UERR 2024 — Questões de Física com gabarito oficial e resolução — Método TEF
Universidade Estadual de Roraima
Física · Questões 37 a 45 · Aplicação: 29/10/2023 · Gabarito oficial definitivo.
Gabarito oficial definitivo: questões 42 e 45 anuladas. As resoluções das questões anuladas são análises pedagógicas e não substituem o resultado da banca.
Q37
Mecânica — Dinâmica — Empuxo e força resultante
Uma pedra é solta na superfície de um aquário e percorre $20\ \text{cm}$ até atingir o fundo. A pedra possui densidade igual a $7{,}0\ \text{g/cm}^3$ e volume igual a $70\ \text{cm}^3$. A aceleração da gravidade é igual a $10\ \text{m/s}^2$ e a densidade da água é $1{,}0\ \text{g/cm}^3$.
Nessa situação hipotética, desprezadas as forças de atrito, é correto afirmar que
A)a aceleração da pedra, durante a queda até o fundo do aquário, é maior que $8{,}85\ \text{m/s}^2$.
B)a velocidade com que a pedra toca o fundo do aquário é de $4\ \text{m/s}$.
C)o tempo que a pedra leva para atingir o fundo do aquário é maior que $2$ segundos.
D)a força resultante que atua na pedra é de $4{,}2\ \text{N}$.
E)a força resultante na pedra corresponde somente à força peso.
Gabarito oficial definitivo — UERR 2024
D
Resolução
O peso da pedra é $P=\rho_p Vg$. Convertendo as unidades: $\rho_p=7000\ \text{kg/m}^3$ e $V=70\times10^{-6}\ \text{m}^3$.
Assim, $m=\rho_pV=0{,}49\ \text{kg}$ e $P=4{,}9\ \text{N}$.
Com a pedra imersa, o empuxo corresponde ao peso da água deslocada: $E=\rho_{\text{água}}Vg=1000\cdot70\times10^{-6}\cdot10=0{,}7\ \text{N}$.
Logo, $F_R=P-E=4{,}9-0{,}7=4{,}2\ \text{N}$. Observe que $a=F_R/m\approx8{,}57\ \text{m/s}^2$, menor que $8{,}85\ \text{m/s}^2$.
Alternativa correta: D.
Q38
Mecânica — Trabalho e Energia — Trabalho de força constante
Ao se aplicar sobre uma caixa uma força horizontal constante de módulo $40\ \text{N}$, em uma superfície plana cujo coeficiente de atrito é $0{,}4$, a caixa se move com velocidade constante, sob a aceleração da gravidade de $10\ \text{m/s}^2$.
Nessas condições, para um deslocamento da caixa de $5\ \text{m}$, é correto afirmar que
A)a variação da energia cinética é constante.
B)o trabalho realizado pela força resultante é de $10\ \text{J}$.
C)o trabalho realizado pela força horizontal é de $200\ \text{J}$.
D)o trabalho realizado pela força de atrito é de $-250\ \text{J}$.
E)a massa estimada da caixa é de $2\ \text{kg}$.
Gabarito oficial definitivo — UERR 2024
C
Resolução
A força horizontal é paralela ao deslocamento, portanto $W_F=F\Delta s=40\cdot5=200\ \text{J}$.
Como o movimento é uniforme, a força resultante é nula. O atrito tem módulo $40\ \text{N}$ e realiza trabalho negativo: $W_{\text{at}}=-200\ \text{J}$.
Pelo teorema da energia cinética, $\Delta K=W_R=0$. Da expressão $\mu mg=40$, obtemos $m=\dfrac{40}{0{,}4\cdot10}=10\ \text{kg}$.
Alternativa correta conforme o gabarito oficial: C.
Q39
Mecânica — Cinemática — Gráfico posição × tempo
Gráfico reproduzido do caderno oficial da UERR 2024.
O gráfico precedente representa a função horária da posição $x$ de um móvel que está realizando um movimento uniforme em trajetória retilínea. Com base nesse pressuposto, assinale a opção que expressa a posição $x$ do móvel, em metros, em função do tempo $t$, em segundos.
A)$x=40+19t$
B)$x=20+38t$
C)$x=10+38t$
D)$x=40+38t$
E)$x=10+19t$
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A
Resolução
O movimento é uniforme: $x(t)=x_0+vt$. Do gráfico, $x_0=40\ \text{m}$ e, para $t=20\ \text{s}$, $x=420\ \text{m}$.
O módulo da velocidade é $v=\dfrac{420-40}{20-0}=19\ \text{m/s}$.
Logo, $x=40+19t$, com $x$ em metros e $t$ em segundos.
Alternativa correta: A.
Q40
Mecânica — Impulso — Área do gráfico força × tempo
Gráfico reproduzido do caderno oficial da UERR 2024.
A figura precedente apresenta um gráfico de força $F$ versus tempo $t$. Na situação representada no gráfico, o valor do impulso produzido pela força $F$ no intervalo de tempo de $0\ \text{s}$ a $30\ \text{s}$ é igual a
A)$9{,}00\times10^2\ \text{N}\cdot\text{s}$.
B)$1{,}35\times10^3\ \text{N}\cdot\text{s}$.
C)$1{,}22\times10^3\ \text{N}\cdot\text{s}$.
D)$9{,}00\times10^3\ \text{N}\cdot\text{s}$.
E)$1{,}35\times10^4\ \text{N}\cdot\text{s}$.
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B
Resolução
O impulso corresponde à área sob o gráfico $F\times t$. Entre $0$ e $30\ \text{s}$, a força cresce linearmente de $15\ \text{N}$ para $75\ \text{N}$.
A área é a de um trapézio: $J=\dfrac{F_i+F_f}{2}\,\Delta t=\dfrac{15+75}{2}\cdot30=1350\ \text{N}\cdot\text{s}$.
Considere que um novo termômetro, com uma escala termométrica denominada sigma ($\sigma$), tenha sido criado com as seguintes convenções: ponto de fusão da água igual a $5\ ^\circ\sigma$ e ponto de ebulição da água igual a $60\ ^\circ\sigma$. Nesse caso, assinale a opção que apresenta a equação correta de conversão de uma temperatura medida na escala $\sigma$ ($T_\sigma$) para a escala Celsius ($T_C$).
A)$T_\sigma=\dfrac{55}{100}T_C+10$
B)$T_\sigma=0{,}55T_C+100$
C)$T_\sigma=\dfrac35T_C+5$
D)$T_\sigma=0{,}8T_C+10$
E)$T_\sigma=5\left(\dfrac{11}{100}T_C+1\right)$
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E
Resolução
As duas escalas variam linearmente entre os pontos de fusão e ebulição da água:
Eletricidade — Eletrodinâmica — Resistores em paralelo
Circuito reproduzido do caderno oficial da UERR 2024.
O circuito precedente é composto de uma bateria com diferença de potencial de $12\ \text{V}$ conectada aos terminais de uma combinação em paralelo de dois resistores com resistências $2R\ \Omega$ e $3R\ \Omega$. Nesse circuito, percorre uma corrente elétrica contínua $I$ expressa por
A)$I=\dfrac{10}{R}\ \text{A}$.
B)$I=\dfrac56R^2\ \text{A}$.
C)$I=\dfrac{R}{100}\ \text{A}$.
D)$I=\dfrac65R\ \text{A}$.
E)$I=\dfrac{100}{R^2}\ \text{A}$.
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NULA
Questão anulada no gabarito oficial definitivo.
Resolução
Para os dois resistores em paralelo, $R_{\text{eq}}=\dfrac{(2R)(3R)}{2R+3R}=\dfrac65R$ (interpretando $R$ como o valor numérico da resistência em ohms).
A corrente total fornecida pela bateria é $I=\dfrac{12}{(6/5)R}=\dfrac{10}{R}\ \text{A}$.
Portanto, pelo cálculo usual do circuito, a expressão coincide com a alternativa A.
Questão anulada no gabarito oficial definitivo. A expressão calculada é uma análise física, não um gabarito válido. O documento oficial não informa o motivo da anulação.
Q43
Óptica — Visão — Miopia e hipermetropia
O olho humano, apresentado no esquema da figura a seguir, forma imagens por meio do fenômeno físico chamado de refração. No olho, existe o cristalino, uma lente biconvexa que fica localizada no interior do globo ocular. No fundo do globo ocular, encontra-se a retina, que é sensível à luz e serve como anteparo das imagens. Por todos esses fatores, o olho humano pode ser considerado um instrumento óptico. Existem casos em que as imagens não se formam exatamente sobre a retina, o que origina os denominados defeitos de visão.
Fonte indicada pela prova: Parque CienTec/USP (com adaptações).
Tendo como referência o texto precedente, assinale a opção correta, a respeito dos defeitos da visão.
A)Miopia é o defeito da visão que ocorre quando a imagem se forma atrás da retina.
B)A miopia, ou dificuldade em ver de perto, ocorre quando a luz que entra nos olhos se foca em frente à retina, em vez de diretamente sobre a retina.
C)Hipermetropia é o defeito da visão que ocorre quando a imagem do objeto é formada entre o cristalino e a retina.
D)Lentes divergentes fazem que a imagem formada seja focada no ponto certo; com isso, o problema de miopia pode ser corrigido.
E)Para se corrigir o problema da hipermetropia, deve-se usar óculos com lentes divergentes, que fazem que a imagem se firme exatamente sobre a retina.
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D
Resolução
A. Incorreta: na miopia, a imagem de um objeto distante tende a se formar antes da retina.
B. Incorreta: embora descreva a formação anterior à retina, a miopia compromete principalmente a visão de longe, não a de perto.
C. Incorreta: na hipermetropia, o foco estaria atrás da retina (sem compensação pela acomodação).
D. Correta: lentes divergentes reduzem a convergência dos raios incidentes e permitem que a imagem se forme sobre a retina do olho míope.
E. Incorreta: a hipermetropia é corrigida com lentes convergentes.
Alternativa correta: D.
Q44
Eletricidade — Eletrostática — Lei de Coulomb
A lei de Coulomb é uma lei da física que descreve a interação eletrostática entre partículas eletricamente carregadas. Formulada e publicada pela primeira vez em 1783 pelo físico francês Charles Augustin de Coulomb, foi essencial para o desenvolvimento do estudo da eletricidade. Essa lei diz respeito à interação eletrostática (atração ou repulsão) entre duas cargas elétricas, conforme ilustra a figura a seguir, e é válida unicamente para um sistema de duas cargas pontuais, ou seja, duas partículas com carga concentrada em uma região muito pequena do espaço.
Fonte do texto indicada pela prova: UFRGS (com adaptações).
Fonte da imagem indicada pela prova: Prepara ENEM.
Tendo como referência o texto e a imagem anteriormente apresentados, assinale a opção correta.
A)A Lei de Coulomb relaciona a intensidade da força eletrostática com a distância entre duas cargas: a força é diretamente proporcional ao produto dos módulos entre as cargas e também diretamente proporcional à distância que separa as cargas.
B)Considerando-se a constante de Coulomb no vácuo igual a $9\times10^9\ \text{N}\cdot\text{m}^2\cdot\text{C}^{-2}$, para duas cargas elétricas, cada uma com $2{,}0\times10^{-6}\ \text{C}$, separadas no vácuo por uma distância de $1\ \text{mm}$, a intensidade da força de interação entre elas é de $3{,}6\times10^4\ \text{N}$.
C)Para dois corpos carregados eletricamente, mantendo-se os módulos das cargas elétricas, a força de atração elétrica entre eles se modifica caso as suas massas sejam alteradas, pois, de acordo com a 3.ª lei de Newton (lei da ação e reação), as forças de atração entre os corpos são diferentes em módulo.
D)Uma importante propriedade da força elétrica é que ela é uma grandeza física escalar.
E)Por convenção, quando duas cargas têm mesmo sinal, a força é atrativa, e, quando as cargas têm sinais opostos, a força é repulsiva.
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B
Resolução
Pela lei de Coulomb, $F=k\dfrac{|q_1q_2|}{r^2}$. Convertendo a distância: $r=1\ \text{mm}=10^{-3}\ \text{m}$.
A alternativa A erra a dependência com a distância, que é inversamente proporcional ao quadrado. A C atribui indevidamente dependência da massa e desrespeita a terceira lei de Newton; a D chama de escalar uma força vetorial; a E inverte atração e repulsão.
Alternativa correta: B.
Q45
Eletromagnetismo — Força magnética — Carga em movimento
Um próton de carga $1{,}6\times10^{-19}\ \text{C}$ apresenta uma trajetória que faz um ângulo de $45^\circ$ com a direção de um campo magnético igual a $2\times10^{-3}\ \text{T}$. Por isso, o próton experimenta uma força magnética de $1{,}6\times10^{-16}\ \text{N}$.
Considerando as condições descritas anteriormente, e assumindo que $\operatorname{sen}(45^\circ)=\dfrac{\sqrt2}{2}$, conclui-se que o valor da velocidade do próton é igual a
A)$\dfrac{2}{\sqrt2}\times10^6\ \text{m/s}$.
B)$\sqrt2\times10^{-6}\ \text{m/s}$.
C)$\dfrac{1}{\sqrt2}\times10^6\ \text{m/s}$.
D)$\dfrac{\sqrt2}{2}\times10^{-6}\ \text{m/s}$.
E)$\dfrac{\sqrt2}{2}\times10^6\ \text{m/s}$.
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NULA
Questão anulada no gabarito oficial definitivo.
Resolução
Para uma carga com velocidade oblíqua em um campo magnético, o módulo da força é $F=|q|vB\operatorname{sen}\theta$.
Isolando a velocidade: $v=\dfrac{F}{|q|B\operatorname{sen}45^\circ}=\dfrac{1{,}6\times10^{-16}}{1{,}6\times10^{-19}\cdot2\times10^{-3}\cdot(\sqrt2/2)}$.
Efetuando as simplificações: $v=\dfrac{10^6}{\sqrt2}=\dfrac{\sqrt2}{2}\times10^6\ \text{m/s}$.
O resultado numérico obtido coincide com as alternativas C e E, pois $1/\sqrt2=\sqrt2/2$; há duplicidade matemática de alternativas.
Questão anulada oficialmente. O gabarito definitivo registra NULA. A equivalência entre C e E é uma constatação matemática no enunciado apresentado, mas o documento oficial não informa a justificativa da anulação.
