Provas Anteriores | PUC-RS 2016.1 | Prof. Ricardo Bastos

Mecânica — Cinemática — Leitura de gráficos

INSTRUÇÃO: Para responder à questão 1, analise o gráfico abaixo. Ele representa as posições x em função do tempo t de uma partícula que está em movimento, em relação a um referencial inercial, sobre uma trajetória retilínea. A aceleração medida para ela permanece constante durante todo o trecho do movimento.

PUC-RS 2016.1, questão 1: figura ou expressão do enunciado

Considerando o intervalo de tempo entre 0 e t₂, qual das afirmações abaixo está correta?

(A)

A partícula partiu de uma posição inicial positiva.

(B)

No instante t₁, a partícula muda o sentido do seu movimento.

(C)

No instante t₁, a partícula está em repouso em relação ao referencial.

(D)

O módulo da velocidade medida para a partícula diminui durante todo o intervalo de tempo.

(E)

O módulo da velocidade medida para a partícula aumenta durante todo o intervalo de tempo.

Gabarito do caderno/material de gabarito fornecido · Fonte: PUC-RS 2016.1.pdf

Resolução comentada

A inclinação de x(t) fornece a velocidade. O gráfico tem inclinação positiva crescente em todo o intervalo, portanto o módulo da velocidade aumenta continuamente.

Mecânica — Dinâmica — Forças de atrito

Sobre uma caixa de massa 120 kg, atua uma força horizontal constante F de intensidade 600 N. A caixa encontra-se sobre uma superfície horizontal em um local no qual a aceleração gravitacional é 10 m/s2. Para que a aceleração da caixa seja constante, com módulo igual a 2 m/s2, e tenha a mesma orientação da força F, o coeficiente de atrito cinético entre a superfície e a caixa deve ser de

(A)

0,1

(B)

0,2

(C)

0,3

(D)

0,4

(E)

0,5

Gabarito do caderno/material de gabarito fornecido · Fonte: PUC-RS 2016.1.pdf

Resolução comentada

F−μmg=ma. Assim, μ=(600−120×2)/(120×10)=360/1200=0,30.

Mecânica — Quantidade de movimento — Colisões

INSTRUÇÃO: Para responder à questão 3, analise a situação a seguir. Duas esferas – A e B – de massas respectivamente iguais a 3 kg e 2 kg estão em movimento unidimensional sobre um plano horizontal perfeitamente liso, como mostra a figura 1.

Figura 1: A B

PUC-RS 2016.1, questão 3: figura ou expressão do enunciado

Inicialmente as esferas se movimentam em sentidos opostos, colidindo no instante t₁. A figura 2 representa a evolução das velocidades em função do tempo para essas esferas imediatamente antes e após a colisão mecânica.

A e B

Sobre o sistema formado pelas esferas A e B, é correto afirmar:

(A)

Há conservação da energia cinética do sistema durante a colisão.

(B)

Há dissipação de energia mecânica do sistema durante a colisão.

(C)

A quantidade de movimento total do sistema formado varia durante a colisão.

(D)

A velocidade relativa de afastamento dos corpos após a colisão é diferente de zero.

(E)

A velocidade relativa entre as esferas antes da colisão é inferior à velocidade relativa entre elas após colidirem.

Gabarito do caderno/material de gabarito fornecido · Fonte: PUC-RS 2016.1.pdf

Resolução comentada

Após a colisão, ambas têm a mesma velocidade, caracterizando colisão perfeitamente inelástica. O momento total se conserva, mas parte da energia cinética é dissipada.

Mecânica — Hidrostática — Princípio de Arquimedes

INSTRUÇÃO: Para responder à questão 4, analise a situação representada na figura abaixo, na qual uma esfera de isopor encontra-se totalmente submersa em um recipiente contendo água. Um fio ideal tem uma de suas extremidades presa à esfera, e a outra está fixada no fundo do recipiente. O sistema está em equilíbrio mecânico.

PUC-RS 2016.1, questão 4: figura ou expressão do enunciado

Considerando que as forças que atuam na esfera    sejam o peso (P), o empuxo (E) e a tensão ( T), a alternativa que melhor relaciona suas intensidades é

(A)

E = P + T

(B)

E > P + T

(C)

P = E + T

(D)

P > E + T

(E)

P = E e T = 0

Gabarito do caderno/material de gabarito fornecido · Fonte: PUC-RS 2016.1.pdf

Resolução comentada

O empuxo aponta para cima, enquanto peso e tensão do fio preso ao fundo apontam para baixo. No equilíbrio, E=P+T.

Termologia — Calorimetria — Calorimetria

INSTRUÇÃO: Para responder à questão 5, considere as informações e as afirmativas sobre o gráfico a seguir.

O gráfico abaixo representa a temperatura (T) em função da quantidade de calor fornecido (Q) para uma substância pura de massa igual a 0,1 kg, inicialmente na fase sólida (trecho a).

PUC-RS 2016.1, questão 5: figura ou expressão do enunciado

I. A temperatura de fusão da substância é 30oC.

II. O calor específico da substância na fase sólida é constante.

III. Ao longo de todo o trecho b, a substância encontra-se integralmente na fase líquida.

Está/Estão correta(s) apenas a(s) afirmativa(s)

(A)

(B)

II.

(C)

I e II.

(D)

I e III.

(E)

II e III.

Gabarito do caderno/material de gabarito fornecido · Fonte: PUC-RS 2016.1.pdf

Resolução comentada

O patamar de fusão está a 30 °C. No trecho sólido, T varia linearmente com Q, indicando calor específico constante. Durante b coexistem sólido e líquido. Corretas I e II.

Termologia — Termodinâmica — Transformações adiabáticas

Ondas sonoras se propagam longitudinalmente no interior dos gases a partir de sucessivas e rápidas compressões e expansões do fluido. No ar, esses processos podem ser considerados como transformações adiabáticas, principalmente devido à rapidez com que ocorrem e também à baixa condutividade térmica deste meio. Por aproximação, considerando-se que o ar se comporte como um gás ideal, a energia interna de uma determinada massa de ar sofrendo compressão adiabática _________; portanto, o _________ trocado com as vizinhanças da massa de ar seria responsável pela transferência de energia.

(A)

diminuiria – calor

(B)

diminuiria – trabalho

(C)

não variaria – trabalho

(D)

aumentaria – calor

(E)

aumentaria – trabalho

Gabarito do caderno/material de gabarito fornecido · Fonte: PUC-RS 2016.1.pdf

Resolução comentada

Na compressão adiabática não há troca de calor. O trabalho realizado sobre o gás aumenta sua energia interna.

Óptica — Refração — Refração

INSTRUÇÃO: Para responder à questão 7, considere as informações a seguir. Um feixe paralelo de luz monocromática, ao se propagar no ar, incide em três recipientes transparentes contendo substâncias com índices de refração diferentes quando medidos para essa radiação. Na figura abaixo, são representados os raios incidentes (r_i), bem como os respectivos ângulos ( α ) que eles formam com as normais (N) às superfícies. r_i r_i r_i N N N

PUC-RS 2016.1, questão 7: figura ou expressão do enunciado

Na tabela abaixo, são informados os índices de refração da radiação para as substâncias.

Quando a radiação é refratada pelas substâncias para a situação proposta, qual é a relação correta para os ângulos de refração (θ) da radiação nas três substâncias?

(A)

θ_água = θ_{álcool etílico} = θ_{solução de açúcar}

(B)

θ_água > θ_{álcool etílico} > θ_{solução de açúcar}

(C)

θ_água < θ_{álcool etílico} < θ_{solução de açúcar}

(D)

θ_água > θ_{álcool etílico} < θ_{solução de açúcar}

(E)

θ_água < θ_{álcool etílico} > θ_{solução de açúcar}

Gabarito do caderno/material de gabarito fornecido · Fonte: PUC-RS 2016.1.pdf

Resolução comentada

Com o mesmo ângulo de incidência, n senθ é constante. Como os índices crescem de água para álcool e solução de açúcar, os ângulos diminuem nessa ordem.

Eletricidade — Eletrostática — Campo elétrico

INSTRUÇÃO: Para responder à questão 8, considere a figura abaixo, que representa as linhas de força do campo elétrico gerado por duas cargas puntuais Q_A e Q_B.

PUC-RS 2016.1, questão 8: figura ou expressão do enunciado

A soma Q_A + Q_B é, necessariamente, um número

(A)

par.

(B)

ímpar.

(C)

inteiro.

(D)

positivo.

(E)

negativo.

Gabarito do caderno/material de gabarito fornecido · Fonte: PUC-RS 2016.1.pdf

Resolução comentada

Linhas de campo saem de cargas positivas e chegam a negativas. O número de linhas que saem excede o das que chegam ao conjunto, indicando carga líquida positiva.

Eletromagnetismo — Campo magnético — Campo magnético

Para uma espira circular condutora, percorrida por uma corrente elétrica de intensidade i, é registrado um campo magnético de intensidade B no seu centro. Alterando-se a intensidade da corrente elétrica na espira para um novo valor i_final, observa-se que o módulo do campo magnético, no mesmo ponto, assumirá o valor 5B. Qual é a razão entre as intensidades das correntes elétricas final e inicial (i_final/ i)?

(A)

1/5

(B)

1/25

(C)

(D)

(E)

Gabarito do caderno/material de gabarito fornecido · Fonte: PUC-RS 2016.1.pdf

Resolução comentada

No centro da mesma espira, B=μ₀i/(2R). Quintuplicar B exige quintuplicar i; i_final/i=5.

Q10

Física moderna — Física quântica — Partículas e quarks

INSTRUÇÃO: Para responder à questão 10, considere as informações a seguir.

Em Física de Partículas, uma partícula é dita elementar quando não possui estrutura interna. Por muito tempo se pensou que prótons e nêutrons eram partículas elementares, contudo as teorias atuais consideram que essas partículas possuem estrutura interna. Pelo modelo padrão da Física de Partículas, prótons e nêutrons são formados, cada um, por três partículas menores denominadas quarks. Os quarks que constituem tanto os prótons quanto os nêutrons são dos tipos up e down, cada um possuindo um valor fracionário do valor da carga elétrica elementar e (e = 1,6 x 10^-19C). A tabela abaixo apresenta o valor da carga elétrica desses quarks em termos da carga elétrica elementar e.

PUC-RS 2016.1, questão 10: figura ou expressão do enunciado

Assinale a alternativa que melhor representa os quarks que constituem os prótons e os nêutrons.

(A)

up; up; down

(B)

down; down; downup; down; down

(C)

up; down; downup; up; down

(D)

up; up; down

(E)

up; down; downdown; down; down

Q_B

Gabarito do caderno/material de gabarito fornecido · Fonte: PUC-RS 2016.1.pdf

Resolução comentada

O quark up tem carga +2e/3 e o down, −e/3. O próton uud soma +e; o nêutron udd soma zero.

PUC-RS 2016.1 — Vestibular de Verão — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova