UFRR 2016 · Integral · E3 — Questões de Física com Gabarito e Resolução

Q28

Mecânica — Quantidade de Movimento — Impulso na reflexão da bola

Uma bola de futebol de massa m = 2,50kg é arremessada contra uma parede que se encontra a uma distância d = 5,00m do arremessador, considerando que a bola leva um tempo total t = 1,20s para retornar as mãos do arremessador. Assumindo velocidade constante, o módulo do momento linear transferido à parede pela bola será:

A)10,00Kg/m

B)15,10cm /s N²²

C)20,75N.s

D)10,00N

E)13,00m/s

Gabarito oficial da UFRR

Anulada

Resolução comentada

$$v=\frac{2d}{t}$$

$$v=\frac{10}{1{,}20}$$

$$v\approx8{,}33\ \mathrm{m/s}$$

$$|\Delta p|=2mv$$

$$|\Delta p|\approx41{,}67\ \mathrm{N\,s}$$

O impulso recebido pela parede tem esse mesmo módulo. Nenhuma alternativa apresenta o resultado; o gabarito anula o item.

Q29

Mecânica — Quantidade de Movimento — Conservação de momento e de energia

Considere as seguintes afirmações referentes a conservação de energia, conservação de momento linear e colisões. I - Num sistema isolado, a quantidade de movimento é constante. II - Numa colisão elástica, a energia cinética não se conserva e os corpos se separam após a colisão. III - Numa colisão inelástica, os corpos ficam unidos após a colisão e não existe perda de energia cinética. IV - A energia mecânica do corpo é constante, se as únicas forças que realizam trabalho não nulo são conservativas. Écorretoafirmar que somente:

A)II e IV são verdadeiras;

B)II é verdadeira;

C)II e III são verdadeiras;

D)I e II são verdadeiras;

E)I e IV são verdadeiras.

Gabarito oficial da UFRR

Resolução comentada

I é verdadeira: em sistema isolado, o momento linear total permanece constante.

II é falsa: em colisão elástica conserva-se a energia cinética total.

III é falsa: união dos corpos caracteriza colisão perfeitamente inelástica, com diminuição da energia cinética na colisão não trivial.

IV é verdadeira: se apenas forças conservativas realizam trabalho, a energia mecânica se conserva.

Portanto, I e IV são verdadeiras.

Alternativa correta: E.

Q30

Mecânica — Hidrostática — Identificação do empuxo

Um corpo total ou parcialmente submerso em um fluido, em equilíbrio, e sob a ação da gravidade, recebe a ação de uma força vertical de sentido oposto à força da gravidade. Com base na informação, assinale a alternativacorreta.

A)A força é denominada atrito.

B)A força é denominada constante.

C)A força é denominada empuxo.

D)A força é denominada gravidade.

E)A força é denominada deslocamento.

Gabarito oficial da UFRR

Resolução comentada

A pressão aumenta com a profundidade no fluido em equilíbrio.

A resultante das forças de pressão sobre o corpo aponta verticalmente para cima e recebe o nome de empuxo.

$$E=\rho_{\mathrm{fluido}}gV_{\mathrm{deslocado}}$$

Alternativa correta: C.

Q31

Termologia — Dilatação Térmica — Comportamento anômalo da água

Ao se elevar a temperatura de uma substância, ocorre um aumento de seu volume. Considerando que a temperatura da água é aumentada de 0 °C à 4 °C, é correto afirmar que:

A)o volume aumenta e a densidade diminui e, a partir de 4 °C, o volume aumenta e a densidade diminui;

B)a densidade diminui e o volume também e, a partir de 4 °C tanto a densidade quanto o volume aumentam;

C)o volume diminui e a densidade aumenta e, a partir de 4 °C, o volume aumenta e a densidade diminui;

D)o volume e a densidade permanecem inalterados, visto que a variação de 0 °C à 4 °C da temperatura é muito pequena;

E)o volume diminui e a densidade se mantém constante, e a partir de 4° C, o volume e a densidade aumentam.

Gabarito oficial da UFRR

Resolução comentada

Entre 0 °C e 4 °C, o volume de uma massa de água diminui.

$$\rho=\frac mV$$

Sua densidade aumenta e atinge o máximo próximo de 4 °C.

Acima dessa temperatura, nas condições usuais consideradas, o volume aumenta e a densidade diminui.

Alternativa correta: C.

Q32

Óptica — Refração — Reflexão total em fibra óptica

As fibras ópticas são fios extremamente finos, flexíveis e transparentes. São constituídos geralmente por náilon ou vidro. Quando um sinal luminoso é lançado nesses fios, a luz percorrerá a estrutura com velocidade próxima à que desenvolve no vácuo e, ao se chocar com a superfície de separação vidro/ar, não sofrerá refração. Pois, o ângulo de incidência do raio de luz será sempre superior ao do ângulo limite, devido a espessura mínima do fio. Como consequência, haverá o fenômeno indicado corretamente na alternativa:

A)difusão;

B)interferência;

C)dispersão;

D)refração;

E)reflexão total.

Gabarito oficial da UFRR

Resolução comentada

A luz incide do meio de maior índice para o de menor índice.

Quando o ângulo de incidência supera o ângulo limite, não há raio refratado propagante e ocorre reflexão total.

$$\sin\theta_L=\frac{n_{ar}}{n_{vidro}}$$

O guiamento depende dos índices e da geometria de incidência; não é consequência apenas da espessura da fibra.

Alternativa correta: E.

Q33

Termologia — Gases Ideais — Sinal do trabalho na compressão

Um recipiente cilíndrico munido de um pistão contém um gás ideal à temperatura ambiente, pressão de $1{,}02\times10^5\ \mathrm{N/m^2}$ e volume de $2{,}00\times10^{-2}\ \mathrm{m^3}$. Uma força externa F atua sobre o pistão, reduzindo o volume do gás para $1{,}98\times10^{-2}\ \mathrm{m^3}$. A pressão se mantém constante durante o processo. O trabalho realizado sobre o gás foi de:

A)20,40 J

B)-20,40 J

C)24,00 J

D)-24,00 J

E)-0,24 J

Gabarito oficial da UFRR

Resolução comentada

$$\Delta V=1{,}98\times10^{-2}-2{,}00\times10^{-2}$$

$$\Delta V=-2{,}0\times10^{-4}\ \mathrm{m^3}$$

$$W_{\mathrm{pelo}}=P\Delta V$$

$$W_{\mathrm{pelo}}=-20{,}40\ \mathrm J$$

$$W_{\mathrm{sobre}}=+20{,}40\ \mathrm J$$

O comando pede trabalho sobre o gás, positivo na compressão. A resposta publicada corresponde ao trabalho pelo gás; a divergência fica registrada sem pontuação TEF.

Resposta publicada pela banca: B.

Q34

Eletricidade — Eletrostática — Densidade superficial de carga

Um plano retangular de área A, no sistema internacional (SI), é carregado com carga elétrica +Q, distribuída uniformemente em toda a superfície. Qual será a densidade de carga elétrica dessa região?

A)Valor variável em unidades de coulomb/m

B)+Q/A coulomb/m²

C)+Q coulomb/m⁴

D)–Q coulomb/m⁵

E)10 Q coulomb/m

Gabarito oficial da UFRR

Resolução comentada

$$\sigma=\frac QA$$

No SI, Q é expresso em coulombs e A em metros quadrados.

$$[\sigma]=\mathrm{C/m^2}$$

Como a carga é positiva, a densidade também é positiva.

Alternativa correta: B.

Q35

Eletricidade — Eletrodinâmica — Quatro resistores em série

Considere o sistema de um circuito contendo quatro resistores organizados (configurados) em série, com valores respectivos 10 ohms, 10 ohms, 10 ohms e 10 ohms, sendo ligados em uma única fonte (bateria) com fem de 10 volts. Pode-se afirmar que a resistência equivalente do circuito, terá valor:

A)40 ohms

B)50 ohms

C)10 ohms

D)30 ohms

E)0 ohm

Gabarito oficial da UFRR

Resolução comentada

$$R_{eq}=R_1+R_2+R_3+R_4$$

$$R_{eq}=10+10+10+10$$

$$R_{eq}=40\ \Omega$$

Alternativa correta: A.

Q36

Eletricidade — Eletrodinâmica — Potências com dados incompatíveis no circuito

Um circuito é formado por um resistor de resistência R, ligado em uma bateria com fem de valor 12 volts e resistência interna desprezível. A corrente e a fem estão na mesma direção. Sabendo-se que a resistência do resistor vale 2 ohms e a corrente que passa pelo resistor, no circuito, tem valor de 1 ampere. Pergunta-se: quais são os valores das potências, respectivamente, dissipada pelo resistor R, e da bateria?

A)0 W e 1 W

B)1 W e 0 W

C)3 W e 2

D)2 W e 12 W

E)4 W e 2 W

Gabarito oficial da UFRR

Resolução comentada

Usando separadamente os valores declarados:

$$P_R=RI^2$$

$$P_R=2\times1^2=2\ \mathrm W$$

$$P_{\mathrm{fonte}}=\varepsilon I$$

$$P_{\mathrm{fonte}}=12\times1=12\ \mathrm W$$

Esses são os valores da opção publicada. Contudo, no circuito descrito:

$$I=\frac{12}{2}=6\ \mathrm A$$

Com 6 A, ambas as potências seriam 72 W. A corrente de 1 A exigiria outro elemento não descrito. Preserva-se o gabarito com ressalva, sem pontuação.

Resposta publicada pela banca: D.