PUCRS · Pontifícia Universidade Católica do RS · Física Q1–Q10
Questões 1 a 10 — Física · gabarito e resolução comentada Método TEF.
Um jogador de tênis recebe uma bola com velocidade de 20,0m/s e a rebate na mesma direção e em sentido contrário com velocidade de 30,0m/s. Se a bola permanecer 0,100s em contato com a raquete, o módulo da sua aceleração média será de
100m/s2
200m/s2
300m/s2
500m/s2
600m/s2
Tomando o sentido de saída como positivo, Δv=30−(−20)=50 m/s. Assim, |a_m|=50/0,100=500 m/s².
INSTRUÇÃO: Responder à questão 2 com base na figura a seguir, que representa uma parte dos degraus de uma escada, com suas medidas.
0,300m
Uma pessoa de 80,0kg sobe 60 degraus dessa escada em 120s num local onde a aceleração da gravidade é de 10,0m/s2. Desprezando eventuais perdas por atrito, o trabalho realizado ao subir esses 60 degraus e a potência média durante a subida são, respectivamente,
7,20kJe 60,0W
0,720kJ e 6,00W
14,4kJe 60,0W
1,44kJe 12,0W
14,4kJe 120W
A altura total é 60×0,150=9 m. W=mgh=80×10×9=7200 J=7,20 kJ e P=W/t=7200/120=60 W.
A temperatura de um gás é diretamente proporcional à energia cinética das suas partículas. Portanto, dois gases A e B, na mesma temperatura, cujas partículas tenham massas na proporção de mA/mB=4/1, terão as energias cinéticas médias das suas partículas na proporção EcA/EcB igual a
1/4
1/2
1
2
4
A energia cinética média de translação depende apenas da temperatura: E_c,média=3k_BT/2. Na mesma temperatura, a razão é 1.
INSTRUÇÃO: Responder à questão 4 com base na figura a seguir, que representa as variações da pressão de um gás, cujo comportamento é descrito pela equação de estado do gás ideal, em função do seu volume.
O gás passa sucessivamente pelos estados (1), (2) e (3), retornando ao estado (1). Considerando que entre os estados (1) e (2) a transformação é adiabática, ocorre troca de calor com o ambiente
somente entre (1) e (2).
somente entre (2) e (3).
somente entre (3) e (1).
entre (1) e (2) e entre (2) e (3).
entre (2) e (3) e entre (3) e (1).
Entre 1 e 2 o processo é adiabático: Q=0. Nos trechos 2→3 e 3→1, há mudança de temperatura e transferência de calor.
Para a percepção inteligível de dois sons consecutivos, o intervalo de tempo entre os mesmos deve ser igual ou maior que 0,100s. Portanto, num local onde a velocidade de propagação do som no ar é de 350m/s, para que ocorra eco, a distância mínima entre uma pessoa gritando seu nome na direção de uma parede alta e a referida parede deve ser de
17,5m
35,0m
175m
350m
700m
O som precisa percorrer ida e volta em ao menos 0,100 s. d_min=vΔt/2=350×0,100/2=17,5 m.
INSTRUÇÃO: Responder à questão 6 com base nas afirmações a seguir, que se referem ao globo ocular humano.
I.O olho emetrope, ou normal, deve ser capaz de focalizar na retina objetos localizados no infinito, ou seja, a grandes distâncias, sem acomodação do cristalino.
II.O olho emetrope deve ser capaz de focalizar na retina, sem qualquer esforço de acomodação, objetos que se encontram na distância mínima de visão distinta, que é de 25cm.
III.Na miopia, os raios de luz paralelos que incidem no globo ocular são focalizados antes da retina, e a sua correção é feita com lentes divergentes.
IV.Na hipermetropia, os raios de luz paralelos que incidem no globo ocular são focalizados depois da retina, e sua correção é feita com lentes convergentes.
Analisando as afirmativas, conclui-se que somente estão corretas
I e II
II e III
III e IV
I, II e III
I, III e IV
O olho normal focaliza objetos distantes sem acomodação; objetos próximos exigem acomodação. Miopia corrige-se com lente divergente e hipermetropia com convergente. Corretas I, III e IV.
INSTRUÇÃO: Responder à questão 7 com base na figura a seguir, que representa duas cargas elétricas de mesma intensidade e sinais opostos colocadas nos vértices inferiores do triângulo eqüilátero.
O vetor que representa o campo elétrico resultante no vértice superior do triângulo é
→
E1 →
E2 →
E3 →
E4 →
E5
As componentes verticais dos campos se cancelam e as horizontais somam-se da carga positiva para a negativa. O campo aponta para a direita, na direção E₂.
INSTRUÇÃO: Responder à questão 8 com base na figura a seguir, que representa um circuito elétrico com gerador de corrente contínua.
R1=2,0Ω R2=4,0Ω
As diferenças de potencial elétrico, em volts, em cada um dos resistores R1, R2 e R3 com a chave S aberta, e depois fechada, serão, respectivamente, de
2,0 ; 4,0 ; 6,0 e 2,0 ; 4,0 ; zero
2,0 ; 4,0 ; 6,0 e 4,0 ; 8,0 ; zero
2,0 ; 4,0 ; 6,0 e 6,0 ; 4,0 ; 2,0
6,0 ; 4,0 ; 2,0 e 4,0 ; 6,0 ; 2,0
6,0 ; 4,0 ; 2,0 e 8,0 ; 4,0 ; zero
Com S aberta, R_total=2+4+6=12 Ω e I=1 A: tensões 2, 4 e 6 V. Fechada, S curto-circuita R3; I=12/(2+4)=2 A e as tensões são 4, 8 e 0 V.
INSTRUÇÃO: Responder à questão 9 com base nas afirmativas a seguir.
I.O campo magnético terrestre induz correntes elétricas na fuselagem de alumínio de um avião que esteja voando.
II.Um ímã colocado dentro de um solenóide induz uma diferença de potencial elétrico entre as extremidades deste solenóide, quer esteja parado, quer em movimento em relação ao mesmo.
III.O fluxo magnético através de uma superfície é diretamente proporcional ao número de linhas de indução que a atravessam.
IV.Um dínamo e um transformador são equipamentos projetados para empregar a indução eletromagnética e por isso geram energia elétrica.
Analisando as afirmativas, conclui-se que somente estão corretas
I, II e III
I, II e IV
II, III e IV
I e III
II e IV
D é a alternativa pretendida: I admite indução na fuselagem e III relaciona fluxo às linhas de campo. II dispensa indevidamente a variação de fluxo e IV diz que um transformador gera energia. Ressalva: movimento uniforme em campo perfeitamente uniforme não garante corrente circulante na fuselagem.
INSTRUÇÃO: Responder à questão 10 com base no texto e nas afirmações a seguir.
Após inúmeras sugestões e debates, o ano 2005 foi declarado pela ONU o “Ano Mundial da Física”. Um dos objetivos dessa designação é comemorar o centenário da publicação dos trabalhos de Albert Einstein, que o projetaram como físico no cenário internacional da época e, posteriormente, trouxeram-lhe fama e reconhecimento. Um dos artigos de Einstein publicado em 1905 era sobre o efeito fotoelétrico, que foi o principal motivo da sua conquista do Prêmio Nobel em 1921. A descrição de Einstein para o efeito fotoelétrico tem origem na quantização da energia proposta por Planck em 1900, o qual considerou a energia eletromagnética irradiada por um corpo negro de forma descontínua, em porções que foram chamadas quanta de energia ou fótons. Einstein deu o passo seguinte admitindo que a energia eletromagnética também se propaga de forma descontínua e usou esta hipótese para descrever o efeito fotoelétrico.
Em relação ao efeito fotoelétrico numa lâmina metálica, pode-se afirmar que:
I.A energia dos elétrons removidos da lâmina metálica pelos fótons não depende do tempo de exposição à luz incidente.
II.A energia dos elétrons removidos aumenta com o aumento do comprimento de onda da luz incidente.
III.Os fótons incidentes na lâmina metálica, para que removam elétrons da mesma, devem ter uma energia mínima.
IV.A energia de cada elétron removido da lâmina metálica é igual à energia do fóton que o removeu.
Analisando as afirmativas, conclui-se que somente
está correta a afirmativa I.
está correta a afirmativa IV.
estão corretas as afirmativas I e III.
estão corretas as afirmativas II e IV.
estão corretas as afirmativas III e IV.
K_max=hf−φ. A energia máxima não depende do tempo de exposição e é necessário hf≥φ. Aumentar λ reduz hf, e parte da energia vence a função trabalho. Corretas I e III.