Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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PAVE VI — 1ª Etapa — Questões de Física comentadas — Método TEF

UFPel · Programa de Avaliação da Vida Escolar · Triênio 2009–2011 · Aplicação: 20/12/2009

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

Q20
Termologia — Propagação do calor

Sobre Termologia, é correto afirmar que

(a)os processos de condução, convecção e irradiação térmica permitem transferência de calor, desde que os corpos não estejam separados por vácuo.
(b)todos os corpos aquecidos emitem radiações que, ao serem absorvidas por um outro corpo, podem provocar, neste, uma elevação de temperatura.
(c)as lâmpadas comuns, além de emitirem a luz visível, irradiam quantidade considerável de calor ultravioleta e quantidade desprezível de calor infravermelho.
(d)um ferro de passar roupa ligado, apenas pode transferir calor por condução e convecção, mas nunca por irradiação já que não emite luz.
(e)a garrafa térmica possui vários condutores térmicos diferentes. Por exemplo, o vácuo existente entre a ampola – para armazenar líquidos – e suas paredes externas permite a condução e a convecção de calor.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(b)
Resolução comentada

Todo corpo com temperatura acima do zero absoluto emite radiação térmica (principalmente infravermelha). Ao ser absorvida por outro corpo, essa radiação aumenta a energia de agitação das partículas dele e pode elevar sua temperatura.

As outras falham: a irradiação ocorre também no vácuo (é assim que o calor do Sol chega à Terra), então a primeira está incorreta; lâmpadas comuns irradiam muito infravermelho e pouco ultravioleta; qualquer corpo quente irradia, inclusive o ferro de passar, mesmo sem emitir luz visível; e o vácuo da garrafa térmica impede a condução e a convecção, pois nelas é preciso haver matéria.

Q21
Óptica — Refração e espelhos — Índice de refração e formação de imagens

Considere as afirmações abaixo:

I) O índice de refração de um meio material é definido como a razão entre a velocidade da luz no meio material e a velocidade da luz no vácuo.

II) Sempre que um feixe luminoso passa obliquamente de um meio para o outro, nos quais suas velocidades de propagação são diferentes, ele sofre reflexão, isto é, ocorre uma mudança na direção de propagação do feixe luminoso.

III) A luz proveniente de um ponto luminoso, após ser refletida em um espelho côncavo, converge em um ponto, nesse ponto teremos uma imagem real do ponto luminoso.

IV) A luz emitida por um ponto luminoso, e refletida por um espelho plano, chega aos olhos de um observador como se estivesse vindo do ponto de encontro dos prolongamentos dos raios luminosos refletidos. Nesse ponto, o observador verá, então, uma imagem virtual do objeto.

Estão corretas apenas

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

Gabarito oficial

(c)
Resolução comentada

I (falsa): o índice de refração é $n=c/v$, razão entre a velocidade da luz no vácuo e no meio (a definição apresentada está invertida).

II (falsa): a mudança de direção na passagem oblíqua de um meio para outro é a refração, e não a reflexão.

III (verdadeira): quando os raios refletidos realmente convergem num ponto, a imagem formada é real.

IV (verdadeira): no espelho plano, o observador vê a imagem no encontro dos prolongamentos dos raios refletidos, que é uma imagem virtual.

Q22
Termologia — Termodinâmica — Primeira Lei e capacidade térmica

Sobre Termodinâmica, a alternativa verdadeira é:

(a)em uma expansão adiabática, a temperatura de um gás diminui em virtude do calor que ele libera para a vizinhança.
(b)dois corpos, de materiais diferentes, não podem ter a mesma capacidade térmica.
(c)se o calor absorvido por um gás, termicamente isolado, for igual ao trabalho realizado por ele, sua energia interna não variará.
(d)se um gás absorve 200J de calor e realiza um trabalho de 100J, sua energia interna varia de 300J.
(e)na propagação de calor por convecção, não há transferência de matéria fria ou quente de um ponto a outro.
(f)I.R.

Gabarito oficial

Questão anulada
Resolução comentada

Pela 1ª Lei da Termodinâmica, $\Delta U=Q-W$.

Item a item: na expansão adiabática $Q=0$ e a temperatura cai porque o gás realiza trabalho à custa da energia interna, e não por “liberar calor”; corpos de materiais diferentes podem, sim, ter a mesma capacidade térmica $C=m\,c$; com $Q=200\text{ J}$ e $W=100\text{ J}$, $\Delta U=200-100=100\text{ J}$ (e não 300 J); e na convecção há transporte de matéria.

Sobra a que fala de $Q=W$, que daria $\Delta U=0$, mas o texto diz que o gás está “termicamente isolado”, e um sistema nessa condição não absorve calor. O gabarito definitivo registra a questão como anulada e não apresenta o motivo; essa contradição do enunciado é uma possível causa.

Q23
Óptica — Instrumentos ópticos — Lentes, espelhos e telescópios

Sobre óptica Geométrica, é correto afirmar que

(a)a máquina fotográfica possui um sistema de lentes, denominado objetiva da máquina, que se comporta como uma lente divergente, formando uma imagem virtual, invertida e menor do objeto a ser fotografado.
(b)a lupa ou, como se diz vulgarmente, uma lente de aumento, produz uma imagem real e maior que o objeto, pois sua lente é convergente.
(c)um espelho de maquiagem, que fornece uma imagem aumentada em relação ao objeto, deve ser convexo.
(d)um telescópio é considerado refrator quando usa, como objetiva, lentes ou refletor quando usa espelho.
(e)um feixe de luz monocromática incide sobre uma lente biconvexa, então esses raios sempre convergirão, não importando o meio em que a lente está imersa.
(f)I.R.

Gabarito oficial

(d)
Resolução comentada

O telescópio refrator tem como objetiva uma lente, e o refletor tem um espelho.

As demais estão erradas: a objetiva de uma câmera é convergente e forma imagem real e invertida; a lupa fornece imagem virtual e maior (objeto entre o foco e a lente); o espelho de maquiagem que aumenta a imagem é côncavo; e uma lente biconvexa só converge a luz se o índice de refração da lente for maior que o do meio em que está imersa.

Q24
Ondulatória — Acústica — Eco

Um fenômeno acústico importante é o eco. Ele é utilizado nos processos de ultrassonografia e no sonar. Para que o ouvido humano perceba o eco, é necessária uma distância mínima entre a pessoa que emite o som e o obstáculo em que o som é refletido, pois o ouvido humano só distingue dois sons quando o intervalo entre eles for, no mínimo, de 0,1 s. Essa distância mínima depende da velocidade do som no local. Sendo Δt o tempo mínimo para distinguir dois sons e vs a velocidade do som, podemos afirmar que a distância mínima para que uma pessoa ouça o eco é dada por

(a)d = 2 vs / Δt
(b)d = vs Δt
(c)d = 2 vs Δt
(d)d = ½ vs Δt
(e)d = ½ Δt / vs
(f)I.R.

Gabarito oficial

(d)
Resolução comentada

O som vai até o obstáculo e volta, percorrendo $2d$ no intervalo $\Delta t$ entre o som emitido e o eco:

$$2d=v_s\,\Delta t\;\Rightarrow\;d=\frac{1}{2}\,v_s\,\Delta t$$

Com $v_s\approx340\text{ m}\cdot\text{s}^{-1}$ e $\Delta t=0{,}1\text{ s}$, $d\approx17\text{ m}$.

Q25
Ondulatória — Acústica — Qualidades fisiológicas do som

Analise as afirmativas abaixo:

I) A altura de um som é caracterizada pela frequência da onda sonora. Um som de pequena frequência é agudo, e um som de grande frequência é grave.

II) O som é uma onda longitudinal e necessita de um meio material para se propagar.

III) A intensidade do som é uma propriedade que nosso ouvido percebe e que está relacionada com a energia (por unidade de tempo) que a onda sonora transfere a ele, sendo tanto maior quanto menor for a amplitude dessa onda sonora.

IV) Sons com freqüências acima do intervalo de freqüência audível são chamados de ultra-sons enquanto que os sons com freqüência abaixo desse intervalo são chamados de infra-sons.

São verdadeiras apenas as afirmativas

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

Gabarito oficial

(d)
Resolução comentada

I (falsa): a altura é determinada pela frequência, mas som de frequência baixa é grave e de frequência alta é agudo (o enunciado inverte).

II (verdadeira): o som é uma onda mecânica longitudinal e não se propaga no vácuo.

III (falsa): a intensidade cresce com o quadrado da amplitude, então é maior quanto maior a amplitude.

IV (verdadeira): acima da faixa audível (cerca de 20 kHz) está o ultrassom, e abaixo (cerca de 20 Hz), o infrassom.

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