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PUC-RS 2003.2 — Vestibular de Inverno — Questões de Física comentadas — Método TEF

PUCRS · Pontifícia Universidade Católica do RS · Física Q31–Q45

Questões 31 a 45 — Física · gabarito e resolução comentada Método TEF.

Q31
Física geral — Grandezas e unidades — Unidades

Um estudante mandou o seguinte e-mail a um colega: “No último fim de semana fui com minha família à praia. Depois de 2hrs de viagem, tínhamos viajado 110Km e paramos durante 20 MIN para descansar e fazer compras em um shopping. Meu pai comprou 2KG de queijo colonial e minha mãe 5ltrs de suco concentrado. Depois de viajarmos mais 2h, com uma velocidade média de 80KM/H, chegamos ao destino.”

O número de erros referentes à grafia de unidades, nesse e-mail, é

(A)

2.

(B)

3.

(C)

4.

(D)

5.

(E)

6.

Gabarito editorial por resolução · Fonte: PUC-RS 2003.2.pdf

E
Resolução comentada

São seis grafias inadequadas: hrs, Km, MIN, KG, ltrs e KM/H. As formas correspondentes são h, km, min, kg, L (ou l) e km/h.

Q32
Mecânica — Dinâmica — Forças de atrito

Um professor pretende manter um apagador parado, pressionando-o contra o quadro de giz (vertical). Considerando P o peso do apagador, e o coeficiente de atrito entre as superfícies do apagador e a do quadro igual a 0,20, a força mínima aplicada, perpendicular ao apagador, para que este fique parado, é

(A)

0,20P.

(B)

0,40P.

(C)

1,0P.

(D)

2,0P.

(E)

5,0P.

Gabarito editorial por resolução · Fonte: PUC-RS 2003.2.pdf

E
Resolução comentada

O atrito máximo é μN. Como a força aplicada produz N=F, o limite de equilíbrio é μF=P; F_min=P/0,20=5P.

Q33
Mecânica — Trabalho e energia — Teorema da energia cinética

Um carro de 800kg está com velocidade de 20,0m/s (72,0km/h). O trabalho resultante (em valor absoluto) que deve ser realizado sobre ele, de modo que pare, é

(A)

120kJ.

(B)

140kJ.

(C)

160kJ.

(D)

180kJ.

(E)

200kJ.

Gabarito editorial por resolução · Fonte: PUC-RS 2003.2.pdf

C
Resolução comentada

O módulo do trabalho resultante é a energia cinética inicial: mv²/2=800×20²/2=160000 J=160 kJ.

Q34
Eletricidade — Eletrodinâmica — Consumo de energia elétrica

Apesar do amplo emprego do Sistema Internacional de Unidades, algumas unidades do sistema inglês ainda são utilizadas, como, por exemplo, btu (british thermal unit). Usualmente, a potência de aparelhos de ar-condicionado é expressa em btu/h, sendo 1btu/h = 0,293W. Assim, um condicionador de ar de 15000btu//h emprega potência aproximada de 4,40kW e em 6,00h a energia elétrica consumida será

(A)

26,4kWh.

(B)

36,2kWh.

(C)

48,5kWh.

(D)

75,1kWh.

(E)

94,3kWh.

Gabarito editorial por resolução · Fonte: PUC-RS 2003.2.pdf

A
Resolução comentada

A energia consumida é E=PΔt=4,40×6=26,4 kWh.

Q35
Termologia — Calorimetria — Calorimetria

A temperatura de um corpo de 500g varia conforme ilustra o gráfico.

PUC-RS 2003.2, questão 35: figura ou expressão do enunciado

Sabendo-se que o corpo absorve calor a uma potência constante de 10,0cal/s, conclui-se que o calor específico do material que constitui o corpo é

(A)

0,40cal/g.oC.

(B)

0,50cal/g.oC.

(C)

0,60cal/g.oC.

(D)

0,70cal/g.oC.

(E)

0,80cal/g.oC.

Gabarito editorial por resolução · Fonte: PUC-RS 2003.2.pdf

C
Resolução comentada

Em 600 s, Q=10×600=6000 cal e ΔT=30−10=20 °C. Assim, c=Q/(mΔT)=6000/(500×20)=0,60 cal/(g·°C).

Q36
Termologia — Mudanças de fase — Mudancas fase

INSTRUÇÃO: Responder à questão 36 com base nas afirmações a seguir.

I.A geada sobre as plantas é constituída por partículas de gelo que caíram da atmosfera.

II.É possível, alterando a pressão, fazer água ferver a 20oC.

III.O gelo flutua na água devido ao ar aprisionado no seu interior. Pela análise das afirmações, conclui-se que somente

(A)

está correta a I.

(B)

está correta a II.

(C)

está correta a III.

(D)

estão corretas a I e a II.

(E)

estão corretas a II e a III.

Gabarito editorial por resolução · Fonte: PUC-RS 2003.2.pdf

B
Resolução comentada

A redução da pressão pode diminuir a temperatura de ebulição da água até 20 °C. Geada forma-se sobre a superfície; gelo flutua por sua densidade menor. Apenas II é correta.

Q37
Termologia — Termodinâmica — Transformações adiabáticas

Uma certa quantidade de ar contido num cilindro com pistão é comprimida adiabaticamente, realizando-se um trabalho de −1,5kJ. Portanto, os valores do calor trocado com o meio externo e da variação de energia interna do ar nessa compressão adiabática são, respectivamente,

(A)

−1,5kJ e 1,5kJ.

(B)

0,0kJ e −1,5kJ.

(C)

0,0kJ e 1,5kJ.

(D)

1,5kJ e −1,5kJ.

(E)

1,5kJ e 0,0kJ.

Gabarito editorial por resolução · Fonte: PUC-RS 2003.2.pdf

C
Resolução comentada

Q=0 numa transformação adiabática. Com trabalho do gás W=−1,5 kJ, ΔU=Q−W=+1,5 kJ.

Q38
Óptica — Lentes — Lentes

INSTRUÇÃO: Para responder à questão 38, considere as informações que seguem.

Quando um raio de luz monocromática passa obliquamente pela superfície de separação de um meio para outro mais refringente, o raio aproxima-se da normal à superfície. Por essa razão, uma lente pode ser convergente ou divergente, dependendo do índice de refração do meio em que se encontra. As figuras 1 e 2 representam lentes com índice de refração n1 imersas em meios de índice de refração n2, sendo N a normal à superfície curva das lentes.

PUC-RS 2003.2, questão 38: figura ou expressão do enunciado

Considerando essas informações, conclui-se que

(A)

a lente 1 é convergente se n2 < n1.

(B)

a lente 1 é convergente se n2 >n1.

(C)

a lente 2 é divergente se n2 >n1.

(D)

a lente 2 é convergente se n2 <n1.

(E)

as lentes 1 e 2 são convergentes se n1 = n2.

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A
Resolução comentada

A lente 1 é plano-convexa. Ela converge quando seu índice é maior que o do meio: n₁>n₂. Inverter essa desigualdade inverte seu comportamento.

Q39
Ondulatória — Conceitos básicos — Ondas

INSTRUÇÃO: Responder à questão 39 com base nas afirmações a seguir.

I.O som é uma onda mecânica, longitudinal, e a luz é uma onda eletromagnética, transversal.

II.O som e a luz são ondas mecânicas e propagam-se também no vácuo.

III.O som e a luz são ondas eletromagnéticas e necessitam um meio material para se propagar.

Pela análise das afirmações, conclui-se que somente

(A)

está correta a I.

(B)

está correta a II.

(C)

está correta a III.

(D)

estão corretas a I e a III.

(E)

estão corretas a II e a III.

Gabarito editorial por resolução · Fonte: PUC-RS 2003.2.pdf

A
Resolução comentada

No ar, o som é mecânico e longitudinal; a luz é eletromagnética e transversal. Som precisa de meio material, enquanto luz também se propaga no vácuo. Apenas I é correta.

Q40
Mecânica — Cinemática — Composição de velocidades

Um avião, voando a 240m/s em relação ao ar, numa altitude onde a velocidade do som é de 300m/s, dispara um míssil que parte a 260m/s em relação ao avião. Assim, as velocidades do míssil em relação ao ar e da onda sonora originada no disparo serão, respectivamente,

(A)

260m/s e 40m/s.

(B)

260m/s e 60m/s.

(C)

260m/s e 300m/s.

(D)

500m/s e 300m/s.

(E)

500m/s e 540m/s.

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D
Resolução comentada

No sentido do movimento, v_míssil/ar=260+240=500 m/s. A onda sonora propaga-se a 300 m/s em relação ao ar, independentemente da velocidade da fonte.

Q41
Óptica — Refração — Arco iris

INSTRUÇÃO: Responder à questão 41 com base nas afirmações a seguir.

O arco-íris resulta da

I.polarização da luz solar ao incidir nas gotas de água da chuva.

II.refração e reflexão total da luz solar nas gotas de água da chuva.

III.difração da luz solar nas gotas de água da chuva.

Pela análise das afirmações, conclui-se que somente

(A)

está correta a I.

(B)

está correta a II.

(C)

está correta a III.

(D)

estão corretas a I e a II.

(E)

estão corretas a II e a III.

Gabarito editorial por resolução · Fonte: PUC-RS 2003.2.pdf

B
Resolução comentada

B é a alternativa pretendida: o arco-íris envolve refração, dispersão e reflexão interna nas gotas. Ressalva: a afirmação II chama essa reflexão de total; no arco-íris primário usual ela é parcial, portanto a redação não é rigorosa.

Q42
Eletricidade — Eletrodinâmica — Resistência e resistividade

A resistência elétrica de um pedaço de fio metálico é 4,0Ω. Se considerarmos outro pedaço, constituído pelo mesmo metal e na mesma temperatura do pedaço inicial, porém com o dobro do comprimento e o dobro do diâmetro, sua resistência será

(A)

1,0Ω.

(B)

2,0Ω.

(C)

4,0Ω.

(D)

6,0Ω.

(E)

8,0Ω.

Gabarito editorial por resolução · Fonte: PUC-RS 2003.2.pdf

B
Resolução comentada

R=ρL/A. Dobrar o diâmetro quadruplica A, enquanto L dobra: R_nova=(2/4)R=2 Ω.

Q43
Eletromagnetismo — Indução eletromagnética — Transformadores

Um transformador apresenta no secundário o dobro de espiras do que no primário. Se tivermos no primário os valores eficazes para a tensão e corrente de 110V e 2,00A, respectivamente, é correto afirmar que, no secundário, os valores máximos possíveis para a tensão, corrente e potência serão, respectivamente,

(A)

110V, 4,00A e 440W.

(B)

110V, 2,00A e 220W.

(C)

220V, 2,00A e 440W.

(D)

220V, 1,00A e 220W.

(E)

220V, 1,00A e 440W.

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D
Resolução comentada

Para o transformador ideal, U_s/U_p=N_s/N_p=2, portanto U_s=220 V. A potência disponível é 110×2=220 W, e I_s=220/220=1 A. As tensões e correntes aqui são valores eficazes.

Q44
Eletromagnetismo — Força magnética — Força de Lorentz

A respeito da força magnética que pode atuar sobre um próton que se encontra nas proximidades de um longo condutor retilíneo percorrido por corrente elétrica, é correto afirmar que

(A)

a força magnética é máxima quando o próton se desloca obliquamente em relação ao condutor.

(B)

a intensidade da força magnética decresce com o quadrado da distância do próton ao condutor.

(C)

a força magnética é de atração quando o próton se desloca paralelamente ao fio e contrário ao sentido (convencional) da corrente.

(D)

a força magnética é de atração quando o próton se desloca paralelamente ao fio e no sentido (convencional) da corrente.

(E)

a intensidade da força magnética é diretamente proporcional ao quadrado da intensidade da corrente no condutor.

Gabarito editorial por resolução · Fonte: PUC-RS 2003.2.pdf

D
Resolução comentada

Um próton movendo-se no mesmo sentido da corrente sofre força dirigida para o fio. Correntes paralelas no mesmo sentido atraem-se; a regra da mão direita fornece o mesmo resultado para a carga.

Q45
Física moderna — Relatividade — Relatividade

A relação massa-energia (E = ∆mc2, com c2 = 9,0 x 1016 m2/s2) atualmente é vista como um emblema da Teoria da Relatividade Restrita, de 1905. Porém, já no início da década de 1890, a Física necessária para obter essa relação estava disponível, e implícita na equação do Eletromagnetismo Clássico, que põe em correspondência a quantidade de movimento e a energia de uma onda eletromagnética. No entanto, cabe inegavelmente a Einstein o mérito de tê-la generalizado. Essa relação permite concluir que, se aquecermos um corpo, fazendo com que ele absorva 90kJ, sua massa irá aumentar

(A)

um décimo de grama.

(B)

um centésimo de grama.

(C)

um milésimo de grama.

(D)

um milionésimo de grama.

(E)

um bilionésimo de grama.

Gabarito editorial por resolução · Fonte: PUC-RS 2003.2.pdf

E
Resolução comentada

Δm=E/c²=90000/(9×10¹⁶)=10⁻¹² kg=10⁻⁹ g, um bilionésimo de grama.

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