Nesta edição do Processo Seletivo UFPR 2022 não houve prova de Conhecimentos Específicos por área — apenas a fase de Conhecimentos Gerais.
Dados da prova
Informações gerais do Processo Seletivo UFPR 2022 (Conhecimentos Gerais).
Questões objetivas, 5 alternativas cada
Física: questões 23 a 28
Referencial inercial em todas as medições
$g=10\text{ m/s}^2$ (quando necessário)
Q23
Cinemática — Gráfico Posição × Tempo (MRU)
Questões 23 a 28. Em todas as questões, as medições são feitas por um referencial inercial. O módulo da aceleração gravitacional é representado por $g$. Onde for necessário, use $g=10\text{ m/s}^2$ para o módulo da aceleração gravitacional.
A figura ao lado apresenta o comportamento gráfico da posição $x$ em função do tempo $t$ para os objetos A (linha cheia) e B (linha tracejada), que se movem ao longo de duas pistas retas, paralelas e de origens coincidentes.
Considerando os dados apresentados no enunciado e no gráfico, considere as seguintes afirmativas:
1. O objeto A tem uma velocidade constante, de módulo $v=2\text{ m/s}$. 2. Os objetos se encontram no instante $t=15\text{ s}$. 3. O objeto B está parado. 4. O objeto A inicia o movimento em $x_0=0\text{ m}$.
Assinale a alternativa correta.
a)Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
b)Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
c)Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras.
d)Somente as afirmativas 1, 3 e 4 são verdadeiras.
e)As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.
Gabarito oficial UFPR 2022
E
Resolução
Do gráfico, a reta do objeto A passa pela origem $(0,0)$ e pelo ponto $(15,30)$, o que confirma a afirmativa 4 (parte de $x_0=0$) e dá a velocidade:
$v_A=\dfrac{30-0}{15-0}=2\text{ m/s}$ — confirma a afirmativa 1.
O objeto B é representado pela reta tracejada horizontal em $x=30\text{ m}$, ou seja, permanece parado nessa posição — confirma a afirmativa 3.
O encontro entre A e B ocorre quando as duas curvas se cruzam, exatamente no ponto $(15,30)$, ou seja, em $t=15\text{ s}$ — confirma a afirmativa 2.
Todas as afirmativas são verdadeiras.
Alternativa correta: E
Q24
Física Geral — Ordens de Grandeza
Ao realizar manipulações com grandezas físicas, é importante se ter ideia das ordens de grandeza envolvidas numa dada situação. Com base no exposto, assinale a alternativa que apresenta corretamente a ordem de grandeza da espessura de um telefone celular.
a)$10^{-9}\text{ m}$
b)$10^{-6}\text{ m}$
c)$10^{-2}\text{ m}$
d)$10^{1}\text{ m}$
e)$10^{3}\text{ m}$
Gabarito oficial UFPR 2022
C
Resolução
Um telefone celular típico tem espessura da ordem de alguns milímetros a cerca de um centímetro, ou seja, na faixa de $10^{-2}\text{ m}$ (centímetros). As demais ordens de grandeza correspondem a escalas muito menores (nanômetros, micrômetros) ou muito maiores (metros, quilômetros), incompatíveis com a espessura de um celular.
Alternativa correta: C
Q25
Eletrostática — Campo Elétrico e Força Elétrica
O comportamento gráfico para o módulo do campo elétrico $E$ numa dada região do espaço, em função da posição $x$ dentro dessa região, é linear e está representado na figura ao lado.
Considerando as informações apresentadas no enunciado e na figura, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do módulo da força elétrica $F$ produzida por esse campo sobre uma carga $Q=1{,}6\ \mu\text{C}$ colocada na posição $x=4\text{ cm}$.
a)$F=8{,}0\text{ N}$
b)$F=6{,}4\text{ N}$
c)$F=4{,}8\text{ N}$
d)$F=3{,}2\text{ N}$
e)$F=1{,}6\text{ N}$
Gabarito oficial UFPR 2022
C
Resolução
Do gráfico, o campo decresce linearmente de $E=15\text{ MV/m}$ em $x=0$ até $E=0$ em $x=5\text{ cm}$, com inclinação $-3\text{ MV/m}$ por centímetro. Em $x=4\text{ cm}$:
Um bloco de massa $m$ constante foi colocado num plano inclinado de ângulo de inclinação $\theta$, conforme mostra a figura ao lado.
Há atrito entre o plano inclinado e o bloco, sendo que o coeficiente de atrito estático vale $\mu_e$ e o coeficiente de atrito cinético vale $\mu_c$. O bloco está sujeito à ação gravitacional além da força de reação normal e da força de atrito geradas pelo plano inclinado. Na situação em que o bloco esteja estático, mas na iminência de começar a deslizar, de modo que a força de atrito estática é máxima, vale a relação:
a)$\mu_e=\text{tg}\,\theta$
b)$\mu_e=\cos\theta$
c)$\mu_e=\text{sen}\,\theta$
d)$\mu_e=\sec\theta$
e)$\mu_e=\text{cotg}\,\theta$
Gabarito oficial UFPR 2022
A
Resolução
No plano inclinado, decompondo o peso $mg$ nas direções paralela e perpendicular ao plano: componente paralela $mg\,\text{sen}\,\theta$ (tendendo a deslizar o bloco) e componente perpendicular $mg\cos\theta$, que iguala a normal $N$.
Na iminência de deslizar, a força de atrito estático é máxima, $f_{e,\text{máx}}=\mu_e N$, e equilibra a componente paralela do peso:
Uma certa quantidade de gás ideal executa o ciclo termodinâmico ABCDA no sentido horário, conforme ilustrado na figura abaixo.
Considerando os dados apresentados na figura e no enunciado, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do trabalho total $W$ realizado pelo gás ao longo de todo o ciclo ABCDA.
a)$W=-200\text{ kJ}$
b)$W=-100\text{ kJ}$
c)$W=100\text{ kJ}$
d)$W=200\text{ kJ}$
e)$W=400\text{ kJ}$
Gabarito oficial UFPR 2022
D
Resolução
O trabalho total realizado pelo gás ao longo de um ciclo fechado é numericamente igual à área delimitada pela curva no diagrama $P\times V$. Os vértices são $A=(5,20)$, $B=(10,40)$, $C=(20,40)$ e $D=(15,20)$ (em $\text{m}^3$ e kPa).
Calculando a área do quadrilátero ABCD (por exemplo, decompondo em triângulos ou usando a fórmula do polígono), obtém-se área $=200\ \text{m}^3\cdot\text{kPa}=200\text{ kJ}$.
Como o ciclo é percorrido no sentido horário no diagrama $P\times V$, o trabalho total realizado pelo gás é positivo (ciclo motor):
$W=+200\text{ kJ}$.
Alternativa correta: D
Q28
Calorimetria — Calor Sensível
Um calorímetro ideal contém 200 g de água a uma temperatura $T_0=20\text{ °C}$ ao nível do mar. Uma certa quantidade de calor correspondendo a 48 kJ é transferida à água, que atinge uma temperatura $T$. Supondo que todo o calor transferido foi absorvido pela água, sabendo que o calor específico da água vale $c=1\text{ cal/g\,°C}$ e considerando a conversão $1\text{ cal}=4\text{ J}$, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da temperatura final da água, que se mantém líquida em todo o processo.
a)$T=60\text{ °C}$
b)$T=70\text{ °C}$
c)$T=80\text{ °C}$
d)$T=90\text{ °C}$
e)$T=100\text{ °C}$
Gabarito oficial UFPR 2022
C
Resolução
Convertendo o calor específico para o SI: $c=1\text{ cal/g\,°C}=4\text{ J/g\,°C}$. Pela equação do calor sensível, $Q=mc\Delta T$:
