PUC-RS 2014.1 — Vestibular de Verão — Questões de Física comentadas — Método TEF

O gráfi co mostra a velocidade instantânea de uma gota de chuva caindo verticalmente através da atmosfera. Analisando o gráfi co, verifi ca-se que, após algum tempo de queda, a gota de chuva atinge uma velocidade constante, denominada velocidade terminal.

Considerando que as únicas forças que atuam sobre a gota, em qualquer ponto da sua trajetória, são a força peso (P), o empuxo exercido (E) e a força de atrito com o ar, também chamada de força de arrasto (A), a partir do instante em que a gota atinge a velocidade terminal, os módulos das forças atuantes sobre ela satisfazem a relação

A fi gura mostra um pêndulo simples, constituído de uma pequena esfera ligada a um fi o de massa desprezível e de comprimento constante. A linha XOY indica a trajetória da esfera enquanto oscila.

Considerando a linha tracejada horizontal que passa pelo ponto O como referencial para a energia potencial gravitacional e sabendo que não atuam forças dissipativas no sistema, a razão

energia cinética

energia cinética + energia potencial gravitacional

nos pontos X, O e Y é

Aquecedores de passagem são acionados pela passagem da água no seu interior, ou seja, ligam quando a torneira é aberta. O manual de instalação de um aquecedor deste tipo informa que “a pressão mínima necessária para o correto funcionamento do equipamento é equivalente a 10m de coluna de água”. Levando-se em conta que a massa específi ca da água é 1000kg/m³ e a aceleração da gravidade no local é aproximadamente 10m/s², a informação se refere à pressão hidrostática, em pascais, de

O piso de concreto de um corredor de ônibus é constituído de secções de 20m separadas por juntas de dilatação. Sabe-se que o coefi ciente de dilatação linear do concreto é 12x10^–6 oC^–1, e que a variação de temperatura no local pode chegar a 50oC entre o inverno e o verão. Nessas condições, a variação máxima de comprimento, em metros, de uma dessas secções, devido à dilatação térmica, é

Numa turbina, o vapor de água é admitido a 800K e é expulso a 400K. Se o rendimento real dessa turbina é 80% do seu rendimento ideal ou limite, fornecendose 100kJ de calor à turbina ela poderá realizar um trabalho igual a

Um estudante de Física encontra-se num barco ancorado num lago de águas calmas. Repentinamente, começa a soprar uma brisa leve, que gera pequenas ondulações na superfície da água, fazendo oscilar uma folha que fl utua nas proximidades do barco. Observando essas ondulações e o movimento da folha, o estudante estima que a distância entre duas cristas de onda sucessivas é aproximadamente 40cm e que passam pela folha 30 cristas por minuto.

De acordo com essas informações, a frequência, o comprimento de onda e a velocidade de propagação das ondas são, respectivamente,

A figura a seguir mostra um espelho côncavo e diversas posições sobre o seu eixo principal. Um objeto e sua imagem, produzida por este espelho, são representados pelas fl echas na posição 4.

O foco do espelho está no ponto identifi cado pelo número

INSTRUÇÃO: Para responder à questão 8, considere o texto e a fi gura para analisar as afi rmativas apresentadas na sequência.

No circuito elétrico mostrado na fi gura a seguir, um resistor de 4,0Ω e uma lâmpada, cuja resistência elétrica é 8,0Ω, estão ligados a uma fonte de 24V. Nesse circuito são conectados dispositivos de medida de corrente elétrica, os amperímetros A₁ e A₂ , e de diferença de potencial elétrico, o voltímetro V. Assumese que os amperímetros e o voltímetro podem ser considerados ideais, ou seja, que seu efeito no circuito pode ser desprezado na forma como estão ligados.

A partir da análise do circuito, afi rma-se que:

I. As leituras dos amperímetros A₁ e A₂ são, respectivamente, 2,0A e 2,0A.

II. A leitura do voltímetro V é 24V.

III. As potências dissipadas no resistor e na lâmpada são, respectivamente, 16W e 32W.

Está(ão) correta(s) a(s) afi rmativa(s)

Um seletor de velocidades é utilizado para separar partículas de uma determinada velocidade. Para partículas com carga elétrica, um dispositivo deste tipo pode ser construído utilizando um campo magnético e um campo elétrico perpendiculares entre si. Os valores desses campos podem ser ajustados de modo que as partículas que têm a velocidade desejada atravessam a região de atuação dos campos sem serem desviadas.

Deseja-se utilizar um dispositivo desse tipo para selecionar prótons que tenham a velocidade de 3,0x10⁴m/s. Para tal, um feixe de prótons é lançado na região demarcada pelo retângulo em que existe um campo magnético de 2,0x10^–3T, perpendicular à página e nela entrando, como mostra a fi gura a seguir.

Nessas condições, o módulo e a orientação do campo elétrico aplicado na região demarcada, que permitirá selecionar os prótons com a velocidade desejada, é

INSTRUÇÃO: Para responder à questão 10, analise o texto e os dados a seguir.

A matéria apresenta um comportamento dualístico, ou seja, pode se comportar como onda ou como partícula.

Uma partícula em movimento apresenta um comprimento de onda associado a ela, o qual é descrito por λ=h/p, onde p é o módulo do seu momento linear, e h é a constante de Planck.

Considere as seguintes partículas movendo-se livremente no espaço e suas respectivas massas e velocidades:

Partícula 1 – massa m e velocidade v

Partícula 2 – massa m e velocidade 2v

Partícula 3 – massa 2m e velocidade 2v

Os comprimentos de onda associados às partículas estão relacionados de tal modo que