PAVE XIII UFPel 2016 — Física resolvida

Q26

Termologia — Anomalia da Dilatação da Água

Um recipiente contém um determinado volume de água mantido numa temperatura de 1 °C junto a um pequeno cubo de madeira que se encontra boiando na superfície do líquido. A seguir, a água é aquecida, tendo sua temperatura aumentada de 1 °C para 4 °C. Assim sendo, considere as afirmativas a seguir.

I)A densidade da água aumentará com o aumento da temperatura de 1 °C para 4 °C.

II)A densidade da água diminuirá com o aumento da temperatura de 1 °C para 4 °C.

III)O volume de água no recipiente aumentará com o aumento da temperatura de 1 °C para 4 °C.

IV)O volume de água no recipiente diminuirá com o aumento da temperatura de 1 °C para 4 °C.

V)Com o aumento da temperatura de 1 °C para 4 °C, o cubo de madeira irá flutuar com um maior volume submerso.

Estão corretas

(a)II e III, apenas.

(b)I e III, apenas.

(c)I, IV e V, apenas.

(d)I e IV, apenas.

(e)II e V, apenas.

(f)I.R.

Gabarito oficial — PAVE 2016 · 1ª etapa

(d)

Resolução comentada

Esta questão explora a anomalia da dilatação da água: entre 0 °C e 4 °C, ao ser aquecida, a água tem densidade crescente e volume decrescente.

I (CORRETA): De 1 °C a 4 °C a água está na faixa anômala — a densidade aumenta. ✓

II (ERRADA): A densidade não diminui; aumenta nessa faixa. ✗

III (ERRADA): Se a densidade aumenta, o volume diminui. ✗

IV (CORRETA): O volume diminui, pois a densidade aumenta. ✓

V (ERRADA): Pelo princípio de Arquimedes, $E=\rho_{liq}\,g\,V_{sub}=P_{cubo}$. Como $\rho_{liq}$ aumenta, é necessário menor volume submerso para equilibrar o mesmo peso. ✗

Alternativa correta: (d)

Q27

Termologia — Processo Isocórico Anulada

Imagine um determinado gás no interior de um cilindro provido de um pistão. Este gás é aquecido, porém, observa-se que o seu volume não sofre nenhuma alteração. Considere as afirmativas a seguir.

I)Como o volume não aumenta, o gás não exerce nenhuma força no pistão do cilindro.

II)Como há pressão no gás, o mesmo está exercendo uma força no pistão do cilindro.

III)Durante o aquecimento, a pressão do gás aumenta, diminuindo o valor da força exercida no pistão do cilindro.

IV)Durante o aquecimento, a pressão no interior do cilindro não aumenta, já que o volume do gás não se expande.

V)Como não há deslocamento do pistão, não há trabalho envolvido neste processo.

Estão corretas

(a)II e III, apenas.

(b)I e V, apenas.

(c)II e V, apenas.

(d)I e IV, apenas.

(e)IV e V, apenas.

(f)I.R.

Gabarito oficial — PAVE 2016 · 1ª etapa

Questão anulada pela banca

Resolução comentada

Esta questão foi anulada pela banca examinadora da UFPel. O contexto é um processo isocórico (volume constante): gás aquecido, pistão imóvel.

A alternativa mais defensável seria (c) — II e V corretas: pressão existe e gera força no pistão; $W=P\Delta V=0$ pois $\Delta V=0$. Inconsistências no enunciado levaram à anulação.

Q28

Óptica — Índice de Refração e Velocidade da Luz

Um meio hipotético apresenta um índice de refração absoluto igual a 1,5. Considerando a velocidade de propagação da luz no vácuo como sendo $3{,}0\times10^5\text{ km/s}$, a velocidade de propagação da luz no referido meio vale

(a)$2{,}0\times10^{-5}\text{ km/s}$.

(b)$4{,}5\times10^{5}\text{ km/s}$.

(c)$2{,}0\text{ km/s}$.

(d)$4{,}5\times10^{-6}\text{ km/s}$.

(e)$2{,}0\times10^{5}\text{ km/s}$.

(f)I.R.

Gabarito oficial — PAVE 2016 · 1ª etapa

(e)

Resolução comentada

O índice de refração relaciona a velocidade da luz no vácuo com a velocidade no meio:

$$n=\frac{c}{v}\implies v=\frac{c}{n}=\frac{3{,}0\times10^5}{1{,}5}=2{,}0\times10^5\text{ km/s}.$$

Alternativa correta: (e)

Q29

Óptica — Espelho Côncavo (Objeto entre C e F)

A figura representa um objeto O colocado diante de um espelho côncavo, entre o centro de curvatura C e o foco F.

Neste caso, podemos dizer que a imagem resultante será

(a)invertida, real e maior do que o objeto.

(b)invertida, real e menor do que o objeto.

(c)direita, real e maior do que o objeto.

(d)direita, virtual e menor do que o objeto.

(e)invertida, virtual e maior do que o objeto.

(f)I.R.

Gabarito oficial — PAVE 2016 · 1ª etapa

(a)

Resolução comentada

Com o objeto entre C e F temos $f<p<2f$. Pela equação de Gauss, $p'>2f$: imagem além de C, no mesmo lado que o objeto.

Resultado: real (à frente do espelho), invertida (objeto além do foco de côncavo) e maior ($|M|=p'/p>1$).

Alternativa correta: (a)

Q30

Ondulatória — Velocidade de Propagação ($v=f\lambda$)

Uma torneira com problema de vedação goteja em intervalos regulares. Um bombeiro hidráulico observou que 20 gotas caíam a cada 20 s e notou, na banheira abaixo, ondas circulares com distância de 0,5 m entre duas cristas consecutivas. Assim sendo, a velocidade de propagação dessas ondas era de

(a)0,2 m/s.

(b)1,0 m/s.

(d)4,0 m/s.

(e)2,0 m/s.

(f)I.R.

Gabarito oficial — PAVE 2016 · 1ª etapa

(c)

Resolução comentada

Frequência: $f=20/20=1\text{ Hz}$. Comprimento de onda: $\lambda=0{,}5\text{ m}$.

$$v=f\lambda=1\times0{,}5=0{,}5\text{ m/s}.$$

Alternativa correta: (c)

Q31

Ondulatória — Propriedades das Ondas Sonoras

Considere as seguintes afirmativas:

I)Uma onda sonora necessita da existência de um meio material para a sua propagação.

II)Numa onda transversal, as partículas do meio vibram na mesma direção de propagação da onda.

III)Um som agudo possui um período menor do que um som grave.

IV)As ondas sonoras propagam-se no vácuo na velocidade de $3\times10^8\text{ m/s}$.

V)Em uma onda sonora, quanto maior a sua amplitude maior será a sua frequência.

Estão corretas

(a)I e III, apenas.

(b)I e IV, apenas.

(c)III e V, apenas.

(d)II e V, apenas.

(e)II e IV, apenas.

(f)I.R.

Gabarito oficial — PAVE 2016 · 1ª etapa

(a)

Resolução comentada

I (CORRETA): Som é onda mecânica; não se propaga no vácuo. ✓

II (ERRADA): Em ondas transversais, as partículas vibram perpendicularmente à propagação, não paralelamente. ✗

III (CORRETA): Som agudo → frequência alta → período $T=1/f$ pequeno. ✓

IV (ERRADA): Som não se propaga no vácuo; $3\times10^8\text{ m/s}$ é a velocidade da luz. ✗

V (ERRADA): Amplitude (volume) e frequência (altura) são grandezas independentes. ✗

Alternativa correta: (a)

PAVE XIII · 2016 · Etapa 1

Dados da prova