Mecânica — Cinemática — Composição vetorial de velocidade com correnteza
Considere que uma tartaruga marinha esteja se deslocando diretamente do Atol das Rocas para o Cabo de São Roque e que, entre esses dois pontos, exista uma corrente oceânica dirigida para Noroeste.
Na figura abaixo, $\vec V_R$ e $\vec V_c$ são vetores de módulos iguais que representam, respectivamente, a velocidade resultante e a velocidade da corrente oceânica em relação à Terra.
Dentre os vetores a seguir, aquele que melhor representa a velocidade $\vec V_T$ com que a tartaruga deve nadar, de modo que a resultante dessa velocidade com $\vec V_c$ seja $\vec V_R$, é:
A)
B)
C)
D)
Gabarito da COMPERVE/UFRN
A
Resolução comentada
A velocidade em relação à Terra é:
$$\vec V_R=\vec V_T+\vec V_c$$
Logo:
$$\vec V_T=\vec V_R-\vec V_c$$
Os vetores dados têm mesmo módulo e componentes oeste iguais. Subtraí-los cancela as componentes horizontais e deixa uma componente para sul.
A tartaruga deve nadar para sul em relação à água.
Alternativa correta: A.
Q26
Mecânica — Cinemática — Queda livre de corpos com massas diferentes
Contrariando os ensinamentos da física aristotélica, Galileu Galilei (1564-1642) afirmou que, desprezando-se a resistência do ar, dois corpos de massas diferentes atingiriam simultaneamente o solo, se abandonados de uma mesma altura, num mesmo instante e com velocidades iniciais iguais a zero. Para demonstrar experimentalmente tal afirmativa, em um laboratório de Física, duas esferas de massas diferentes foram abandonadas de uma mesma altura, dentro de uma câmara de vácuo, e atingiram o solo ao mesmo tempo. Do experimento realizado, pode-se concluir também que as duas esferas chegaram ao solo
A)com a mesma velocidade, mas com energia cinética diferente.
B)com a mesma energia cinética, mas com velocidade diferente.
C)com diferentes valores de velocidade e de energia cinética.
D)com os mesmos valores de energia cinética e de velocidade.
Gabarito da COMPERVE/UFRN
A
Resolução comentada
As esferas são abandonadas juntas, da mesma altura, sem velocidade inicial e sem resistência do ar.
Ambas têm a mesma aceleração gravitacional durante o mesmo tempo de queda. Portanto, chegam com a mesma velocidade.
A energia cinética, para uma mesma velocidade, é proporcional à massa. Como as massas são diferentes, as energias cinéticas de chegada também são diferentes.
Alternativa correta: A.
Q27
Mecânica — Gravitação — Energia potencial e gravidade em outro planeta
Recentemente, foi anunciada a descoberta de um planeta extra-solar, com características semelhantes às da Terra. Nele, a aceleração da gravidade nas proximidades da sua superfície é aproximadamente 2g (g representa o módulo do vetor aceleração da gravidade nas proximidades da Terra). Quando comparada com a energia potencial gravitacional armazenada por uma represa idêntica construída na Terra, a energia potencial gravitacional de uma massa d’água armazenada numa represa construída naquele planeta seria
A)quatro vezes maior.
B)duas vezes menor.
C)duas vezes maior.
D)quatro vezes menor.
Gabarito da COMPERVE/UFRN
C
Resolução comentada
Nas condições equivalentes:
$$E_p=mgh$$
No planeta, a gravidade é aproximadamente 2g.
$$E'_p=m(2g)h$$
$$E'_p=2E_p$$
A energia armazenada é duas vezes maior.
Alternativa correta: C.
Q28
Termologia — Termometria — Equilíbrio térmico durante a fervura
Considere que certa quantidade de gás de cozinha foi queimada, cedendo calor para uma panela que continha água, feijão e batatas. Considere, ainda, que, durante o processo de fervura, o conteúdo da panela permaneceu em equilíbrio térmico, por vários minutos.
Nessas condições, pode-se afirmar que, durante o equilíbrio térmico, a água, o feijão e as batatas
A)mantiveram a mesma energia interna.
B)receberam a mesma quantidade de calor.
C)mantiveram a mesma temperatura.
D)receberam o mesmo calor específico.
Gabarito da COMPERVE/UFRN
C
Resolução comentada
O enunciado afirma que água, feijão e batatas permanecem em equilíbrio térmico.
A condição que caracteriza esse equilíbrio é a igualdade das temperaturas.
As energias internas e quantidades de calor podem diferir, pois dependem de massas, materiais e transformações.
Alternativa correta: C.
Q29
Termologia — Transmissão de Calor — Absorção de infravermelho no efeito estufa
O efeito estufa, processo natural de aquecimento da atmosfera, é essencial para a existência de vida na Terra. Em tal processo, uma parcela da radiação solar refletida e da radiação térmica emitida pela superfície terrestre interage com determinados gases presentes na atmosfera, aquecendo-a. O principal mecanismo físico responsável pelo aquecimento da atmosfera devido à ação do efeito estufa resulta da
A)absorção, por certos gases da atmosfera, de parte da radiação ultravioleta recebida pela Terra.
B)reflexão, por certos gases da atmosfera, da radiação visível emitida pela Terra.
C)absorção, por certos gases da atmosfera, de parte da radiação infravermelha proveniente da superfície da Terra.
D)reflexão, por certos gases da atmosfera, de parte da radiação de microondas recebida pela Terra.
Gabarito da COMPERVE/UFRN
C
Resolução comentada
A superfície absorve parte da energia solar e emite radiação térmica, predominantemente infravermelha.
Certos gases absorvem e reemitem essa radiação, alterando a troca de energia com o espaço.
O mecanismo indicado é a absorção de infravermelho proveniente da superfície terrestre.
Alternativa correta: C.
Q30
Eletricidade — Eletrostática — Campo elétrico na membrana celular
Uma célula de fibra nervosa exibe uma diferença de potencial entre o líquido de seu interior e o fluido extracelular. Essa diferença de potencial, denominada potencial de repouso, pode ser medida por meio de microeletrodos localizados no líquido interior e no fluido extracelular, ligados aos terminais de um milivoltímetro, conforme a Figura 1.
Em um experimento de medida do potencial de repouso de uma célula de fibra nervosa, obteve-se o gráfico desse potencial em função da posição dos microeletrodos, conforme a Figura 2.
Considere que o módulo do vetor campo elétrico é dado por:
$$E=\frac{|\Delta V|}{|\Delta x|}$$
sendo ΔV a diferença de potencial elétrico entre as duas superfícies externa e interna da membrana celular e Δx a espessura dessa membrana.
A partir dessas informações, pode-se afirmar que o vetor campo elétrico, no interior da membrana celular, tem módulo igual a
A)8,0 × 10⁻² V/m e sentido de dentro para fora.
B)1,0 × 10⁷ V/m e sentido de dentro para fora.
C)1,0 × 10⁷ V/m e sentido de fora para dentro.
D)8,0 × 10⁻² V/m e sentido de fora para dentro.
Gabarito da COMPERVE/UFRN
C
Resolução comentada
A diferença de potencial tem módulo 80 mV e a espessura é a diferença entre 180 e 100 na escala do gráfico.
$$|\Delta V|=0{,}080\ \mathrm V$$
$$\Delta x=80\times10^{-10}$$
$$\Delta x=8{,}0\times10^{-9}\ \mathrm m$$
$$E=\frac{0{,}080}{8{,}0\times10^{-9}}$$
$$E=1{,}0\times10^7\ \mathrm{V/m}$$
O potencial diminui ao entrar na célula; o campo aponta de fora para dentro.
Alternativa correta: C.
Q31
Eletricidade — Eletrodinâmica — Corrente em modelo resistivo de choque
Um eletricista instalou uma cerca elétrica no muro de uma residência. Nas especificações técnicas do sistema, consta que os fios da cerca estão submetidos a uma diferença de potencial 1,0x104 V em relação à Terra. O eletricista calculou o valor da corrente que percorreria o corpo de uma pessoa adulta caso esta tocasse a cerca e recebesse uma descarga elétrica. Sabendo-se que a resistência elétrica média de um adulto é de 2,0x106 Ω e utilizando-se a lei de Ohm, o valor calculado pelo eletricista para tal corrente, em ampère, deve ser:
A)2,0 × 10²
B)5,0 × 10⁻³
C)5,0 × 10³
D)2,0 × 10⁻²
Gabarito da COMPERVE/UFRN
B
Resolução comentada
Aplicando a lei de Ohm:
$$I=\frac UR$$
$$I=\frac{1{,}0\times10^4}{2{,}0\times10^6}$$
$$I=5{,}0\times10^{-3}\ \mathrm A$$
O cálculo refere-se ao modelo resistivo da questão; não determina sozinho os efeitos fisiológicos de um choque real.
Alternativa correta: B.
Q32
Eletromagnetismo — Campo Magnético — Bússola sob linha de transmissão
As corridas de aventura constituem uma nova prática desportiva, baseada no trinômio aventura – desporto – natureza. Antes de iniciar uma dessas corridas, a equipe Vida Viva recebeu a instrução de que, quando chegasse a um ponto X, deveria tomar o rumo nordeste (NE) e seguir para o Posto de Controle 2 (PC2), conforme a figura abaixo. Ao ler o indicador da bússola, o navegador da equipe não percebeu que, sobre o ponto X, passava uma linha de transmissão de corrente contínua de sentido sul – norte.
Considere que a interferência causada pela corrente da linha de transmissão no campo magnético da bússola, cuja agulha antes apontava para o norte magnético, fez que ela passasse a apontar para o campo magnético da referida linha de transmissão. Após a leitura da bússola, a equipe Vida Viva, seguindo a direção indicada por esse instrumento, se deslocou do ponto X na direção
A)nordeste (NE).
B)noroeste (NO).
C)norte (N).
D)sul (S).
Gabarito da COMPERVE/UFRN
B
Resolução comentada
A corrente segue do sul para o norte.
Pela regra da mão direita, o campo diretamente abaixo do fio aponta para oeste.
A equipe pretendia seguir nordeste em relação à indicação da bússola. Com a referência norte deslocada para oeste, a direção seguida gira da mesma forma e se torna noroeste.
No mapa, isso afasta a equipe da rota esperada para o controle seguinte.
Alternativa correta: B.
Q33
Ondulatória — Conceitos Básicos — Ressonância entre pêndulos de mesmo comprimento
Em uma feira de ciências, um grupo de alunos apresentou um experimento que constava de uma barra metálica, livre para girar, apoiada em dois suportes. Nela, estavam suspensos três pêndulos simples, cujas massas e comprimentos são indicados na figura abaixo. O pêndulo 1, então, foi posto para oscilar perpendicularmente ao plano da figura. Após um intervalo de tempo, observou-se que um dos outros dois pêndulos passou a oscilar com amplitude bem maior que a do seu vizinho.
O pêndulo que passou a oscilar com maior amplitude foi
A)o pêndulo 3, e o fenômeno físico responsável foi a ressonância.
B)o pêndulo 2, e o fenômeno físico responsável foi a ressonância.
C)o pêndulo 3, e o fenômeno físico responsável foi a interferência.
D)o pêndulo 2, e o fenômeno físico responsável foi a interferência.
Gabarito da COMPERVE/UFRN
A
Resolução comentada
Para pequenas oscilações de pêndulos simples no mesmo local, o período depende do comprimento e não da massa suspensa.
Os pêndulos 1 e 3 têm o mesmo comprimento L e, por isso, a mesma frequência natural. O pêndulo 2, mais curto, tem frequência natural diferente.
A barra transmite as oscilações do pêndulo 1. A excitação na frequência natural do pêndulo 3 favorece sua amplitude: ocorre ressonância.
A diferença entre as massas de 1 e 3 não impede essa coincidência de frequências.
Alternativa correta: A.
Q34
Física Moderna — Física Quântica — Aspecto corpuscular no efeito fotoelétrico
Quando há incidência de radiação eletromagnética sobre uma superfície metálica, elétrons podem ser arrancados dessa superfície e eventualmente produzir uma corrente elétrica. Esse fenômeno pode ser aplicado na construção de dispositivos eletrônicos, tais como os que servem para abrir e fechar portas automáticas. Ao interagir com a superfície metálica, a radiação eletromagnética incidente se comporta como
A)onda, e o fenômeno descrito é chamado de efeito fotoelétrico.
B)partícula, e o fenômeno descrito é chamado de efeito fotoelétrico.
C)partícula, e o fenômeno descrito é chamado de efeito termiônico.
D)onda, e o fenômeno descrito é chamado de efeito termiônico.
Gabarito da COMPERVE/UFRN
B
Resolução comentada
Na descrição quântica, um elétron absorve energia de um fóton.
$$E_{\mathrm{fóton}}=hf$$
Se essa energia superar a função trabalho do metal, pode haver emissão.
O efeito é fotoelétrico e evidencia o aspecto corpuscular da radiação.
Alternativa correta: B.
Q35
Física Moderna — Física Quântica — Estabilidade no modelo atômico de Bohr
No início do século XX, foram propostos dois modelos atômicos da matéria, segundo os quais o átomo era constituído de um pequeno núcleo formado por cargas positivas e, em torno desse núcleo, orbitavam os elétrons. O modelo de Rutherford (1911) baseava-se em experimentos de espalhamento de partículas alfa desviadas pelos núcleos atômicos, enquanto o modelo de Bohr (1913), que procurava superar as limitações do modelo anterior, explicava o espectro de linhas de emissão do átomo de hidrogênio supondo que os elétrons podiam realizar transições entre as órbitas eletrônicas. Em relação a um dos modelos acima citados, pode-se afirmar também:
A)O modelo de Bohr explicava a estabilidade das órbitas eletrônicas do átomo a partir da quantização do momento angular.
B)O modelo de Bohr mostrava a instabilidade das órbitas eletrônicas do átomo a partir dos experimentos de espalhamento de partículas alfa.
C)O modelo de Rutherford explicava a instabilidade das órbitas eletrônicas do átomo a partir da quantização da energia.
D)O modelo de Rutherford mostrava a estabilidade das órbitas eletrônicas do átomo a partir de experimentos de espalhamento de partículas alfa.
Gabarito da COMPERVE/UFRN
A
Resolução comentada
Rutherford estabeleceu um modelo com pequeno núcleo positivo a partir do espalhamento alfa.
Bohr postulou estados estacionários permitidos e quantização do momento angular.
Nesses estados, o elétron não irradiaria continuamente segundo a descrição clássica. Essa hipótese explicava a estabilidade dentro do modelo de Bohr.
Alternativa correta: A.
Q36
Óptica — Lentes — Lentes de telescópio refrator
O telescópio refrator é um sistema óptico constituído, basicamente, de duas lentes: a objetiva, cuja função é formar uma imagem real e reduzida do objeto em observação, I1, nas proximidades do foco, F1' , e a ocular, que usa essa imagem como objeto, nas proximidades de seu foco, F2, para formar uma imagem virtual e ampliada, I2. Esta última é a imagem do objeto vista pelo observador. A figura abaixo representa um desses telescópios, no qual as duas lentes se acham localizadas nas posições correspondentes aos retângulos X e Y.
As lentes objetiva (X) e ocular (Y) que melhor se adaptam a esse telescópio devem ser:
A)ambas convergentes
B)ambas divergentes
C)respectivamente convergente e divergente
D)respectivamente divergente e convergente
Gabarito da COMPERVE/UFRN
A
Resolução comentada
A objetiva forma uma imagem real e reduzida de um objeto distante, exigindo uma lente convergente.
A ocular recebe essa imagem nas proximidades e aquém de seu foco, funcionando como lupa convergente para produzir imagem virtual ampliada.
Na configuração mostrada, ambas as lentes são convergentes.