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PUC-RS 2012.1 — Vestibular de Verão — Questões de Física comentadas — Método TEF

PUCRS · Pontifícia Universidade Católica do RS · Física Q1–Q10

Questões 1 a 10 — Física · gabarito e resolução comentada Método TEF.

Q1
Mecânica — Dinâmica — Leis de Newton

Um livro encontra-se apoiado sobre uma mesa plana e horizontal. Considerando apenas a força de reação normal e a força peso que atuam sobre o livro, são feitas as seguintes afi rmativas:

I. As intensidades da força normal e da força peso são iguais e uma é a reação da outra.

II. As intensidades da força normal e da força peso são iguais e têm origem em interações de tipos diferentes.

III. A força normal sobre o livro, devida à interação do livro com a mesa, é de origem gravitacional.

IV. A força normal sobre o livro é de origem eletromagnética.

Estão corretas apenas as afi rmativas

(A)

I e II.

(B)

I e III.

(C)

II e IV.

(D)

III e IV.

(E)

II, III e IV.

Gabarito editorial por resolução · Fonte: PUC-RS 2012.1.pdf

C
Resolução comentada

Normal e peso equilibram-se, mas atuam no mesmo livro e não são ação–reação. O peso é gravitacional; a normal tem origem eletromagnética. Corretas II e IV.

Q2
Mecânica — Dinâmica — Forças de atrito

Freios com sistema antibloqueio (ABS) são efi cientes em frenagens bruscas porque evitam que as rodas sejam bloqueadas e que os pneus deslizem no pavimento. Essa efi ciência decorre do fato de que a força de atrito que o pavimento exerce sobre as rodas é máxima quando

(A)

os pneus estão deslizando, porque o atrito cinético é maior que o estático máximo.

(B)

os pneus estão na iminência de deslizar, porque o atrito estático máximo é maior que o cinético.

(C)

o carro está parado, porque o atrito estático é sempre máximo nessa situação.

(D)

a velocidade do carro é constante, porque o atrito cinético é constante.

(E)

a velocidade do carro começa a diminuir, porque nessa situação o atrito cinético está aumentando.

Gabarito editorial por resolução · Fonte: PUC-RS 2012.1.pdf

B
Resolução comentada

No modelo usual de atrito seco, o atrito estático máximo supera o cinético. O ABS evita o deslizamento prolongado e mantém a frenagem perto desse limite.

Q3
Mecânica — Quantidade de movimento — Impulso e momento linear

INSTRUÇÃO: Para resolver a questão 3, analise as informações, o gráfi co e as afi rmativas.

Uma bola de massa 100g cai sobre um piso duro, realizando uma colisão que pode ser considerada elástica. O gráfi co a seguir mostra como evolui a intensidade da força que o piso faz sobre a bola durante a colisão.

PUC-RS 2012.1, questão 3: figura ou expressão do enunciado

Analisando o gráfi co à luz das leis da mecânica, são feitas as seguintes afi rmativas:

I. O impulso recebido pela bola durante a colisão foi 0,20Ns na vertical para cima.

II. A variação no momento linear da bola devido à colisão foi 0,20kgm/s na vertical para cima.

III. A variação no módulo do momento linear da bola devido à colisão foi 0,20kgm/s.

IV. A variação no módulo da velocidade da bola devido à colisão foi 2,0m/s.

As afi rmativas corretas são, apenas,

(A)

I e II.

(B)

I e III.

(C)

II e III.

(D)

II e IV.

(E)

III e IV.

Gabarito editorial por resolução · Fonte: PUC-RS 2012.1.pdf

A
Resolução comentada

A área do pulso de força é 0,20 N·s, para cima, igual à variação vetorial do momento na aproximação de colisão rápida. Numa colisão elástica com inversão do sentido, os módulos do momento e da rapidez não mudam. Corretas I e II.

Q4
Mecânica — Hidrostática — Princípio de Pascal

No duplo cilindro mostrado no desenho a seguir, o diâmetro do pistão maior D1 é 9,00cm, sendo o triplo do diâmetro do pistão menor D2.

PUC-RS 2012.1, questão 4: figura ou expressão do enunciado

Assim sendo, a intensidade da força F1 que é preciso aplicar no pistão maior para equilibrar a força F2 é:

(A)

11,1N

(B)

33,3N

(C)

100N

(D)

300N

(E)

900N

Gabarito editorial por resolução · Fonte: PUC-RS 2012.1.pdf

E
Resolução comentada

Pelo princípio de Pascal, F₁/F₂=A₁/A₂=(D₁/D₂)²=9. Com F₂=100 N, F₁=900 N.

Q5
Termologia — Termodinâmica — Termodinâmica

Os histogramas a seguir mostram o calor Q e o trabalho W trocados por um gás com o meio externo, bem como a variação da sua energia interna ∆U. O gás segue a equação geral dos gases (pV=nRT) nos processos termodinâmicos apresentados.

PUC-RS 2012.1, questão 5: figura ou expressão do enunciado

De acordo com os respectivos histogramas, em ordem de apresentação, de cima para baixo, os processos podem ser:

(A)

adiabático – isotérmico – isovolumétrico – isobárico

(B)

adiabático – isovolumétrico – isotérmico – isobárico

(C)

isotérmico – isobárico – isovolumétrico – adiabático

(D)

isotérmico – adiabático – isovolumétrico – isobárico

(E)

isobárico – isotérmico – adiabático – isovolumétrico

Gabarito editorial por resolução · Fonte: PUC-RS 2012.1.pdf

D
Resolução comentada

ΔU=0 caracteriza o processo isotérmico; Q=0, o adiabático; W=0, o isovolumétrico. O último histograma admite aquecimento isobárico. A sequência é isotérmico, adiabático, isovolumétrico e isobárico.

Q6
Termologia — Calorimetria — Calorimetria

Dois blocos A e B, constituídos de materiais diferentes, têm massas iguais. Esses blocos apresentam temperaturas de 0oC e 100oC, respectivamente, quando são colocados em contato térmico entre si. Mantendo-se os blocos perfeitamente isolados do meio externo, é correto afi rmar que a temperatura dos mesmos no equilíbrio térmico é

(A)

maior que 50oC se a capacidade térmica de B for maior que a de A.

(B)

maior que 50oC se a quantidade de calor absorvida por B for maior que a absorvida por A.

(C)

igual a 50oC se a quantidade de calor absorvida por B for igual à perdida por A.

(D)

menor que 50oC se a quantidade de calor absorvida por B for maior que a absorvida por A.

(E)

menor que 50oC se a capacidade térmica de B for maior que a de A.

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A
Resolução comentada

O balanço térmico é C_A T_f=C_B(100−T_f). Logo T_f=100C_B/(C_A+C_B), maior que 50 °C quando C_B>C_A.

Q7
Ondulatória — Fenômenos ondulatórios — Doppler

Um sonar fetal, cuja fi nalidade é escutar os batimentos cardíacos de um bebê em formação, é constituído por duas pastilhas cerâmicas iguais de titanato de bário, uma emissora e outra receptora de ultrassom. A pastilha emissora oscila com uma frequência de 2,2x106Hz quando submetida a uma tensão variável de mesma frequência. As ondas de ultrassom produzidas devem ter um comprimento de onda que possibilite a refl exão das mesmas na superfície pulsante do coração do feto. As ondas ultrassônicas

PUC-RS 2012.1, questão 7: figura ou expressão do enunciado

refl etidas que retornam à pastilha receptora apresentam frequência ligeiramente alterada, o que gera interferências periódicas de reforço e atenuação no sinal elétrico resultante das pastilhas. As alterações no sinal elétrico, após serem amplifi cadas e levadas a um alto-falante, permitem que os batimentos cardíacos do feto sejam ouvidos.

Considerando que a velocidade média das ondas no corpo humano (tecidos moles e líquido amniótico) seja 1540m/s, o comprimento de onda do ultrassom que incide no coração fetal é _________, e o efeito que descreve as alterações de frequência nas ondas refl etidas chama-se _________.

A alternativa que completa corretamente as lacunas é:

(A)

0,70mm Joule

(B)

7,0mm Joule

(C)

0,70mm Doppler

(D)

7,0mm Doppler

(E)

70mm Pascal

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C
Resolução comentada

λ=v/f=1540/(2,2×10⁶)=7×10⁻⁴ m=0,70 mm. A alteração de frequência por reflexão em superfície em movimento é descrita pelo efeito Doppler.

Q8
Eletricidade — Eletrodinâmica — Resistência e resistividade

Dois fi os condutores são constituídos pelo mesmo metal, cuja resistividade elétrica pode ser considerada constantenas condições de operação consideradas.

Um desses fi os tem o dobro do comprimento e a metade da área do outro. Se a mesma diferença de potencial elétrico for aplicada nas extremidades de ambos os fi os, o quociente entre as potências elétricas dissipadas pelos fi os de maior e menor comprimento será

(A)

1/4

(B)

1/2

(C)

1

(D)

2

(E)

4

Gabarito editorial por resolução · Fonte: PUC-RS 2012.1.pdf

A
Resolução comentada

O fio maior tem R proporcional a 2L/(A/2), ou quatro vezes a resistência. Com a mesma tensão, P=U²/R e a razão de potências é 1/4.

Q9
Eletromagnetismo — Indução eletromagnética — Leis de Faraday e Lenz

Uma bobina é ligada a um galvanômetro e mantida fi xa num suporte enquanto um ímã pode ser movimentado livremente na direção do eixo longitudinal da bobina. Nestas condições, é correto afi rmar que

(A)

a corrente indicada no galvanômetro é inversamente proporcional à velocidade com que o ímã se aproxima ou se afasta da bobina.

(B)

se o ímã estiver se aproximando da bobina, verifi ca-se uma defl exão na agulha do galvanômetro, indicando a presença de corrente elétrica, pois o fl uxo magnético através da bobina está variando.

(C)

se o ímã estiver se afastando da bobina, não há indicação de corrente elétrica no galvanômetro, pois o fl uxo magnético através da bobina está diminuindo.

(D)

se o imã estiver em repouso em relação à bobina, o galvanômetro não indica a presença de corrente elétrica, pois não há fl uxo magnético através da bobina.

(E)

se o imã estiver em repouso dentro da bobina, o galvanômetro indica a máxima corrente elétrica, pois neste caso o fl uxo magnético através da bobina é máximo.

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B
Resolução comentada

Ao aproximar o ímã, varia o fluxo magnético pela bobina, induzindo fem e corrente. Ímã parado pode produzir fluxo, mas não sua variação.

Q10
Física moderna — Física quântica — Energia e momento do fóton

De acordo com a quantização da energia de Planck, sabe-se que a energia de um fóton é E = hf onde h é a constante de Planck e f é a frequência da radiação.

Considerando os fótons de radiação eletromagnética a seguir, numere os parênteses em ordem crescente de sua energia, sendo 1 o de menor energia e 5 o de maior energia.

( ) luz azul

( ) luz vermelha

( ) raios gama

( ) radiação ultravioleta

( ) radiação infravermelha

A correta numeração dos parênteses, de cima para baixo, é

(A)

1 – 2 – 3 – 4 – 5

(B)

2 – 1 – 4 – 3 – 5

(C)

3 – 2 – 5 – 4 – 1

(D)

4 – 3 – 5 – 2 – 1

(E)

5 – 2 – 1 – 4 – 3

PUC-RS 2012.1, questão 10: figura ou expressão do enunciado

Gabarito editorial por resolução · Fonte: PUC-RS 2012.1.pdf

C
Resolução comentada

Como E=hf, a energia cresce com a frequência: infravermelho, vermelho, azul, ultravioleta, gama. Na ordem apresentada: 3–2–5–4–1.

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