de diversas modalidades de energia, tais como térmica, eólica, elétrica e mecânica. As energias potencial e cinética estão relacionadas com a capacidade de realizar trabalho, na acepção física do termo. Nesse âmbito, assinale o que for correto.

Dado: $g=10\,\mathrm{m/s^2}$
01)
A unidade no SI para medir o trabalho e a energia é o joule (J). Portanto, as equações dimensionais de ambos têm a mesma forma.
02)
O gráfico a seguir representa a força elástica de uma mola em função de sua deformação. Então, o módulo do trabalho que a força elástica executa para deformar a mola de A para B vale 60 J.
Figura da questão 44 da UEPG Vestibular 2024
04)
Uma criança de massa 30 kg desliza em um escorregador por uma rampa. O desnível do escorregador vale 2,5 m e o ângulo formado entre a rampa e a horizontal do solo vale 60°. Logo, o trabalho realizado pelo peso da criança no percurso do alto até a base do escorregador vale 750 J.
08)
Um móvel de 20 kg com uma velocidade de 15 m/s sofre a ação de uma força resultante, constante e paralela ao seu deslocamento até alcançar a velocidade de 30 m/s. Podemos afirmar, então, que o trabalho realizado pela força vale 6750 J.
16)
O módulo do trabalho da força resultante que mantém um caminhão carregado em movimento retilíneo uniforme (MRU) é nulo.
45

Eletromagnetismo

Força magnética • Bobina • Transformadores

A parte da eletricidade que estuda os fenômenos magnéticos ocasionados pela corrente elétrica é o Eletromagnetismo. Em relação a essa área da Física, assinale o que for correto.

Dado: $\mu=4\pi\times10^{-7}\,\mathrm{Tm/A}$
01)
A força magnética que age na partícula de carga $+q$ que é lançada com velocidade $\vec v$ no campo de indução magnética $\vec B$, em uma direção que é perpendicular às linhas de campo e sentido entrando nesta folha, conforme o desenho a seguir, tem direção horizontal e sentido para a esquerda.
Figura da questão 45 da UEPG Vestibular 2024
02)
Uma partícula com carga 5,7 µC é lançada com velocidade igual a 7,3 m/s, paralelamente a um campo magnético. Logo, a força magnética que age nessa partícula é nula.
04)
A justaposição de espiras circulares e iguais denomina-se bobina chata. Uma bobina desse tipo tem 50 espiras circulares de raio 4 cm e se encontra no vácuo. Quando por ela circula uma corrente de 25 A, a intensidade do vetor indução magnética no centro das espiras vale $6{,}25\pi$ mT.
08)
Os transformadores são dispositivos constituídos por um núcleo de ferro e por duas bobinas independentes, denominadas primário e secundário. Uma das funções dos transformadores é multiplicar, no secundário, a potência desenvolvida no primário.
16)
O valor da indução magnética em um solenoide é inversamente proporcional ao seu comprimento.