UFSM 2026: Física das Três Provas com Gabarito e Resolução

E1 · Q10

Mecânica — Gravitação — Leis de Kepler

O Projeto Geoparque Caçapava é uma iniciativa da UFSM em parceria com a Unipampa, buscando alternativas sustentáveis para a economia regional como o turismo de base local. A região de Caçapava do Sul apresenta boas condições para a observação astronômica noturna, o que possibilita explorar o turismo por meio dessa prática que fascina a humanidade desde eras remotas. Foi, também, a partir de dados obtidos de observações astronômicas que o matemático e astrônomo Johannes Kepler estabeleceu suas três leis para o movimento dos corpos em órbita. Usando o Sistema Solar como referência para tais leis, assinale V (verdadeiro) ou F (falso) em cada afirmativa a seguir.

( ) Os planetas possuem órbitas elípticas em torno do Sol, cujo centro se localiza em um dos focos da elipse.

( ) O segmento de reta (raio vetor), traçado desde o Sol até qualquer planeta em órbita em torno dele, descreve áreas iguais em intervalos de tempo iguais; logo, o módulo da velocidade dos planetas no periélio é menor que o observado no afélio.

( ) O período de rotação de um planeta em torno do Sol aumenta linearmente com a distância média entre o Sol e o planeta.

A sequência correta é

A)V – F – V.

B)V – V – F.

C)F – F – V.

D)F – V – F.

E)V – F – F.

Resolução comentada

A primeira afirmação é verdadeira: as órbitas são elípticas e o Sol ocupa um dos focos.

A segunda é falsa. Pela lei das áreas, a velocidade orbital é maior no periélio, onde o planeta está mais próximo do Sol.

A terceira é falsa. O movimento em torno do Sol é de translação, e a relação entre período e semieixo maior não é linear:

$$T^2=ka^3$$

$$T\propto a^{3/2}$$

A sequência é V – F – F.

Alternativa correta: E.

E1 · Q14

Mecânica — Dinâmica — Atrito e força centrípeta

Um dos atrativos turísticos do Geoparque Quarta Colônia, no Rio Grande do Sul, é o cicloturismo, que oferece o Circuito Cicloturístico Coração do Rio Grande. Suponha que, durante o percurso desse circuito, um ciclista realiza uma curva horizontal e plana que descreve um arco de circunferência de diâmetro 20 m. Considerando o conjunto formado pelo ciclista e a bicicleta como uma partícula, qual é o módulo da velocidade máxima para o qual o ciclista é capaz de realizar essa curva sem derrapar? Assuma os coeficientes de atrito estático e cinético dos pneus da bicicleta com a estrada como 0,25 e 0,16, respectivamente, e o módulo da aceleração da gravidade 10 m/s².

A)$4\,\mathrm{m/s}$

B)$5\,\mathrm{m/s}$

C)$4\sqrt{2}\,\mathrm{m/s}$

D)$5\sqrt{2}\,\mathrm{m/s}$

E)$10\,\mathrm{m/s}$

Resolução comentada

A força de atrito estático fornece a resultante centrípeta. No limite de aderência:

$$r=\frac{20}{2}=10\,\mathrm{m}$$

$$N=mg$$

$$\frac{mv^2}{r}=\mu_e mg$$

$$v_{\max}=\sqrt{\mu_e gr}$$

$$v_{\max}=\sqrt{0{,}25\cdot10\cdot10}=5\,\mathrm{m/s}$$

Alternativa correta: B.

E1 · Q15

Mecânica — Energia e impulso — Descenso com dissipação

O Geoparque Quarta Colônia é destacado por suas belezas naturais, como rios e cascatas, que convidam ao turismo de aventura. Uma possibilidade para esse tipo de turismo é o rapel, que consiste no processo de descida na vertical com a ajuda de uma corda equipada com um sistema de frenagem. Suponha que, em uma cascata localizada nesse geoparque, é oferecida uma plataforma de rapel com 5 metros de altura em relação ao solo. Uma turista, de massa 60 kg, recebe as orientações básicas sobre a prática do esporte e realiza sua descida em um intervalo de tempo de 5 segundos, partindo da plataforma após ficar suspensa em repouso e tocando o solo com uma velocidade de módulo 1 m/s. Considerando-se que a turista comporta-se como uma partícula e assumindo-se o módulo da aceleração da gravidade g=10 m/s², considere as afirmativas a seguir.

I → O módulo da velocidade da turista ao tocar o solo seria 10 m/s, se não fosse pelo sistema de frenagem do equipamento de rapel e demais atritos, ou seja, um sistema conservativo.

II → A energia mecânica conservada na descida equivale a 10% da energia mecânica inicial.

III → O impulso associado à força resultante média durante a descida tem um módulo de 60 kg m/s.

IV → A força resultante média durante a descida tem um módulo de 12 N.

Está(ão) correta(s)

A)apenas II.

B)apenas I e III.

C)apenas II e IV.

D)apenas I, III e IV.

E)I, II, III e IV.

Resolução comentada

I. Se a descida fosse conservativa, a energia potencial inicial se transformaria em energia cinética:

$$mgh=\frac{mv^2}{2}$$

$$v=\sqrt{2\cdot10\cdot5}=10\,\mathrm{m/s}$$

II. Tomando o solo como referência, compare a energia final com a inicial:

$$E_i=60\cdot10\cdot5=3000\,\mathrm{J}$$

$$E_f=\frac{60\cdot1^2}{2}=30\,\mathrm{J}$$

$$\frac{E_f}{E_i}=0{,}01=1\%$$

A energia restante corresponde a 1%, não a 10%. A afirmação II é falsa.

III. O impulso da resultante é a variação da quantidade de movimento:

$$I_R=m\Delta v=60\cdot(1-0)=60\,\mathrm{kg\,m/s}$$

IV. A força resultante média pode ser calculada pelo impulso total:

$$F_{R,\mathrm{média}}=\frac{60}{5}=12\,\mathrm{N}$$

São verdadeiras I, III e IV. Esse cálculo não pressupõe aceleração constante.

Alternativa correta: D.

E1 · Q23

Mecânica — Estática — Equilíbrio de torques no antebraço

A região central do Rio Grande do Sul, onde se localiza o Geoparque Quarta Colônia, é reconhecida internacionalmente como um importante sítio arqueológico, onde se encontram fósseis do período Triássico, com cerca de 250 milhões de anos. Durante uma escavação, uma pesquisadora encontrou uma rocha com um possível fóssil. Feliz com a descoberta, apresentou a rocha coletada ao seu colega, segurando-a com a mão, o antebraço na horizontal e o braço flexionado com um ângulo de 150 graus, como ilustra a figura (representação esquemática do braço da pesquisadora no momento da apresentação da rocha coletada).

Antebraço horizontal de 40 cm; rocha a 30 cm do cotovelo; bíceps aplicado a 5 cm, formando 150 graus com o antebraço.

Para manter o antebraço em equilíbrio estático, uma força de módulo 400 N é exercida pelo bíceps da pesquisadora sobre seu antebraço. Considerando o conjunto formado pela mão e pelo antebraço como uma barra homogênea de comprimento 40 cm e massa de 2 kg, qual é a massa da rocha coletada, se esta estiver a 30 cm do cotovelo? (Dados da questão: sen150º=0,5; cos150º=–0,9; módulo da aceleração da gravidade g=10 m/s²).

A)$0{,}7\,\mathrm{kg}$

B)$2{,}0\,\mathrm{kg}$

C)$4{,}0\,\mathrm{kg}$

D)$4{,}7\,\mathrm{kg}$

E)$5{,}3\,\mathrm{kg}$

Resolução comentada

Escolha o cotovelo como eixo: a força de contato nesse ponto não produz torque. O peso do antebraço homogêneo atua no seu centro, a 20 cm.

$$\tau_b=400\cdot0{,}05\cdot\sin150^\circ=10\,\mathrm{N\,m}$$

$$\tau_a=2\cdot10\cdot0{,}20=4\,\mathrm{N\,m}$$

O torque do bíceps equilibra os torques dos dois pesos:

$$10=4+m\cdot10\cdot0{,}30$$

$$3m=6$$

$$m=2{,}0\,\mathrm{kg}$$

Alternativa correta: B.

E2 · Q07

Mecânica — Hidrostática — Pressão e área de contato

Apesar de certa controvérsia quanto ao real início de sua produção, a origem do papel está na China. Atribui-se sua criação ao oficial da corte T’sai Lun, que, em 105 d.C., durante sua estada em Pequim, observou as vespas triturando fibras vegetais de bambu e amoreira, obtendo uma pasta celulósica que era utilizada na construção dos ninhos. Baseando-se no mesmo princípio utilizado pelos insetos, ele pilou cascas de amoreira, bambu e restos de redes de pescar até obter uma pasta úmida que estendeu e colocou para secar. Nascia, assim, a primeira folha de papel, cujo princípio básico de produção permanece quase inalterado após quase dois mil anos de sua invenção. Fonte: FRITOLI, C. L. et al. História do papel: panorama evolutivo das técnicas de produção e implicações para sua preservação. In: RICI: R. Ibero-amer. Ci. Inf., Brasília, v. 9, n. 2, jul./dez. 2016. p. 475-502. (Adaptado) Imagine que, para apressar a secagem da folha de papel, abandona-se sobre ela, cobrindo-a totalmente, uma prancha de madeira com massa m e densidade d. A face dessa prancha em contato com a folha de papel tem área A, a folha de papel tem espessura h, e cada uma de suas faces tem área A/2. Sendo g o módulo da aceleração gravitacional local, a alternativa que representa corretamente a pressão exercida pela prancha de madeira sobre a folha de papel é

A)$dgh$.

B)$mgh$.

C)$mg/A$.

D)$2mg/A$.

E)$dgh/A$.

Resolução comentada

A força normal exercida pela prancha sobre o papel tem intensidade igual ao seu peso. Como a prancha cobre totalmente o papel, a área efetiva de contato é a área de uma face da folha:

$$F=mg$$

$$A_c=\frac{A}{2}$$

$$p=\frac{F}{A_c}$$

$$p=\frac{mg}{A/2}=\frac{2mg}{A}$$

A densidade da madeira e a espessura do papel não são necessárias para esse cálculo.

Alternativa correta: D.

E2 · Q16

Termologia — Mudanças de fase — Pressão e ebulição

Livros ainda são feitos de papel. Para a produção do papel, prepara-se polpa de celulose num grande tanque (digestor), no qual a madeira, em forma de cavacos, é cozida a uma pressão de 8 atm e à temperatura de 165 ºC. No processo, a lignina, que une as fibras da madeira, é dissolvida com a adição de uma solução de água e certos reagentes químicos. Com pressão acima de 1 atm, a água pode ser mantida no estado líquido em temperaturas acima de 100 ºC. Considerando esse fato, assinale a alternativa correta.

A)A viscosidade da água aumenta com o aumento da pressão, e, por isso, a temperatura pode ser maior do que 100 ºC.

B)O calor específico da água aumenta com o aumento da pressão, e, por isso, a temperatura sobe.

C)A temperatura de ebulição da água líquida depende da pressão exercida sobre ela.

D)O calor latente da água aumenta com o aumento da pressão e, por isso, a temperatura sobe.

E)A temperatura de fusão da água depende da pressão exercida sobre ela.

Resolução comentada

A ebulição ocorre quando a pressão de vapor do líquido se iguala à pressão externa. Ao aumentar a pressão no digestor, torna-se necessária uma temperatura maior para alcançar essa igualdade.

Por isso, a água pode permanecer líquida a 165 ºC sob 8 atm. O valor de 100 ºC para a ebulição da água corresponde aproximadamente à pressão de 1 atm.

Viscosidade, calor específico e calor latente não explicam diretamente esse critério de ebulição. A mudança de fase descrita é vaporização, e não fusão.

Alternativa correta: C.

E2 · Q19

Mecânica — Fluidos — Viscosidade e escoamento

No processo de impressão offset de livros, por exemplo, a tinta é transferida para um substrato e, dele, para o papel. Um dos fatores relevantes para a qualidade da impressão é a viscosidade da tinta. Uma tinta com alta viscosidade pode dificultar a transferência da imagem para o substrato, fazendo com que a imagem impressa perca nitidez. Uma tinta com baixa viscosidade pode levar a imagens impressas com borrões. É correto afirmar que o efeito produzido, dependendo da viscosidade de um líquido, será

A)evaporar mais rapidamente, apesar da intensidade das forças intermoleculares.

B)espalhar-se com maior ou menor rapidez sobre uma superfície plana.

C)passar do estado líquido para o estado sólido com maior ou menor rapidez.

D)sustentar, sobre a superfície livre do líquido, pequenos objetos, como agulhas de aço, e insetos, como mosquitos.

E)elevar-se, no interior de tubos capilares, acima do nível da superfície livre do resto do líquido.

Resolução comentada

A viscosidade mede a resistência interna do fluido ao escoamento. Mantidas as demais condições, uma tinta mais viscosa tende a escoar e se espalhar mais lentamente; uma menos viscosa se espalha mais facilmente.

Isso explica tanto a dificuldade de transferência de tintas muito viscosas quanto os borrões produzidos por tintas pouco viscosas.

Evaporação e solidificação são mudanças de fase. Sustentar objetos na superfície está associado à tensão superficial, enquanto a elevação em tubos estreitos é um efeito de capilaridade.

Alternativa correta: B.

E2 · Q22

Termologia — Calorimetria — Calor e equilíbrio térmico

Segundo o paradigma científico atual, os aspectos relevantes associados ao conceito de calor são: o sentido da transferência de energia, sua espontaneidade e sua ocorrência entre dois ou mais corpos com diferentes temperaturas. Buscando o modo como esses aspectos são apresentados em diversos materiais de divulgação científica, incluindo-se revistas, jornais, canais do YouTube e livros didáticos do ensino médio, foram encontradas as afirmativas a seguir. Assinale a alternativa compatível com o paradigma científico atual.

A)A passagem espontânea de calor de um corpo a outro termina quando os dois corpos atingem o equilíbrio térmico.

B)Um litro de água a 100 ºC tem mais calor que meio litro de água também a 100 ºC.

C)Um corpo quente tem mais calor do que um corpo frio.

D)Corpos com diferentes energias internas devem ter, necessariamente, diferentes temperaturas.

E)O calor se propaga exclusivamente de um corpo de maior temperatura para outro de menor temperatura.

Resolução comentada

Calor é energia transferida em razão de uma diferença de temperatura. A troca espontânea líquida cessa quando os corpos atingem o equilíbrio térmico.

Um corpo possui energia interna; não armazena calor. Amostras com diferentes massas podem ter diferentes energias internas e a mesma temperatura.

A transferência espontânea ocorre do corpo mais quente para o mais frio. A palavra “exclusivamente” ignora a possibilidade de transferência no sentido inverso com trabalho externo, como em refrigeradores.

Alternativa correta: A.

E3 · Q12

Eletricidade — Eletrodinâmica — Lei de Ohm

Ao engenheiro eletricista compete projetar e executar instalações elétricas, realizar laudos, inspeções, manutenção de sistemas de energia, etc. Já ao eletricista compete instalar e fazer manutenções e reparos de sistemas elétricos, entre outras tarefas técnicas. Dentre os conhecimentos básicos desses profissionais estão as leis que governam a eletricidade e o magnetismo, entre elas a lei de Ohm. Considerando um resistor ôhmico com resistência R, submetido a uma diferença de potencial V e atravessado por uma corrente i, assinale V (verdadeiro) ou F (falso) em cada afirmativa a seguir.

( ) A corrente i diminui de um valor V/R ao atravessar o resistor.

( ) O valor da resistência R independe dos valores de i e de V.

( ) A lei de Ohm, escrita na forma R=Vi, permite concluir que, se V aumenta, i diminui.

A sequência correta é

A)V – F – F.

B)F – V – F.

C)F – F – V.

D)V – V – F.

E)V – F – V.

Resolução comentada

A corrente não é consumida ao atravessar o resistor: em regime estacionário, a mesma intensidade entra e sai. A primeira afirmação é falsa.

Para um resistor ôhmico sob condições físicas constantes, a resistência não depende dos valores aplicados de tensão e corrente. A segunda é verdadeira.

A relação correta é:

$$V=Ri$$

$$R=\frac{V}{i}$$

$$i=\frac{V}{R}$$

Com R constante, aumentar V aumenta i. A expressão R=Vi da terceira afirmação é incorreta. A sequência é F – V – F.

Alternativa correta: B.

E3 · Q13

Eletricidade — Eletrodinâmica — Potência e circuitos de chuveiro

Um engenheiro eletricista, planejando a construção de um chuveiro, pensou em dois resistores com resistências R1 e R2 iguais, ligadas a uma fonte que fornece uma diferença de potencial V e a uma chave seletora S que pode ser colocada em três posições, de modo que a água que sai do chuveiro esteja à temperatura ambiente, morna ou quente. Dentre os circuitos desenhados a seguir, aquele que representa corretamente o esquema elétrico desse chuveiro é

Esquema elétrico da alternativa A, com a fonte V, a chave seletora S e os resistores R1 e R2.

Esquema elétrico da alternativa B, com a fonte V, a chave seletora S e os resistores R1 e R2.

Esquema elétrico da alternativa C, com a fonte V, a chave seletora S e os resistores R1 e R2.

Esquema elétrico da alternativa D, com a fonte V, a chave seletora S e os resistores R1 e R2.

Esquema elétrico da alternativa E, com a fonte V, a chave seletora S e os resistores R1 e R2.

Resolução comentada

A posição para água à temperatura ambiente deve interromper o circuito. Nas outras duas posições, a fonte deve fornecer potências diferentes aos resistores.

Para a mesma tensão, a potência total dissipada é:

$$P=\frac{V^2}{R_{\mathrm{eq}}}$$

Com os dois resistores iguais em série, a água é aquecida com menor potência:

$$R_{\mathrm{eq}}=2R$$

$$P_{\mathrm{morna}}=\frac{V^2}{2R}$$

Ao selecionar apenas um resistor, a potência aumenta:

$$R_{\mathrm{eq}}=R$$

$$P_{\mathrm{quente}}=\frac{V^2}{R}$$

O circuito correto permite circuito aberto, dois resistores em série e apenas um resistor ligado à fonte. As conexões devem ser examinadas em cada posição da chave, evitando trajetos que curto-circuitem a fonte.

Alternativa correta: C.

E3 · Q23

Óptica — Refração — Funcionamento de lentes

O oftalmologista trabalha diagnosticando e tratando doenças oculares. Uma de suas tarefas é prescrever o tipo adequado de lente para as pessoas que delas necessitam. O fenômeno óptico, básico para o entendimento de como “funciona” uma lente, é a

A)refração.

B)reflexão.

C)dispersão.

D)difração.

E)interferência.

Resolução comentada

Ao atravessar as interfaces entre o ar e a lente, a luz muda de velocidade e, em geral, de direção. Esse fenômeno é a refração.

Nas superfícies curvas de uma lente, as mudanças de direção permitem convergir ou divergir os raios luminosos, ajustando a formação da imagem no olho.

A reflexão é o fenômeno principal dos espelhos; dispersão, difração e interferência não constituem o princípio básico solicitado para a lente corretiva.

Alternativa correta: A.

E3 · Q24

Física Moderna — Física Nuclear — Meia-vida

A medicina nuclear é uma especialidade médica que, utilizando métodos seguros, praticamente indolores e não invasivos, emprega materiais radioativos com finalidade diagnóstica e terapêutica. Usa quantidades mínimas de substâncias radioativas (radiofármacos) como ferramenta para acessar o funcionamento dos órgãos e tecidos vivos, realizando imagens, diagnósticos e também tratamentos. Fonte: SOCIEDADE BRASILEIRA DE MEDICINA NUCLEAR E IMAGEM MOLECULAR. Conheça medicina nuclear. Disponível em: https://sbmn.org.br/comunicacao/conheca-a-medicinanuclear-1/. Acesso em: 28 ago. 2025. (Adaptado) Um radiofármaco muito usado no Brasil para exames da tireoide é o tecnécio-99, cuja meia-vida é de cerca de 6 horas. Se uma amostra de 24 microgramas é produzida num certo laboratório e demora 18 horas para chegar ao local em que será utilizada em um procedimento médico, a massa (em microgramas) ainda radioativamente ativa desse radiofármaco é

A)1.

B)3.

C)6.

D)12.

E)18.

Resolução comentada

Conte quantos intervalos de meia-vida decorreram durante o transporte:

$$n=\frac{18}{6}=3$$

A massa ainda radioativamente ativa é reduzida à metade em cada intervalo:

$$m=m_0\left(\frac12\right)^n$$

$$m=24\left(\frac12\right)^3$$

$$m=3\,\mathrm{\mu g}$$

Esse resultado se refere à massa do radioisótopo que ainda não decaiu, não à massa total de todos os produtos presentes na amostra.

Alternativa correta: B.

UFSM · 2026 — Vestibular: questões de Física com resolução

Vestibular UFSM 2026