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PAVE V — 1ª Etapa — Questões de Física comentadas — Método TEF

UFPel · Programa de Avaliação da Vida Escolar · Triênio 2008–2010 · Aplicação: 21/12/2008

Questões 20 a 25 — Física · gabarito oficial e resolução comentada Método TEF.

Q20
Ondulatória — Ondas — Difração

Um jardineiro, quando faz a limpeza do jardim de uma casa que é cercada por um muro alto, ouve perfeitamente os sons médios, graves e agudos de uma banda marcial que passa pela rua tocando os seus dobrados.

De acordo com o texto acima e seus conhecimentos sobre fenômenos ondulatórios, é correto afirmar que o fenômeno físico envolvido na situação descrita acima é a

(a)polarização.
(b)difração.
(c)dispersão.
(d)ressonância.
(e)interferência.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(b)
Resolução comentada

O jardineiro não vê a banda, mas a ouve: o som contorna o muro. Esse “contorno” de obstáculos pelas ondas é a difração, mais acentuada quando o comprimento de onda é comparável às dimensões do obstáculo, o que vale para as ondas sonoras audíveis (de centímetros a metros).

Polarização só ocorre em ondas transversais (o som é longitudinal), dispersão é a separação de ondas por frequência num meio, ressonância envolve uma excitação na frequência natural de um sistema e interferência é a superposição de ondas.

Q21
Termologia — Dilatação térmica — Dilatação de um orifício

Uma placa metálica tem em sua estrutura um orifício, ao qual um parafuso de mesmo material da placa se ajusta perfeitamente quando o conjunto está a uma determinada temperatura.

Se aquecermos somente a placa, observa-se que

(a)o parafuso se contrai.
(b)o conjunto orifício e parafuso se dilata.
(c)o orifício da placa se contrai.
(d)o orifício da placa se dilata.
(e)o conjunto orifício e parafuso se contrai.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(d)
Resolução comentada

Um orifício em uma placa dilata como se fosse feito do mesmo material da placa: ao aquecer, todas as dimensões da placa aumentam, inclusive o diâmetro do furo, como numa ampliação fotográfica. O orifício não se contrai pela “invasão” do material em volta dele.

O parafuso não é aquecido, então não muda de dimensões.

Q22
Termologia — Mudanças de fase — Temperatura crítica

A figura abaixo representa o diagrama de fases de uma substância.

Diagrama de fases P × T com as regiões sólido e líquido, a curva de vaporização que termina no ponto crítico e uma reta vertical tracejada na temperatura Tc

A temperatura crítica (Tc) dessa substância é

(a)a mínima temperatura em que a substância pode ser liquefeita pelo aumento da pressão.
(b)é a temperatura na qual a pressão saturante é igual à pressão de vapor seco.
(c)aquela na qual podemos ter as três fases: sólida, líquida e gasosa.
(d)aquela acima da qual um líquido pode solidificar.
(e)a máxima temperatura em que a substância pode ser liquefeita pelo aumento da pressão.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(e)
Resolução comentada

A temperatura crítica é a temperatura acima da qual não existe mais a fase líquida distinta: um gás acima de $T_c$ não pode ser liquefeito por compressão, por maior que seja a pressão. Assim, $T_c$ é a máxima temperatura em que a substância pode ser liquefeita por aumento de pressão.

A coexistência das três fases ocorre no ponto triplo, e não no ponto crítico.

Q23
Óptica — Refração e lentes — Conceitos de óptica geométrica

De acordo com a Óptica Geométrica e seus conhecimentos, é correto afirmar que

(a)lentes divergentes se diferenciam das convergentes pela natureza da distância focal.
(b)a luz, ao passar de um meio menos refringente para mais refringente, refratando-se, afasta-se da normal.
(c)a distância focal de uma lente depende do meio no qual está mergulhada.
(d)o ângulo limite é o ângulo acima do qual um raio luminoso muda de meio sem sofrer desvio.
(e)um pedaço de tecido vermelho tem essa cor devido, principalmente, à refração da luz vermelha.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(c)
Resolução comentada

Pela equação dos fabricantes de lentes, $\dfrac{1}{f}=\left(\dfrac{n_{lente}}{n_{meio}}-1\right)\left(\dfrac{1}{R_1}+\dfrac{1}{R_2}\right)$, a distância focal depende do índice de refração do meio em que a lente está.

Outros itens: ao passar para um meio mais refringente, o raio se aproxima da normal; acima do ângulo limite ocorre reflexão total, e não passagem sem desvio; e o tecido é vermelho principalmente por refletir (difusamente) a luz vermelha e absorver as demais cores.

Q24
Óptica — Espelhos — Imagens em espelhos côncavos, convexos e planos

Considerando os seus conhecimentos sobre Óptica Geométrica, analise as afirmativas abaixo.

I) Um objeto qualquer diante de um espelho côncavo conjuga, sempre, uma imagem aumentada.

II) Um objeto real diante de um espelho convexo conjuga, sempre, uma imagem diminuída.

III) Um objeto qualquer diante de um espelho plano conjuga, sempre, uma imagem de mesmo tamanho que o objeto.

IV) Um objeto qualquer diante de um espelho côncavo conjuga, sempre, uma imagem direita.

V) Um objeto real diante de um espelho convexo conjuga, sempre, uma imagem virtual.

Estão corretas as afirmativas

(a)I, II e V.
(b)II, III e IV.
(c)I, IV e V.
(d)II, III e V.
(e)II, III e V.
(f)I.R.

Gabarito oficial

Questão anulada
Resolução comentada

I (falsa): o espelho côncavo pode formar imagem diminuída (objeto além do centro de curvatura).

II (verdadeira): no espelho convexo, objeto real tem sempre imagem virtual, direita e menor.

III (verdadeira): no espelho plano, imagem e objeto têm o mesmo tamanho.

IV (falsa): o espelho côncavo forma imagens invertidas (reais) quando o objeto está além do foco.

V (verdadeira): a imagem de um objeto real num espelho convexo é sempre virtual.

Estão corretas II, III e V. Porém os itens (d) e (e) do enunciado trazem exatamente o mesmo texto (“II, III e V”), o que torna duas alternativas corretas, e o gabarito definitivo registra a questão como anulada.

Q25
Ondulatória — Acústica — Propagação e frequência do som

Analise as afirmativas abaixo.

I) Na água, as ondas sonoras propagam-se mais rapidamente que no ar.

II) Comparando ondas luminosas com sonoras, verifica-se que ambas apresentam a mesma velocidade de propagação no ar.

III) Quando uma onda sonora se propaga em meios diferentes como o ar, a água e um trilho de aço, a freqüência se conserva.

IV) Seres humanos comumente conseguem ouvir sons com freqüência de 10 Hz, que as baleias utilizam para se comunicar.

Estão corretas as afirmativas

(a)I, II, III e IV.
(b)II, III e IV apenas.
(c)I e IV apenas.
(d)II e IV apenas.
(e)I e III apenas.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(e)
Resolução comentada

I (verdadeira): o som é mais veloz em meios mais “rígidos”: cerca de 340 m/s no ar e 1500 m/s na água.

II (falsa): a luz no ar viaja a cerca de $3\cdot10^{8}\text{ m}\cdot\text{s}^{-1}$, muito mais que o som.

III (verdadeira): a frequência é determinada pela fonte e não muda na passagem de um meio para outro (o que muda é a velocidade e o comprimento de onda).

IV (falsa): o ouvido humano percebe aproximadamente de 20 Hz a 20 kHz, então 10 Hz é infrassom e não é ouvido.

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