PAVE XV — 1ª Etapa — Questões de Física comentadas — Método TEF
UFPel · Programa de Avaliação da Vida Escolar · Triênio 2018–2020 · Aplicação: 08/12/2018
Questões 26 a 31 — Física · gabarito oficial e resolução comentada Método TEF.
Dados da prova
EdiçãoPAVE XV
Triênio2018–2020
Etapa1ª etapa
Aplicação08/12/2018
DisciplinaFísica
QuestõesQ26 a Q31
A alternativa (f) corresponde a “Ignoro a resposta (I.R.)”. O gabarito segue o documento oficial da UFPel (gabarito preliminar, prova de 08/12/2018).
Q26
Ondulatória — Ondas — Reflexão do som (sonar)
Disponível em: httpsfisicacontextoaplicacoes.blogspot.com201709propriedades-da-propagacao-do-som.html. Acesso em 29out18
O Sound Navigation And Ranging, conhecido popularmente por Sonar, é utilizado por navios e submarinos, sendo uma das suas funções, verificar a profundidade dos oceanos. Seu funcionamento baseia-se no fenômeno de:
(a)refração.
(b)reflexão.
(c)interferência.
(d)difração.
(e)superposição.
(f)I.R.
Gabarito oficial
(b)
Resolução comentada
O sonar emite pulsos de som, que se propagam na água e são refletidos pelo fundo. O tempo entre a emissão e a chegada do eco permite calcular a profundidade:
$$d=\frac{v_{som}\cdot\Delta t}{2}$$
O fator $1/2$ aparece porque o som percorre a distância duas vezes (ida e volta).
Q27
Termologia — Termometria — Pontos fixos da escala Fahrenheit
O alemão Daniel Fahrenheit propôs uma escala em que adotou como referência, temperaturas já utilizadas pelo dinamarquês Olaf Roemer: as temperaturas do corpo humano, da ebulição da água e da fusão do gelo. Além disso, Fahrenheit fez modificações no intervalo adotado por Roemer e também na temperatura mais baixa do termômetro. Com as suas modificações, as temperaturas de fusão do gelo e ebulição da água, na escala Fahrenheit são, respectivamente:
(As medições foram feitas ao nível do mar)
(a)0 e 100.
(b)32 e 212.
(c)273 e 373.
(d)20 e 120.
(e)36 e 40.
(f)I.R.
Gabarito oficial
(b)
Resolução comentada
Na escala Fahrenheit, ao nível do mar, a fusão do gelo ocorre a $32\ ^\circ\text{F}$ e a ebulição da água a $212\ ^\circ\text{F}$, intervalo de $180$ divisões.
Conferindo com a conversão $\dfrac{\theta_C}{5}=\dfrac{\theta_F-32}{9}$: $\theta_C=0\Rightarrow\theta_F=32$ e $\theta_C=100\Rightarrow\theta_F=212$. Os valores $0$ e $100$ são da escala Celsius, e $273$ e $373$ da Kelvin.
Q28
Ondulatória — Ondas — Velocidade do som e da luz
Apresentação da esquadrilha da fumaça em Pelotas RS. Disponível em http://www2.fab.mil.bredaimagesnoticias180419_pelotasmarcelavila6.jpg
Para homenagear os 100 anos do 9º Batalhão de Infantaria Motorizado (BMtz) da cidade de Pelotas-RS, a Esquadrilha da Fumaça realizou uma apresentação com seus aviões na praia do Laranjal no dia 19 de abril de 2018.
Durante a apresentação, uma criança ao ouvir o som produzido por um dos aviões, o procurou no céu e não conseguiu encontrá-lo.
Podemos relacionar o fato de a criança escutar o som, mas não enxergar mais o avião, à explicação física de que:
(a)o som é uma onda mecânica, e sua velocidade de propagação no ar é a metade da velocidade de propagação da luz no ar.
(b)a velocidade de propagação do som no ar é igual à velocidade de propagação da luz no ar.
(c)a luz é uma onda eletromagnética, e sua velocidade de propagação no ar é a metade da velocidade de propagação do som no ar.
(d)a luz é uma onda eletromagnética, e sua velocidade de propagação no ar é muito menor que a velocidade de propagação do som no ar.
(e)o som é uma onda mecânica, e sua velocidade de propagação no ar é muito menor que a velocidade de propagação da luz no ar.
(f)I.R.
Gabarito oficial
(e)
Resolução comentada
O som é uma onda mecânica, e no ar a sua velocidade é de cerca de $340\text{ m/s}$. A luz é uma onda eletromagnética, e a sua velocidade é de cerca de $3\cdot10^{8}\text{ m/s}$.
Como $v_{som}\ll v_{luz}$, o som chega ao observador muito depois da luz: a criança ouve o som do avião emitido num instante anterior, quando o avião estava em outra posição do céu, e por isso não o encontra onde parece vir o som.
Q29
Termologia — Mudanças de fase — Evaporação e umidade relativa (bulbo úmido)
A umidade relativa do ar é uma medida indireta, feita pela relação entre dois (2) termômetros em um mesmo ambiente. Um dos termômetros é colocado naturalmente (temperatura do bulbo seco), enquanto o outro é colocado em contato com uma gaze molhada em seu bulbo (temperatura do bulbo úmido), conforme imagem abaixo:
Imagem autoral, 2018.
Sob as mesmas condições, a temperatura medida pelo termômetro de bulbo úmido é sempre menor do que a do bulbo seco devido:
(a)à gaze ser um tecido muito fibroso e dificultar a “respiração” do bulbo úmido.
(b)ao processo de sublimação da água, que reduziu a temperatura do bulbo úmido.
(c)ao efeito estufa, que reduziu a temperatura da água em contato com o bulbo úmido.
(d)aos termômetros serem iguais.
(e)ao processo de evaporação da água, que reduz a temperatura do bulbo úmido.
(f)I.R.
Gabarito oficial
(e)
Resolução comentada
A água da gaze evapora, e a evaporação consome energia (calor latente de vaporização) retirada do bulbo do termômetro. Por isso, o bulbo úmido indica uma temperatura menor que a do bulbo seco.
Quanto menor a umidade relativa do ar, maior é a evaporação e maior é a diferença entre as duas leituras, e é essa diferença que serve de medida indireta da umidade relativa.
Q30
Óptica — Instrumentos ópticos — Espelhos côncavos e lentes convergentes
Em uma famosa série exibida na televisão, sobre sobrevivência na selva, as pessoas são largadas sem roupas e com poucos objetos. Nessa situação, o fogo é essencial para sua sobrevivência. Utilizando os conhecimentos de física, os participantes conseguem fazer fogo, convergindo os raios de sol para um ponto, onde ele inicia. Para fazer isso, o instrumento óptico utilizado, é um/uma:
(a)espelho côncavo.
(b)espelho convexo.
(c)espelho plano.
(d)lente bicôncava.
(e)lente divergente.
(f)I.R.
Gabarito oficial
(a)
Resolução comentada
Para concentrar os raios do Sol em um ponto (o foco) é preciso um sistema convergente.
Entre as opções, o espelho côncavo reflete raios paralelos, que convergem para o foco, e é o único sistema convergente listado. O espelho convexo, o espelho plano, a lente bicôncava e a lente divergente não fazem convergir os raios (a lente convergente, que também serviria, não aparece entre as alternativas).
Q31
Óptica — Lentes — Equação de Gauss (lupa)
A lupa é um dos instrumentos ópticos mais simples formado por uma lente biconvexa. Quando um objeto é colocado a 15 cm de uma lupa, ele não forma uma imagem. Se um objeto for colocado a 20 cm da lupa, a sua imagem ficará a uma distância da lupa de:
(a)30 cm.
(b)40 cm.
(c)45 cm.
(d)50 cm.
(e)60 cm.
(f)I.R.
Gabarito oficial
(e)
Resolução comentada
Quando o objeto está sobre o foco, os raios refratados saem paralelos e não se forma imagem, então $f=15\text{ cm}$.
