Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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UEPG Vestibular Especial 2024 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade Estadual de Ponta Grossa

Acesse as questões de Física da Prova de Conhecimentos Gerais do Vestibular Especial 2024, com respostas e resoluções.

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 — Cinemática — Movimento uniforme

Cinemática • Função horária

Uma partícula executa um movimento uniforme ao longo do eixo x e, a cada 2 s, ela percorre uma distância de 1 m. Sabendo que para o instante t = 4 s ela se encontrava na posição x = 2 m, assinale o que for correto.

01)
Para o instante t = 8 s a partícula estará na posição x = 6 m.
02)
A velocidade da partícula é 0,5 m/s.
04)
A função horária do movimento uniforme é uma função do 1º grau em t.
08)
Para o instante de t = 0 s, a partícula se encontrava na origem, ou seja, x = 0 m.

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

Resolução

Como a partícula percorre 1 m a cada 2 s, sua velocidade é $v=\frac{1}{2}=0{,}5\,\mathrm{m/s}$.

Para $t=4\,\mathrm{s}$ e $x=2\,\mathrm{m}$, a função $x=x_0+vt$ fornece $2=x_0+0{,}5\cdot4$, portanto $x_0=0$.

01) Falsa. Para $t=8\,\mathrm{s}$, $x=0+0{,}5\cdot8=4\,\mathrm{m}$.

02) Verdadeira. A velocidade é $0{,}5\,\mathrm{m/s}$.

04) Verdadeira. A função horária do movimento uniforme, $x=x_0+vt$, é de 1º grau em $t$.

08) Verdadeira. Para $t=0$, $x=x_0=0$.

Somatório: 02 + 04 + 08 = 14.

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Termologia — Termodinâmica — Primeira lei e transformação isocórica

Primeira Lei • Transformação isocórica • Carnot

A Termodinâmica estuda as relações entre as trocas de energia na forma de calor ou trabalho entre sistemas, ou entre um sistema e seu ambiente. Em relação às Leis da Termodinâmica, assinale o que for correto.

01)
Todas as máquinas térmicas que operam de acordo com o ciclo de Carnot apresentam uma eficiência de 100%.
02)
De acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica, a variação da energia interna é igual ao calor transferido para o sistema menos o trabalho realizado pelo sistema.
04)
Numa transformação isocórica, a variação da energia interna de um gás ideal é igual à quantidade de calor trocada com o meio exterior.
08)
De acordo com as leis da Termodinâmica, não pode haver troca de calor entre dois corpos que estejam em diferentes temperaturas.

Alternativas corretas: 02 + 04. Somatório: 06.

Resolução

01) Falsa. Uma máquina de Carnot tem rendimento $\eta=1-\frac{T_f}{T_q}$, portanto não apresenta rendimento de 100% para temperaturas absolutas usuais das fontes.

02) Verdadeira. Pela Primeira Lei, usando o trabalho realizado pelo sistema, $\Delta U=Q-W$.

04) Verdadeira. Na transformação isocórica, $\Delta V=0$ e o trabalho é nulo; assim, $\Delta U=Q$.

08) Falsa. Corpos em diferentes temperaturas podem trocar calor; espontaneamente, a transferência ocorre do corpo de maior para o de menor temperatura.

Somatório: 02 + 04 = 06.

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Mecânica — Hidrostática — Empuxo e flutuação

Hidrostática • Densidade

Um objeto esférico e maciço encontra-se parcialmente submerso e flutuando em equilíbrio estático num recipiente contendo água. Sabendo que a massa do objeto é 300 g e seu volume é 900 cm³, assinale o que for correto.

Dado: $g=10\,\mathrm{m/s^2}$
01)
O empuxo exercido pela água sobre o objeto é 3 N.
02)
O volume do objeto que se encontra fora da água é igual a 2/3 de seu volume total.
04)
O peso do objeto é 1 N.
08)
A densidade do objeto é $\frac{1}{3}\ \mathrm{x}\ 10^3\,\frac{kg}{m^3}$.

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

Resolução

O peso do objeto vale $P=mg=0{,}300\cdot10=3\,\mathrm{N}$. Como ele flutua em equilíbrio, $E=P=3\,\mathrm{N}$.

A densidade do objeto é $\rho=\frac{m}{V}=\frac{300}{900}=\frac{1}{3}\,\mathrm{g/cm^3}=\frac{1}{3}\times10^3\,\mathrm{kg/m^3}$.

Na flutuação, $\frac{V_{sub}}{V}=\frac{\rho_{obj}}{\rho_{água}}=\frac{1}{3}$; logo, a fração fora da água é $1-\frac{1}{3}=\frac{2}{3}$.

01) Verdadeira. O empuxo é $3\,\mathrm{N}$.

02) Verdadeira. O volume fora da água corresponde a $\frac{2}{3}$ do volume total.

04) Falsa. O peso é $3\,\mathrm{N}$.

08) Verdadeira. A densidade é $\frac{1}{3}\times10^3\,\mathrm{kg/m^3}$.

Somatório: 01 + 02 + 08 = 11.

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Eletricidade — Capacitores — Capacitor de placas paralelas

Capacitância • Campo elétrico • Potencial

Um capacitor ideal, constituído de duas placas planas e paralelas de área A e separadas por uma distância d, é mantido sob a diferença de potencial $\Delta V$. Considerando que o material dielétrico entre as placas é o ar, assinale o que for correto.

01)
A função principal de um capacitor é armazenar cargas elétricas.
02)
A magnitude do campo elétrico entre as placas do capacitor é diretamente proporcional à densidade superficial de carga nas placas.
04)
A diferença de potencial entre as placas do capacitor é o quociente entre sua carga e sua capacitância.
08)
A capacitância do capacitor plano é diretamente proporcional à área das placas.

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

Resolução

01) Verdadeira. O capacitor armazena cargas elétricas de sinais opostos em suas placas.

02) Verdadeira. Entre placas paralelas ideais, $E=\frac{\sigma}{\varepsilon_0}$; portanto, o campo é diretamente proporcional à densidade superficial de carga.

04) Verdadeira. Como $C=\frac{Q}{\Delta V}$, resulta $\Delta V=\frac{Q}{C}$.

08) Verdadeira. Para placas paralelas, $C=\varepsilon_0\frac{A}{d}$; logo, a capacitância é diretamente proporcional à área.

Somatório: 01 + 02 + 04 + 08 = 15.

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Mecânica — Trabalho e Energia — Conservação da energia mecânica

Queda livre • Conservação da energia

Um objeto de massa igual a 5 kg encontra-se inicialmente em repouso e está a uma altura de 20 m em relação ao solo. O objeto é então solto e executa um movimento de queda livre. Em relação ao enunciado, assinale o que for correto.

Dado: $g=10\,\mathrm{m/s^2}$
01)
A energia potencial máxima do sistema objeto-Terra é 1 kJ.
02)
Quando o objeto se encontra a 5 m do solo, sua energia cinética é 750 J.
04)
A energia mecânica do sistema é 500 kJ.
08)
A partir do momento em que foi largado, o objeto demora 2 s para atingir o solo.

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

Resolução

A energia mecânica inicial é $E_m=E_p=mgh=5\cdot10\cdot20=1000\,\mathrm{J}=1\,\mathrm{kJ}$.

Quando o objeto está a 5 m do solo, $E_p=5\cdot10\cdot5=250\,\mathrm{J}$; pela conservação da energia, $E_c=1000-250=750\,\mathrm{J}$.

Para a queda de 20 m, $h=\frac{gt^2}{2}$, então $20=5t^2$ e $t=2\,\mathrm{s}$.

01) Verdadeira. A energia potencial máxima é $1\,\mathrm{kJ}$.

02) Verdadeira. A energia cinética a 5 m do solo é $750\,\mathrm{J}$.

04) Falsa. A energia mecânica é $1000\,\mathrm{J}=1\,\mathrm{kJ}$, e não $500\,\mathrm{kJ}$.

08) Verdadeira. O tempo de queda é $2\,\mathrm{s}$.

Somatório: 01 + 02 + 08 = 11.