PUCRS · Pontifícia Universidade Católica do RS · Física Q31–Q45
Questões 31 a 45 — Física · gabarito e resolução comentada Método TEF.
Uma bola rolou para fora de uma mesa de 80cm de altura e avançou horizontalmente, desde o instante em que abandonou a mesa até o instante em que atingiu o chão, 80cm. Considerando g = 10m/s2, a velocidade da bola, ao abandonar a mesa, era de
8,0m/s
5,0m/s
4,0m/s
2,0m/s
1,0m/s
t=√(2h/g)=√(1,6/10)=0,40 s. Como o alcance é 0,80 m, v_x=0,80/0,40=2 m/s.
Uma pessoa pula de um muro, atingindo o chão, horizontal, com velocidade de 4,0m/s, na vertical. Se ela dobrar pouco os joelhos, sua queda é amortecida em 0,020s e, dobrando mais os joelhos, consegue amortecer a queda em 0,100s. O módulo da aceleração média da pessoa, em cada caso, é, respectivamente,
2,0m/s2 e 4,0m/s2
20m/s2 e 4,0m/s2
20m/s2 e 40m/s2
200m/s2 e 4,0m/s2
200m/s2 e 40m/s2
O módulo de Δv é 4 m/s. Assim, a₁=4/0,020=200 m/s² e a₂=4/0,100=40 m/s².
INSTRUÇÃO: Responder à questão 33 com base nos quatro gráficos a seguir, relacionados ao movimento de um corpo. A força indicada nos gráficos 3 e 4 é a resultante no sentido do movimento.
As áreas hachuradas nos gráficos são numericamente iguais, respectivamente, à
variação da velocidade, variação da aceleração, trabalho e impulso.
variação da energia cinética, variação da energia potencial, impulso e variação da quantidade de movimento.
variação da energia cinética, variação da energia potencial, trabalho e potência.
variação da velocidade, variação da aceleração, variação da força e potência.
distância percorrida, variação da velocidade, variação da energia cinética e variação da quantidade de movimento linear.
As áreas em v×t, a×t, F×x e F×t representam, respectivamente, deslocamento (aqui distância), variação da velocidade, trabalho resultante e impulso. Estes dois últimos igualam ΔE_c e Δp.
INSTRUÇÃO: Responder à questão 34 com base na figura, na qual R1 representa uma roldana móvel, R2 uma roldana fixa e o sistema está em repouso. As massas das cordas e das roldanas, bem como os atritos, são desprezíveis.
A relação entre as massas m1 e m2 é
m1 = m2
m1 = 2m2
m1 = 3m2
m2 = 2m1
m2 = 3m1
A tração vale m₂g. A polia móvel sustenta m₁ com duas trações: m₁g=2m₂g, portanto m₁=2m₂.
INSTRUÇÃO: Para responder à questão 35, considere a figura, que representa uma barra homogênea de peso P, na horizontal, apoiada no suporte S e equilibrada com uma força F, na vertical para cima.
A relação entre os módulos de P e F é
P = 2F
P = 3F
P = 4F
F = 2P
F = 3P
O apoio está a L/4 da extremidade A, e o centro de massa está a L/2. Tomando torques em S: P(L/4)=F(3L/4), logo P=3F. A marcação A presente no material não corresponde à geometria mostrada.
O empuxo que atua num corpo parcialmente submerso e em equilíbrio num líquido homogêneo
depende da massa específica do líquido.
é maior que o peso do corpo.
é menor que o peso do corpo.
independe do volume submerso do corpo.
independe da massa específica do líquido.
O empuxo obedece E=ρ_líquido·g·V_submerso. No equilíbrio de flutuação ele iguala o peso, com o volume submerso ajustado à densidade do líquido.
As unidades das grandezas capacidade térmica e vazão podem ser, respectivamente,
cal/0C e cm3/s
g/cal.0C e cm3/s
0C/s e cm3/g
J/kg e kg/l
J/s e kg/cm3
Capacidade térmica é calor por variação de temperatura, podendo ser expressa em cal/°C. Vazão volumétrica é volume por tempo, como cm³/s.
A velocidade de uma onda sonora no ar é 340m/s, e seu comprimento de onda é 0,340m. Passando para outro meio, onde a velocidade do som é o dobro (680m/s), os valores da freqüência e do comprimento de onda no novo meio serão, respectivamente,
400Hz e 0,340m
500Hz e 0,340m
1000Hz e 0,680m
1200Hz e 0,680m
1360Hz e 1,360m
f=v/λ=340/0,340=1000 Hz e não muda de meio. No segundo meio, λ=680/1000=0,680 m.
Numa garrafa térmica a 20 0C, contendo água também a 20 0C, é colocado um pedaço de gelo com 200g a 0 0C. Na situação final de equilíbrio térmico, verificase uma mistura de água e 100g de gelo. Sendo de 80cal/g o calor de fusão do gelo, o calor absorvido (da garrafa térmica e da água que nela se encontrava) pelo gelo e a temperatura final são, respectivamente,
1,6kcal e 20 0C
3,0kcal e 10 0C
6,0kcal e 10 0C
6,4kcal e 0 0C
8,0kcal e 0 0C
Derreteram 100 g, absorvendo Q=100×80=8000 cal=8 kcal. A coexistência final de água e gelo implica 0 °C.
INSTRUÇÃO: Responder à questão 40 com base nas afirmações a seguir.
I.A energia trocada entre dois sistemas, unicamente devida à diferença de temperatura entre ambos, chama-se calor.
II.Na transformação adiabática de um gás, sua energia interna permanece constante.
III.A energia interna de um sistema não depende do número de partículas que o constituem.
IV.A temperatura absoluta de um sistema depende do número de partículas que o constituem.
Pela análise das afirmações, conclui-se que somente
está correta a I.
está correta a II.
está correta a III.
estão corretas a I e a III.
estão corretas a II e a IV.
A afirmativa I define calor. Adiabático não implica U constante; U depende do número de partículas, enquanto temperatura é intensiva. Apenas I é correta.
Uma lente convergente de 2,00 dioptrias (popularmente 2,00 “graus”) tem distância focal de
500cm
200cm
100cm
50cm
20cm
f=1/C=1/2 m=50 cm.
Mantida constante a resistência elétrica de um condutor e duplicando o valor da ddp entre seus extremos, os valores da intensidade da corrente e da potência dissipada ficarão multiplicados, respectivamente, por
2 e 2
2 e 4
4 e 2
4 e 4
4 e 8
Com R constante, I=U/R dobra e P=U²/R quadruplica quando U dobra.
Dois longos fios condutores retilíneos e paralelos, percorridos por correntes de mesma intensidade, atraem-se magneticamente com força F.Duplicando a intensidade da corrente em cada um deles e a distância de separação dos condutores, a intensidade da força magnética que atua entre eles ficará
4F
3F
2F
F/2
F/4
Para fios paralelos, F/L é proporcional a i₁i₂/d. Dobrar ambas as correntes e d multiplica F por 4/2=2.
Num transformador de perdas de energia desprezíveis, os valores eficazes da corrente e da tensão, no primário, são respectivamente 2,00A e 80,0V, e no secundário, o valor eficaz da corrente é de 40,0A. Portanto, o quociente entre o número de espiras no primário e o número de espiras no secundário, e a tensão no secundário são, respectivamente,
40 e 40,0V
40 e 20,0V
20 e 20,0V
20 e 4,0V
10 e 2,0V
Conservando potência, U_s=80×2/40=4 V. A razão de espiras N_p/N_s=U_p/U_s=20.
INSTRUÇÃO: Responder à questão 45 com base nas afirmações a seguir.
I.No efeito fotoelétrico, a energia dos elétrons arrancados da placa metálica é diretamente proporcional à intensidade da luz incidente na mesma.
II.Para obter-se um semicondutor do tipo N usando silício (tetravalente) como substrato, pode-se fazer dopagem com alumínio (trivalente).
III.A difração de raios X num cristal é uma evidência do dualismo onda-partícula.
IV.A fusão nuclear dá origem a um núcleo cuja massa é ligeiramente inferior à soma das massas dos núcleos que o originaram.
Pela análise das afirmações, conclui-se que somente
está correta a II.
está correta a III.
está correta a IV.
estão corretas a I e a II.
estão corretas a III e a IV.
I é falsa: a energia cinética máxima fotoemitida depende da frequência. II produz tipo P. A difração de raios X evidencia diretamente o caráter ondulatório, não, isoladamente, a dualidade. IV descreve o defeito de massa na fusão.