PUC-RS 2016.2 — 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.
Dados da prova
VestibularPUC-RS 2016.2
CursoInverno
DisciplinaFísica
QuestõesQ1–Q10
Q1
Mecânica — Cinemática — Velocidade média
INSTRUÇÃO: Para responder à questão 1, analise o gráfi co x(t) abaixo, que representa três partículas, A, B e C, de massas diferentes, que têm suas posições descritas com o transcorrer do tempo.
A alternativa que melhor representa a comparação entre os módulos das velocidades médias (V) medidas para as partículas no intervalo entre 0 e t1 é
(A)
VA < VB < VC
(B)
VA > VB > VC
(C)
VA < VB = VC
(D)
VA = VB < VC
(E)
VA = VB = VC
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E
Resolução comentada
As três partículas têm o mesmo deslocamento no mesmo intervalo de tempo. Logo suas velocidades médias, e seus módulos, são iguais.
Q2
Mecânica — Dinâmica — Leis de Newton
Imagine a situação de um elevador de massa M que, de maneira simplifi cada, estaria sujeito somente a duas forças: a tensão produzida pelo cabo que o sustenta T e o peso P. Suponha que o elevador esteja descendo com velocidade que decresce em módulo com o transcorrer do tempo. A respeito dos módulos das forças T, P e FR (força resultante sobre o elevador), pode-se afi rmar que
(A)
T = P e FR = 0
(B)
T < P e FR ≠ 0
(C)
T > P e FR ≠ 0
(D)
T > P e FR = 0
(E)
T < P e FR = 0
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C
Resolução comentada
Descer com rapidez decrescente significa aceleração para cima. Portanto, T−P=Ma>0 e T>P, com resultante não nula.
Q3
Mecânica — Trabalho e energia — Conservação da energia mecânica
INSTRUÇÃO: Para responder à questão 3, analise a situação a seguir e a fi gura que a representa. Um pêndulo simples e de massa m oscila, a partir do repouso na posição 1, livre de qualquer tipo de força dissipativa. A fi gura abaixo representa algumas das
Sobre as energias cinética (EC), potencial gravitacional (EP) e mecânica (EMEC), medidas para a massa m em relação ao referencial h, é correto afi rmar:
(A)
E=E CP
(B)
E<E CC
(C)
E>E MECMEC 1 2
(D)
E>E PP
(E)
E>E PP
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A
Resolução comentada
A energia mecânica se conserva. No ponto 2, a energia potencial de referência é nula; toda a energia potencial inicial do ponto 1 tornou-se cinética: E_c2=E_p1.
Q4
Mecânica — Hidrostática — Princípio de Arquimedes
INSTRUÇÃO: Para responder à questão 4, considere as situações a seguir. Uma das extremidades de uma mola encontra-se fi xa no fundo de um recipiente, enquanto a outra extremidade está presa em uma esfera de massa m. O sistema está em equilíbrio mecânico, e a mola, para essa situação, encontra-se comprimida, conforme a fi gura 1. Quando água é colocada no recipiente e se reestabelece o equilíbrio mecânico, a mola fi ca esticada, como mostra a fi gura 2.
Figura 1
Figura 2
Desconsiderando o efeito do ar, analise as afirmativas sobre as forças peso, empuxo e elástica que atuam na esfera nas figuras 1 e 2, e preencha os parênteses com V (verdadeiro) ou F (falso).
( ) A força peso é vertical para baixo nas figuras 1 e 2.
( ) As forças elástica e peso têm sentidos opostos entre si tanto na figura 1 quanto na 2.
( ) A força elástica é vertical para cima na figura 1; na figura 2, é vertical para baixo.
( ) Na figura 2, as forças elástica e empuxo têm o mesmo sentido.
( ) Na figura 2, as forças peso e empuxo têm a mesma intensidade.
O correto preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é
(A)
V – F – V – F – F
(B)
V – V – F – F – F
(C)
V – F – F – F – V
(D)
F – V – F – V – V
(E)
F – V – V – V – F
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A
Resolução comentada
O peso sempre aponta para baixo. Com mola comprimida, sua força é para cima; esticada e presa ao fundo, para baixo. Na figura 2, E=P+F_elástica. Sequência V–F–V–F–F.
Q5
Termologia — Calorimetria — Calorimetria
Um corpo A, homogêneo, de massa 200 g, varia sua temperatura de 20oC para 50oC ao receber 1200 calorias de uma fonte térmica. Durante todo o aquecimento, o corpo A se mantém na fase sólida. Um outro corpo B, homogêneo, constituído da mesma substância do corpo A, tem o dobro da sua massa. Qual é, em cal/goC, o calor específico da substância de B?
(A)
0,1
(B)
0,2
(C)
0,6
(D)
0,8
(E)
1,6
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B
Resolução comentada
c=Q/(mΔT)=1200/(200×30)=0,20 cal/(g·°C). Como é a mesma substância, o calor específico de B é igual, independentemente da massa.
Q6
Termologia — Gases ideais — Gases
INSTRUÇÃO: Para responder à questão 6, considere as afirmativas sobre as transformações gasosas a que uma amostra de massa constante de um gás ideal pode ser submetida.
I. Em uma transformação isotérmica, não ocorre troca de calor entre o gás e o meio externo.
II. Em uma transformação isobárica, o volume e a temperatura absoluta do gás são diretamente proporcionais.
III. Em uma transformação isométrica, o calor trocado com o gás é integralmente utilizado para variar sua energia interna.
Está/Estão correta(s) a(s) afirmativa(s)
(A)
I, apenas.
(B)
II, apenas.
(C)
I e III, apenas.
(D)
II e III, apenas.
(E)
I, II e III.
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D
Resolução comentada
Isotérmico não significa Q=0. A pressão constante, V/T é constante; a volume constante, W=0 e ΔU=Q. Corretas II e III.
Q7
Óptica — Reflexão e espelhos — Espelhos
INSTRUÇÃO: Para responder à questão 7, analise a figura abaixo, que mostra a obra Autorretrato, do artista holandês M.C. Escher (1898-1972).
Pode-se considerar que a esfera vista na figura se comporta como um espelho _________. A imagem conjugada pelo espelho é _________ e se encontra entre o foco e o _________ do espelho.
(A)
côncavo – real – vértice
(B)
convexo – real – vértice
(C)
convexo – virtual – vértice
(D)
convexo – virtual – centro de curvatura
(E)
côncavo – virtual – centro de curvatura
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C
Resolução comentada
A superfície externa esférica funciona como espelho convexo, produzindo imagem virtual entre o foco e o vértice.
Q8
Eletricidade — Eletrostática — Lei de Coulomb
INSTRUÇÃO: Para responder à questão 8, considere as informações que seguem.
Três esferas de dimensões desprezíveis A, B e C estão eletricamente carregadas com cargas elétricas respectivamente iguais a 2q, q e q. Todas encontram-se fixas, apoiadas em suportes isolantes e alinhadas horizontalmente, como mostra a figura abaixo:
A
O módulo da força elétrica exercida por B na esfera C é F. O módulo da força elétrica exercida por A na esfera B é
(A)
F/4
(B)
F/2
(C)
F
(D)
2F
(E)
4F
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B
Resolução comentada
F_AB/F_BC=(2q²/q²)×(d_BC/d_AB)². Como d_AB=2d_BC, a razão é 2/4=1/2.
Q9
Eletricidade — Eletrodinâmica — Associações e análise de circuitos
Dois resistores ôhmicos de resistências elétricas R1 e R2 são associados em série, e a associação é ligada aos extremos de uma bateria considerada ideal. Sabe-se que o valor da resistência elétrica de R2é quatro vezes menor do que o valor da resistência elétrica de R1. Caso a intensidade da corrente elétrica no resistor R1 seja igual a 2 A, qual dos valores abaixo representa corretamente a intensidade da corrente elétrica, em amperes (A), no resistor R2?
(A)
4
(B)
2
(C)
1
(D)
0,5
(E)
0,25
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B
Resolução comentada
Em associação em série, a mesma corrente percorre todos os resistores: 2 A.
Q10
Física moderna — Física quântica — Efeito fotoelétrico
INSTRUÇÃO: Para responder à questão 10, analise as afirmativas abaixo, referentes ao efeito fotoelétrico.
I. A frequência mínima da radiação incidente para que o efeito fotoelétrico seja observado depende da constituição química do material.
II. A energia de cada fotoelétron ejetado no processo depende da intensidade da radiação incidente.
III. A quantidade de fotoelétrons ejetados no processo depende da intensidade da radiação eletromagnética incidente.
Está/Estão correta(s) a(s) afirmativa(s)
(A)
I, apenas.
(B)
II, apenas.
(C)
I e III, apenas.
(D)
II e III, apenas.
(E)
I, II e III.
B C
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C
Resolução comentada
A frequência de corte depende da função trabalho do material. A intensidade afeta o número de fotoelétrons, enquanto a energia máxima depende da frequência. Corretas I e III.