UniVassouras 2013.1

Universidade de Vassouras

8 questões de Física · respostas e resoluções TEF

Q27
Trabalho da força resultante

O esquema abaixo mostra um plano inclinado com ângulo de 30º em relação ao solo. Um bloco desliza sobre esse plano do ponto A ao ponto B. A altura do ponto A em relação ao solo é igual a 3m.

UniVassouras 2013.1, questão 27: figura 1 da prova

Considere as seguintes informações sobre o bloco: massa = 4,0 kg; energia mecânica no ponto A = 400 J; energia potencial gravitacional no ponto B = zero; velocidade no ponto B = 10 m/s. O módulo do trabalho da força resultante que age sobre o bloco entre os pontos A e B corresponde, em joules, a:

A)80
B)100
C)130
D)170

Resposta calculada pelo TEF. Não foi fornecido gabarito oficial separado.

A

Resolução

No ponto A, $U_A=mgh=4\cdot10\cdot3=120\text{ J}$, adotando $g=10\text{ m/s}^2$. Como $E_A=400\text{ J}$, temos $K_A=280\text{ J}$. Em B, $K_B=mv^2/2=200\text{ J}$. Pelo teorema da energia cinética, $W_R=K_B-K_A=-80\text{ J}$; seu módulo é 80 J. O trabalho resultante não se confunde com o trabalho apenas do atrito.

Resposta calculada pelo TEF: A.

Q28
Pêndulo simples e arco

Em uma experiência, foi utilizado um pêndulo com período T igual a 1,2 segundos e comprimento do arco AB, descrito pelo centro da esfera que oscila, igual a 0,02 m. Observe a ilustração:

UniVassouras 2013.1, questão 28: figura 1 da prova

Considere os seguintes dados: $\pi=3$, $g=10\text{ m/s}^2$, $l=$ comprimento do pêndulo e $T=2\pi\sqrt{l/g}$. A medida do ângulo ACB, em radianos, equivale a:

A)0,12
B)0,10
C)0,05
D)0,02

Resposta calculada pelo TEF. Não foi fornecido gabarito oficial separado.

C

Resolução

Da expressão $T=2\pi\sqrt{l/g}$, com $T=1{,}2\text{ s}$, $\pi=3$ e $g=10\text{ m/s}^2$, resulta $l=g(T/2\pi)^2=0{,}40\text{ m}$. A medida angular é $\theta=s/l=0{,}02/0{,}40=0{,}05\text{ rad}$.

Resposta calculada pelo TEF: C.

Q31
Conservação da quantidade de movimento

Duas esferas, A e B, movem-se sem atrito e em sentidos contrários, como ilustra a figura a seguir.

EsferaVelocidade antes da colisãoMassa
A10 m/s3 kg
B6 m/s2 kg
UniVassouras 2013.1, questão 31: figura 1 da prova

Observe as velocidades e as massas das esferas:

A quantidade de movimento antes e depois da colisão entre A e B está indicada pelo seguinte vetor:

A)UniVassouras 2013.1, questão 31, alternativa A
B)UniVassouras 2013.1, questão 31, alternativa B
C)UniVassouras 2013.1, questão 31, alternativa C
D)UniVassouras 2013.1, questão 31, alternativa D

Resposta calculada pelo TEF. Não foi fornecido gabarito oficial separado.

D

Resolução

Adotando como positivo o sentido de A, a quantidade de movimento total antes da colisão é $p=3\cdot10-2\cdot6=18\text{ kg}\cdot\text{m/s}$, dirigida no sentido inicial de A. Sem impulso externo, o vetor quantidade de movimento total se conserva durante a colisão, independentemente de ela ser elástica ou inelástica.

Resposta calculada pelo TEF: D.

Q34
Energia cinética e potência

Um trem com massa igual a 100 toneladas, deslocando-se com velocidade de 54 km/h, é freado até parar. A energia equivalente ao trabalho realizado para parar esse trem poderia manter acesas, durante 1125 segundos, um número N de lâmpadas cujo consumo individual seja de 200 W. O número N é equivalente a:

A)50
B)75
C)120
D)200

Resposta calculada pelo TEF. Não foi fornecido gabarito oficial separado.

A

Resolução

A velocidade de 54 km/h equivale a 15 m/s, e 100 toneladas equivalem a $10^5\text{ kg}$. A energia retirada do trem é $E=mv^2/2=11{,}25\times10^6\text{ J}$. Cada lâmpada consome $200\cdot1125=225000\text{ J}$ no intervalo. Assim, $N=11{,}25\times10^6/225000=50$.

Resposta calculada pelo TEF: A.

Q35
Equilíbrio de uma balança

Uma balança, composta por dois braços que sustentam os pratos A e B, é usada em um laboratório escolar. Um dos braços dessa balança é 5% maior do que o outro. Para medir 420 gramas de um determinado produto químico, um estudante coloca um peso calibrado de 210 gramas no prato A, que equilibra uma porção X do produto químico no prato B, conforme ilustra a figura abaixo. X 210 A B

UniVassouras 2013.1, questão 35: figura 1 da prova
UniVassouras 2013.1, questão 35: figura 2 da prova

Em seguida, ele coloca o mesmo peso de 210 gramas no prato B que equilibra uma nova porção, denominada Y, desse produto químico no prato A. Observe: Y 210 A B

Juntando as porções X e Y, esse estudante conseguiu medir, de fato, uma quantidade, em gramas, equivalente a:

A)399,5
B)420,0
C)420,5
D)421,0

Resposta calculada pelo TEF. Não foi fornecido gabarito oficial separado.

C

Resolução

No equilíbrio, os momentos dos pesos se igualam. Se a razão entre os braços é 1,05, as duas pesagens produzem massas $X=210\cdot1{,}05=220{,}5\text{ g}$ e $Y=210/1{,}05=200\text{ g}$, ou os valores trocados conforme o braço escolhido. A soma é 420,5 g. Inverter os pratos não elimina exatamente o erro.

Resposta calculada pelo TEF: C.

Q36
Velocidade e conversão de unidades

Na tabela, estão relacionados alguns animais e suas respectivas velocidades médias.

AnimalVelocidade média
Antílope98 km/h
Gazela20 m/s
Gnu16 m/s
Guepardo115,2 km/h
Leão81 km/h

Admitindo que essas velocidades sejam constantes, a diferença de tempo, em segundos, entre o animal mais rápido e o mais lento, para percorrer 400 m, é aproximadamente de:

A)8
B)12
C)16
D)20

Resposta calculada pelo TEF. Não foi fornecido gabarito oficial separado.

B

Resolução

O mais rápido é o guepardo, com $115{,}2/3{,}6=32\text{ m/s}$; o mais lento é o gnu, com 16 m/s. Para 400 m, os tempos são 12,5 s e 25 s. A diferença, 12,5 s, corresponde aproximadamente a 12 s entre as opções.

Resposta calculada pelo TEF: B.

Q37
Associação de lâmpadas e corrente

Em uma aula de física, um professor apresentou aos alunos o circuito elétrico abaixo, composto de uma pilha de força eletromotriz ε = 1,5 V e duas lâmpadas iguais de 1,5 V – 1,5 × 10−2 W.

UniVassouras 2013.1, questão 37: figura 1 da prova
UniVassouras 2013.1, questão 37: figura 2 da prova

Em seguida, quatro outros circuitos foram apresentados, cada um contendo uma chave C, além dos elementos com as mesmas características do circuito anterior. Observe:

Ao se ligar a chave C, o circuito cuja intensidade da corrente elétrica possui valor superior ao fornecido pelo circuito original é o de número:

A)I
B)II
C)III
D)IV

Resposta calculada pelo TEF. Não foi fornecido gabarito oficial separado.

D

Resolução

No circuito original, as duas lâmpadas estão em paralelo: $R_{eq}=R/2$. Nos circuitos I, II e III, as resistências equivalentes são, respectivamente, $2R$, $R$ e $R$. Em IV, as três lâmpadas ficam em paralelo e $R_{eq}=R/3$. Para a mesma pilha, $i=\varepsilon/R_{eq}$; somente IV fornece corrente total maior que a do circuito original. Consideram-se lâmpadas de resistência constante.

Resposta calculada pelo TEF: D.

Q39
Polias ligadas por correia

O esquema a seguir representa uma engrenagem formada por duas polias cujos raios medem 40 cm e 12 cm. Em cada polia foi feita uma marca, indicadas pelas letras A e B. Inicialmente, a engrenagem está desligada, e essas marcas estão alinhadas com os centros das polias. Observe:

UniVassouras 2013.1, questão 39: figura 1 da prova

Após a engrenagem ser ligada, a polia menor terá de completar x voltas para que essas marcas fiquem novamente alinhadas, da mesma forma, pela primeira vez. O valor de x é igual a:

A)3
B)4
C)8
D)10

Resposta calculada pelo TEF. Não foi fornecido gabarito oficial separado.

D

Resolução

Sem deslizamento, os comprimentos percorridos pelas bordas das polias são iguais. Logo, $n_{\rm menor}/n_{\rm maior}=R_{\rm maior}/R_{\rm menor}=40/12=10/3$. Para as duas marcas voltarem simultaneamente às posições iniciais, os menores números inteiros de voltas são 10 e 3. A polia menor completa 10 voltas.

Resposta calculada pelo TEF: D.

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