Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

UFPR 2017 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade Federal do Paraná

Processo Seletivo 2017

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Equilíbrio e lei de Hooke

Uma mola de massa desprezível foi presa a uma estrutura por meio da corda “b”. Um corpo de massa “m” igual a 2000 g está suspenso por meio das cordas “a”, “c” e “d”, de acordo com a figura ao lado, a qual representa a configuração do sistema após ser atingido o equilíbrio. Considerando que a constante elástica da mola é 20 N/cm e a aceleração gravitacional é $10\,\mathrm{m/s^2}$, assinale a alternativa que apresenta a deformação que a mola sofreu por ação das forças que sobre ela atuaram, em relação à situação em que nenhuma força estivesse atuando sobre ela. Considere ainda que as massas de todas as cordas e da mola são irrelevantes.

Corpo de massa m preso à corda c; corda d e mola fazem 30° com a horizontal, e cordas a e d são perpendiculares.
A)0,5 cm.
B)1,2 cm.
C)2,5 cm.
D)3,5 cm.
E)5,2 cm.

Resposta indicada no caderno consultado · conferida pelo TEF

A
Resolução TEF

O peso é $P=mg=2\cdot10=20\,\mathrm N$. As cordas a e d são perpendiculares. Projetando o equilíbrio do nó na direção de d, $T_d=P\sin30^\circ=10\,\mathrm N$. A mola tem essa mesma tração; portanto $x=T_d/k=10/20=0{,}5\,\mathrm{cm}$.

Alternativa correta: A.

47
Propagação de sinais

A utilização de receptores GPS é cada vez mais frequente em veículos. O princípio de funcionamento desse instrumento é baseado no intervalo de tempo de propagação de sinais, por meio de ondas eletromagnéticas, desde os satélites até os receptores GPS. Considerando a velocidade de propagação da onda eletromagnética como sendo de 300.000 km/s e que, em determinado instante, um dos satélites encontra-se a 30.000 km de distância do receptor, qual é o tempo de propagação da onda eletromagnética emitida por esse satélite GPS até o receptor?

A)10 s.
B)1 s.
C)0,1 s.
D)0,01 ms.
E)1 ms.

Resposta indicada no caderno consultado · conferida pelo TEF

C
Resolução TEF

O tempo é a distância dividida pela velocidade: $\Delta t=d/c=30000/300000=0{,}1\,\mathrm s$.

Alternativa correta: C.

48
Ponte equilibrada

Quatro resistores, cada um deles com valor R, estão conectados por meio de fios condutores ideais, segundo o circuito representado na figura abaixo. O circuito é alimentado por um gerador ideal que fornece uma tensão elétrica constante. Inicialmente, o circuito foi analisado segundo a situação 1 e, posteriormente, os pontos A e B foram interligados por meio de um fio condutor, de acordo com a situação 2.

Com base nessas informações, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:

( ) A intensidade de corrente elétrica no gerador é a mesma para as duas situações representadas.

( ) Ao se conectar o fio condutor entre os pontos A e B, a resistência elétrica do circuito diminui.

( ) Na situação 2, a intensidade de corrente elétrica no gerador aumentará, em relação à situação 1.

( ) A diferença de potencial elétrico entre os pontos A e B, na situação 1, é maior que zero.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

Situação 1: dois resistores R em série no ramo superior e dois 2R no inferior; A e B são pontos médios. Situação 2: fio conecta A a B.

O texto menciona quatro resistores de valor R; o desenho original identifica os dois inferiores como 2R. A ponte permanece equilibrada nas duas leituras, sem alterar a resposta.

A)F – V – V – F.
B)F – V – F – V.
C)V – F – V – F.
D)V – F – F – F.
E)V – V – V – V.

Resposta indicada no caderno consultado · conferida pelo TEF

D
Resolução TEF

Os dois ramos têm a mesma razão entre as resistências de suas metades. Assim, A e B estão no mesmo potencial. Ao conectá-los, não passa corrente pelo fio acrescentado e a resistência equivalente não muda. A corrente do gerador permanece igual: V–F–F–F. Isso vale tanto para quatro resistores iguais citados no texto quanto para R, R, 2R e 2R desenhados na figura.

Alternativa correta: D.

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Pressão e transformação isotérmica

Uma minúscula bolha de ar sobe até a superfície de um lago. O volume dessa bolha, ao atingir a superfície do lago, corresponde a uma variação de 50% do seu volume em relação ao volume que tinha quando do início do movimento de subida. Considerando a pressão atmosférica como sendo de $10^5\,\mathrm{Pa}$, a aceleração gravitacional de $10\,\mathrm{m/s^2}$ e a densidade da água de $1\,\mathrm{g/cm^3}$, assinale a alternativa que apresenta a distância percorrida pela bolha durante esse movimento se não houve variação de temperatura significativa durante a subida da bolha.

A)2 m.
B)3,6 m.
C)5 m.
D)6,2 m.
E)8,4 m.

Resposta indicada no caderno consultado · conferida pelo TEF

C
Resolução TEF

A temperatura constante, $p_iV_i=p_fV_f$. Como $V_f=1{,}5V_i$ e $p_f=10^5\,\mathrm{Pa}$, $p_i=1{,}5\cdot10^5\,\mathrm{Pa}$. Logo $\rho gh=p_i-p_f=5\cdot10^4\,\mathrm{Pa}$ e $h=50000/(1000\cdot10)=5\,\mathrm m$.

Alternativa correta: C.

50
Índice relativo e convergência

O índice de refração absoluto de um meio gasoso homogêneo é 1,02. Um raio luminoso, proveniente do meio gasoso, incide na superfície de separação entre o meio gasoso e o meio líquido, também homogêneo, cujo índice de refração absoluto é 1,67, conforme mostrado na figura ao lado. Posteriormente a isso, uma lente com distância focal positiva, construída com material cujo índice de refração absoluto é 1,54, é colocada, completamente imersa, no meio líquido. Com base nessas informações, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:

( ) Se a lente for colocada no meio gasoso, ela será denominada “convergente”.

( ) Quando a lente foi colocada no meio líquido, a sua distância focal passou a ser negativa.

( ) Em qualquer um dos meios, a distância focal da lente não se altera.

( ) O raio luminoso, ao penetrar no meio líquido, afasta-se da normal.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

Raio proveniente de meio gasoso incide na superfície de um líquido, com normal indicada.
A)V – F – V – F.
B)F – V – F – V.
C)V – F – V – V.
D)F – F – V – V.
E)V – V – F – F.

Resposta indicada no caderno consultado · conferida pelo TEF

E
Resolução TEF

No gás, o índice da lente (1,54) é maior que o do meio (1,02), mantendo a lente convergente. Imersa no líquido (índice 1,67), o índice relativo fica menor que 1 e a lente passa a ser divergente, com foco negativo. O raio passa de menor para maior índice e aproxima-se da normal. Sequência: V–V–F–F.

Alternativa correta: E.

51
Escalas Celsius e Fahrenheit

Vários turistas frequentemente têm tido a oportunidade de viajar para países que utilizam a escala Fahrenheit como referência para medidas da temperatura. Considerando-se que quando um termômetro graduado na escala Fahrenheit assinala 32 °F, essa temperatura corresponde ao ponto de gelo, e quando assinala 212 °F, trata-se do ponto de vapor. Em um desses países, um turista observou que um termômetro assinalava temperatura de 74,3 °F. Assinale a alternativa que apresenta a temperatura, na escala Celsius, correspondente à temperatura observada pelo turista.

A)12,2 °C.
B)18,7 °C.
C)23,5 °C.
D)30 °C.
E)33,5 °C.

Resposta indicada no caderno consultado · conferida pelo TEF

C
Resolução TEF

$T_C=(T_F-32)\,5/9=(74{,}3-32)\,5/9=23{,}5\,{}^\circ\mathrm C$.

Alternativa correta: C.

52
Diagrama de fases

Entre as grandezas físicas que influenciam os estados físicos das substâncias, estão o volume, a temperatura e a pressão. O gráfico ao lado representa o comportamento da água com relação aos estados físicos que ela pode ter. Nesse gráfico é possível representar os estados físicos sólido, líquido e gasoso. Assinale a alternativa que apresenta as grandezas físicas correspondentes aos eixos das abscissas e das ordenadas, respectivamente.

Diagrama de fases com regiões sólido, líquido e gasoso e três curvas encontrando-se no ponto triplo.
A)Pressão e volume.
B)Volume e temperatura.
C)Volume e pressão.
D)Temperatura e pressão.
E)Temperatura e volume.

Resposta indicada no caderno consultado · conferida pelo TEF

D
Resolução TEF

As regiões de sólido, líquido e gás são representadas em um diagrama de pressão por temperatura. A temperatura está no eixo horizontal e a pressão no vertical. A curva sólido–líquido da água tem inclinação negativa.

Alternativa correta: D.

53
Equilíbrio de flutuação

Um objeto sólido com massa 600 g e volume 1 litro está parcialmente imerso em um líquido, de maneira que 80% do seu volume estão submersos. Considerando a aceleração da gravidade igual a $10\,\mathrm{m/s^2}$, assinale a alternativa que apresenta a massa específica do líquido.

A)0,48 g/cm³.
B)0,75 g/cm³.
C)0,8 g/cm³.
D)1,33 g/cm³.
E)1,4 g/cm³.

Resposta indicada no caderno consultado · conferida pelo TEF

B
Resolução TEF

Em equilíbrio, $\rho_LgV_{\rm sub}=mg$. O volume submerso é $0{,}8\cdot1000=800\,\mathrm{cm^3}$. Portanto $\rho_L=600/800=0{,}75\,\mathrm{g/cm^3}$.

Alternativa correta: B.

54
Frequência de corte

Entre os vários trabalhos científicos desenvolvidos por Albert Einstein, destaca-se o efeito fotoelétrico, que lhe rendeu o Prêmio Nobel de Física de 1921. Sobre esse efeito, amplamente utilizado em nossos dias, é correto afirmar:

A)Trata-se da possibilidade de a luz incidir em um material e torná-lo condutor, desde que a intensidade da energia da radiação luminosa seja superior a um valor limite.
B)É o princípio de funcionamento das lâmpadas incandescentes, nas quais, por ação da corrente elétrica que percorre o seu filamento, é produzida luz.
C)Ocorre quando a luz atinge um metal e a carga elétrica do fóton é absorvida pelo metal, produzindo corrente elétrica.
D)É o efeito que explica o fenômeno da faísca observado quando existe uma diferença de potencial elétrico suficientemente grande entre dois fios metálicos próximos.
E)Corresponde à ocorrência da emissão de elétrons quando a frequência da radiação luminosa incidente no metal for maior que um determinado valor, o qual depende do tipo de metal em que a luz incidiu.

Resposta indicada no caderno consultado · conferida pelo TEF

E
Resolução TEF

O efeito fotoelétrico é a emissão de elétrons por um material iluminado com fótons de energia suficiente. A condição é $hf>\phi$, ou $f>f_0$, sendo $\phi$ a função trabalho e $f_0$ a frequência de corte do material.

Alternativa correta: E.

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