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PUC-RS 2014.2 — Vestibular de Inverno — 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 — Cinemática — Movimento uniformemente variado

Muitos acidentes acontecem nas estradas porque o motorista não consegue frear seu carro antes de colidir com o que está à sua frente. Analisando as características técnicas, fornecidas por uma revista especializada, encontra-se a informação de que um determinado carro consegue diminuir sua velocidade, em média, 5,0 m/s a cada segundo. Se a velocidade inicial desse carro for 90,0 km/h (25,0 m/s), a distância necessária para ele conseguir parar será de, aproximadamente,

(A)

18,5 m

(B)

25,0 m

(C)

31,5 m

(D)

45,0 m

(E)

62,5 m

Gabarito do caderno/material de gabarito fornecido · Fonte: PUC-RS 2014.2.pdf

E
Resolução comentada

0=25²−2×5×Δs, logo Δs=625/10=62,5 m.

Q2
Mecânica — Trabalho e energia — Potência mecânica

Ao realizarmos as tarefas diárias, utilizamos energia fornecida pelos alimentos que ingerimos. Pensando nisso, uma pessoa de 90 kg cronometrou o tempo para subir, pela escada, os cinco andares até chegar ao seu apartamento. Sendo g = 10 m/s2 e considerando que essa pessoa subiu 16 m em 30 s, é correto afirmar que, ao subir, desenvolveu uma potência média de

(A)

0,18 kW

(B)

0,27 kW

(C)

0,48 kW

(D)

0,76 kW

(E)

0,90 kW

Gabarito do caderno/material de gabarito fornecido · Fonte: PUC-RS 2014.2.pdf

C
Resolução comentada

P=mgh/t=90×10×16/30=480 W=0,48 kW.

Q3
Mecânica — Dinâmica — Forças de atrito

Em muitas tarefas diárias, é preciso arrastar objetos. Isso pode ser mais ou menos difícil, dependendo das forças de atrito entre as superfícies deslizantes. Investigando a força necessária para arrastar um bloco sobre uma superfície horizontal, um estudante aplicou ao bloco uma força horizontal F e verificou que o bloco ficava parado. Nessa situação, é correto afirmar que a força de atrito estático entre o bloco e a superfície de apoio é, em módulo,

(A)

igual à força F.

(B)

maior que a força F.

(C)

igual ao peso do bloco.

(D)

maior que o peso do bloco.

(E)

menor que o peso do bloco.

Gabarito do caderno/material de gabarito fornecido · Fonte: PUC-RS 2014.2.pdf

A
Resolução comentada

Como o bloco permanece em repouso, a resultante horizontal é nula. O atrito estático ajusta-se para equilibrar F e tem o mesmo módulo.

Q4
Mecânica — Hidrostática — Pressão hidrostática

Em um laboratório de Física, há uma cadeira com assento formado por pregos com as pontas para cima. Alguns receiam sentar-se nela, temendo machucarse. Em relação à situação descrita, é correto concluir que, quanto maior é o número de pregos, __________ na pessoa que senta na cadeira.

(A)

menor é a força total que o conjunto de pregos exerce

(B)

maior é a força total que o conjunto de pregos exerce

(C)

maior é a pressão exercida

(D)

maior é a área e a pressão exercida

(E)

maior é a área e menor a pressão exercida

Gabarito do caderno/material de gabarito fornecido · Fonte: PUC-RS 2014.2.pdf

E
Resolução comentada

Mais pregos aumentam a área total de apoio. Para a mesma força total, p=F/A diminui.

Q5
Termologia — Mudanças de fase — Umidade do ar

A umidade relativa é a razão obtida dividindo-se a massa de vapor de água presente num dado volume de ar pela massa de vapor de água que poderia estar presente nesse mesmo volume e à mesma temperatura, caso o ar estivesse saturado. Portanto, ar saturado de vapor de água tem umidade relativa de 100%.

Verifica-se, que numa sala com 320 m3 de ar a 23o C, a umidade relativa é de 50%. Sabendo-se que ar saturado a 23o C contém 20 gramas de vapor de água por metro cúbico de ar e que a massa específica da água é 1,0 kg/L, conclui-se que, se todo o vapor de água presente na sala fosse liquefeito, seria possível obter um volume de água de

(A)

2,0 L

(B)

2,5 L

(C)

2,8 L

(D)

3,0 L

(E)

3,2 L

Gabarito do caderno/material de gabarito fornecido · Fonte: PUC-RS 2014.2.pdf

E
Resolução comentada

A concentração real é 0,50×20=10 g/m³. Em 320 m³ há 3200 g=3,2 kg de água, correspondentes a 3,2 L.

Q6
Termologia — Calorimetria — Calorimetria

Uma forma de aquecer água é usando aquecedores elétricos de imersão, dispositivos que transformam energia elétrica em energia térmica, mediante o uso de resistores elétricos. Um desses aquecedores, projetado para fornecer energia na razão de 500 calorias por segundo, é utilizado no aquecimento de 500 gramas de água, da temperatura de 20o C para 80o C. Considerando que toda a energia transferida é aproveitada no aquecimento da água e sabendo que o calor específico da água é c = 1,0 cal/g.oC, o tempo necessário para atingir 80o C é igual a

(A)

60 s

(B)

68 s

(C)

75 s

(D)

84 s

(E)

95 s

Gabarito do caderno/material de gabarito fornecido · Fonte: PUC-RS 2014.2.pdf

A
Resolução comentada

Q=mcΔT=500×1×60=30000 cal. Δt=Q/P=30000/500=60 s.

Q7
Ondulatória — Ondas estacionárias — Ondas em cordas

INSTRUÇÃO: Para responder à questão 7, analise a figura abaixo, que mostra uma corda presa nas duas extremidades, vibrando de modo a produzir três meios comprimentos de onda (λ/2), na extensão de 1,2 m.

PUC-RS 2014.2, questão 7: figura ou expressão do enunciado

Admitindo que, durante a vibração da corda, é originada a onda estacionária representada na figura, cujos ventres oscilam 120 vezes por segundo, é possível afirmar que a velocidade de propagação dos pulsos, na corda, é igual a

(A)

30 m/s

(B)

84 m/s

(C)

96 m/s

(D)

110 m/s

(E)

120 m/s

Gabarito do caderno/material de gabarito fornecido · Fonte: PUC-RS 2014.2.pdf

C
Resolução comentada

L=3λ/2=1,2 m, portanto λ=0,8 m. v=fλ=120×0,8=96 m/s.

Q8
Eletricidade — Eletrostática — Campo elétrico

Uma pequena esfera de peso 6,0.10–3 N e carga elétrica 10,0.10–6 C encontra-se suspensa verticalmente por um fio de seda, isolante elétrico e de massa desprezível. A esfera está no interior de um campo elétrico uniforme de 300 N/C, orientado na vertical e para baixo. Considerando que a carga elétrica da esfera é, inicialmente, positiva e, posteriormente, negativa, as forças de tração no fio são, respectivamente,

(A)

3,5.10–3 N e 1,0.10–3 N

(B)

4,0.10–3 N e 2,0.10–3 N

(C)

5,0.10–3 N e 2,5.10–3 N

(D)

9,0.10–3 N e 3,0.10–3 N

(E)

9,5.10–3 N e 4,0.10–3 N

Gabarito do caderno/material de gabarito fornecido · Fonte: PUC-RS 2014.2.pdf

D
Resolução comentada

A força elétrica tem módulo qE=10×10⁻⁶×300=3×10⁻³ N. Para q positiva, T=P+qE=9×10⁻³ N; negativa, T=P−|q|E=3×10⁻³ N.

Q9
Eletricidade — Eletrodinâmica — Potência elétrica

INSTRUÇÃO: Para responder à questão 9, analise o texto e as afirmativas apresentadas a seguir.

Uma residência tem rede elétrica de 120 V. Em determinado dia, observa-se que, durante duas horas, permanecem ligadas à tensão de 120 V uma lâmpada de filamento com potência de 100 W, um ferro de passar roupas de 800 W e um aquecedor elétrico de água de 4000 W. Em decorrência disso, é possível afirmar que

I. o consumo de energia elétrica total durante as duas horas é de 9,8 kWh.

II. a corrente elétrica no resistor do ferro de passar roupas é 3 A.

III. a resistência elétrica do aquecedor de água vale 3,6 Ω.

IV. a resistência elétrica da lâmpada é menor do que a do ferro de passar e a do aquecedor.

Estão corretas apenas as afirmativas

(A)

I e II.

(B)

I e III.

(C)

I e IV.

(D)

II e III.

(E)

I, II e IV.

Gabarito do caderno/material de gabarito fornecido · Fonte: PUC-RS 2014.2.pdf

B
Resolução comentada

E_total=(0,1+0,8+4)×2=9,8 kWh. I_ferro=800/120≈6,67 A; R_aquecedor=120²/4000=3,6 Ω. A lâmpada tem a maior resistência. Corretas I e III.

Q10
Física moderna — Física quântica — Quantica

INSTRUÇÃO: Para responder à questão 10, analise as afirmativas que seguem, referentes a fenômenos descritos pela Física Moderna.

I. A energia de um fóton é diretamente proporcional à sua frequência.

II. A velocidade da luz, no vácuo, tem um valor finito, considerado constante para todos os referenciais inerciais. III. No efeito fotoelétrico, há uma frequência mínima de corte, abaixo da qual o fenômeno não se verifica, qualquer que seja a intensidade da luz incidente.

IV. A fissão nuclear acontece quando núcleos de pequena massa colidem, originando um núcleo de massa maior.

Estão corretas apenas as afirmativas

(A)

I e II.

(B)

I e III.

(C)

III e IV.

(D)

I, II e III.

(E)

II, III e IV.

Gabarito do caderno/material de gabarito fornecido · Fonte: PUC-RS 2014.2.pdf

D
Resolução comentada

E=hf e a invariância de c nos referenciais inerciais tornam I e II verdadeiras. Há frequência de corte fotoelétrica, tornando III verdadeira. IV descreve fusão, não fissão.

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