Unioeste Vestibular 2022 — Questões de Física comentadas — Método TEF

O princípio de Pascal afirma que a variação de pressão aplicada a um fluido incompressível em equilíbrio é transmitida integralmente a todos os pontos do fluido e às paredes do recipiente. Isso elimina as afirmações em que a transmissão é parcial, nula ou só ao fluido.

Pressão no êmbolo de entrada, gerada pelo bloco: $p_e=\dfrac{mg}{A_e}$. Pressão no êmbolo de saída, sustentando a mola comprimida de $x$ (a viga não se move, então o êmbolo está em equilíbrio): $p_s=\dfrac{kx}{A_s}$.

Pelo princípio de Pascal, $p_e=p_s$ (mesma altura): $\dfrac{mg}{A_e}=\dfrac{kx}{A_s}\Rightarrow m=\dfrac{kx}{g}\,\dfrac{A_e}{A_s}$.

Conferência de sentido físico: se $A_s>A_e$, o êmbolo de saída exerce força maior que a de entrada (efeito do macaco), e o mesmo $kx$ corresponde a um bloco menor, o que é compatível com o fator $A_e/A_s<1$.

Lendo a tabela (cada linha dá o valor da unidade à esquerda nas unidades das colunas): $1\text{ cahiz}=144\text{ almudes}$, $1\text{ cuartilla}=3\text{ almudes}$, $1\text{ fanega}=12\text{ almudes}$ e $1\text{ almude}=2\text{ medios}$.

Em cahizes: $\dfrac{7}{144}\approx4{,}86\times10^{-2}$ cahiz (um valor pequeno, pois o cahiz é a unidade grande).

Em cuartillas: $\dfrac73\approx2{,}33$ cuartillas.

Em cm³: $7\text{ almudes}=\dfrac7{12}\text{ fanega}$, e $\dfrac7{12}\cdot55{,}501\text{ dm}^3\approx32{,}4\text{ dm}^3$. Como $1\text{ dm}^3=10^3\text{ cm}^3$, resulta $3{,}24\times10^{4}\text{ cm}^3$.

Em medios: $7\cdot2=14$ medios. As alternativas trazem $13{,}98$, que é praticamente esse valor, e o dado é igual em quatro delas; o que as distingue são os outros três resultados, que só se combinam como acima.

As alternativas restantes trocam as unidades ou erram a potência de dez: por exemplo, um volume de $7$ almudes não pode ser $2{,}33\text{ cm}^3$ nem $3{,}24\times10^{-4}\text{ cm}^3$.

Com a chave aberta, o ramo de $R_1$ não conduz, e o bloco paralelo é formado só por $R_2$ e $R_3$: $R_{bloco}=\dfrac{R\cdot R}{R+R}=\dfrac R2$. A resistência total do circuito, em série com $R$ e com a lâmpada, é $R_{tot}=\dfrac R2+R+R_L$.

Fechando a chave, $R_1$ entra em paralelo com $R_2$ e $R_3$: $\dfrac1{R_{bloco}}=\dfrac3R\Rightarrow R_{bloco}=\dfrac R3<\dfrac R2$. A resistência total diminui para $R_{tot}'=\dfrac R3+R+R_L$.

Como a bateria é ideal ($\varepsilon$ constante), a corrente total $i=\dfrac{\varepsilon}{R_{tot}}$ aumenta. A lâmpada está em série com o conjunto, e é percorrida por essa corrente total: sua potência $P=R_Li^2$ aumenta, e o brilho também.

Os demais itens falham: acrescentar um ramo em paralelo diminui (e não aumenta) a resistência equivalente; e a tensão sobre a lâmpada não permanece a mesma, pois $V_L=R_Li$ cresce com a corrente.

Pela lei de Faraday, a força eletromotriz induzida depende da rapidez com que o fluxo varia: $|\varepsilon|=\left|\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}\right|$. Em um gerador, com fluxo $\Phi=NBA\cos\omega t$, a fem é $\varepsilon=NBA\,\omega\,\text{sen}\,\omega t$, e seu valor máximo cresce com a velocidade angular $\omega$.

Aumentar $\omega$ não altera o valor máximo do fluxo ($NBA$), mas faz o fluxo variar mais rápido, aumentando a fem.

Os demais itens falham: diminuir $\omega$ reduz a rapidez da variação (e a fem), e o fluxo máximo não depende de $\omega$; inverter a polaridade do ímã só inverte o sinal da fem, sem alterar seu módulo.

Do gráfico: $P_A=10\text{ kPa}$ com $V_A=50\text{ m}^3$ e $T_A=50\text{ K}$; $P_B=20\text{ kPa}$ e $T_B=200\text{ K}$.

Para uma massa fixa de gás ideal, $\dfrac{P_AV_A}{T_A}=\dfrac{P_BV_B}{T_B}$, e não é preciso conhecer a forma do processo, apenas os estados inicial e final.

$\dfrac{10\cdot50}{50}=\dfrac{20\,V_B}{200}\Rightarrow10=\dfrac{V_B}{10}\Rightarrow V_B=100\text{ m}^3$.

Objeto entre a lente e o foco: a lente convergente forma uma imagem virtual, direita e maior (é o caso da lupa). Dizer que ela 'continua invertida' é errado.

Condição de convergência: uma lente biconvexa é convergente se $n_{lente}>n_{meio}$ (equação dos fabricantes: $\dfrac1f=\left(\dfrac{n_{lente}}{n_{meio}}-1\right)\left(\dfrac1{R_1}+\dfrac1{R_2}\right)$, que tem $f>0$ nesse caso). Isso confere com o enunciado.

Raio de curvatura: pela mesma equação, aumentar os raios $R_1$ e $R_2$ diminui o termo entre parênteses, e $f$ aumenta.

Objeto em F: os raios saem paralelos, e a imagem se forma no infinito, isto é, não há formação de imagem real.

Aproximando o objeto de F (por fora do foco): a imagem real se afasta da lente e fica maior, pois o aumento $A=\dfrac{f}{f-p}$ cresce em módulo quando $p\to f$.

Gráfico $E\times f$: $E=hf$ é uma função linear de $f$, e o gráfico é uma reta que passa pela origem, de inclinação $h$.

Valor de $h$ em eV·s: $h=\dfrac{6{,}6\times10^{-34}\text{ J}\cdot\text{s}}{1{,}6\times10^{-19}\text{ J/eV}}=4{,}125\times10^{-15}\text{ eV}\cdot\text{s}$. Correto.

Cobre: $hf=4{,}125\times10^{-15}\cdot2{,}0\times10^{15}=8{,}25\text{ eV}$, e $K_{máx}=8{,}25-4{,}7=3{,}55\text{ eV}$. Correto.

Um único fóton: a interação é fóton a fóton; se $hf\geq\phi$, um só fóton basta para ejetar um elétron. Correto.

Quantidade de elétrons: a energia dos fótons determina a energia cinética de cada elétron ejetado ($K=hf-\phi$), enquanto a quantidade de elétrons ejetados depende do número de fótons por segundo, ou seja, da intensidade da luz. Aumentar a energia do fóton (a frequência), mantida a intensidade, não aumenta a quantidade de elétrons.