Vestibular de Verão UPF 2002 (2002.1) · Física: Q31–Q45 · prova tipo A · resolução comentada Método TEF. Gabarito oficial divulgado pela UPF.
Dados da prova
UPF 2002.1
Física: Q31–Q45
Prova tipo A
Gabarito oficial conferido
Caderno tipo A. A Física ocupa as questões 31 a 45. O gabarito oficial do tipo B traz as alternativas em outra ordem.
Q31
Mecânica — Cinemática — Velocidade média em escada rolante
Um estudante vai a um supermercado e encontra uma escada rolante de 6 m de altura na vertical e de 8 m de comprimento na horizontal. Essa escada transporta o estudante da base até o topo em 20 segundos, numa velocidade média, em m/s, de:
A)
0,3
B)
0,5
C)
0,7
D)
0,8
E)
1,0
Gabarito oficial — UPF 2002.1
B
Resolução comentada
O comprimento da escada é a hipotenusa do triângulo retângulo:
Mecânica — Dinâmica — Segunda lei de Newton: proporcionalidade
Um corpo de massa $m$ é submetido a uma força resultante de módulo $F$, que produz uma aceleração $a$. A força resultante que deve ser aplicada a um corpo de massa $m/2$, para que adquira aceleração $4\,a$, é, em módulo,
A)
$F/2$
B)
$F$
C)
$2F$
D)
$4F$
E)
$8F$
Gabarito oficial — UPF 2002.1
C
Resolução comentada
Na primeira situação, $F=m\,a$. Na segunda:
$$F'=\frac m2\cdot4\,a=2\,m\,a=2F$$
Q33
Mecânica — Dinâmica — Peso de um objeto em dinas
Um estudante vê sobre a mesa um objeto de um grama de massa. Para levantá-lo da mesa será necessário aplicar sobre esse objeto uma força, em dinas, de:
A)
980
B)
110
C)
168
D)
199
E)
250
Gabarito oficial — UPF 2002.1
A
Resolução comentada
Para levantar o objeto, a força mínima iguala o peso. No sistema CGS, $g=980\text{ cm/s}^2$:
$$P=m\,g=1\cdot980=980\text{ dyn}$$
Q34
Mecânica — Cinemática — Velocidade angular de um pneu
Um aluno constata que o raio do pneu de um carro é de 30 cm. Quando o carro se deslocar a 72 km/h, a velocidade angular desse pneu será, em rad/s, de:
A)
67
B)
79
C)
89
D)
107
E)
208
Gabarito oficial — UPF 2002.1
A
Resolução comentada
Com $v=72\text{ km/h}=20\text{ m/s}$ e $R=0{,}3\text{ m}$:
Mecânica — Estática — Equilíbrio de uma barra com contrapeso
A figura representa uma barra homogênea de 3,0 m e de 60 N de peso, equilibrada pelo contrapeso $P$. Para que a barra se mantenha em equilíbrio, o contrapeso $P$ vale, em N,
A)
30
B)
60
C)
70
D)
90
E)
100
Gabarito oficial — UPF 2002.1
B
Resolução comentada
A barra tem 3,0 m, e o apoio fica a 2,0 m da extremidade direita. O centro da barra, a 1,5 m dessa extremidade, está a 0,5 m do apoio, do lado oposto ao contrapeso.
Mecânica — Hidrostática — Empuxo e flutuação de um navio
Um navio de 100 toneladas, ao receber certa quantidade de sacos de soja de 60 kg cada, passou a ter um volume total submerso de $160\text{ m}^3$. O número de sacos de soja recebido pelo navio, considerando a densidade da água $1{,}0\text{ g/cm}^3$, é de: ($g=10\text{ m/s}^2$)
A)
500
B)
1000
C)
1200
D)
1500
E)
2000
Gabarito oficial — UPF 2002.1
B
Resolução comentada
O navio flutua, e então o empuxo iguala o peso total. A massa de água deslocada é:
Descontando o navio, a carga vale $160-100=60\text{ t}=60\,000\text{ kg}$:
$$N=\frac{60\,000}{60}=1000\text{ sacos}$$
Q37
Termologia — Termometria — Equilíbrio térmico
Quando dois corpos de tamanhos diferentes estão em contato e em equilíbrio térmico, ambos isolados do meio ambiente, é correto afirmar que
A)
o corpo maior é o mais quente.
B)
o corpo menor é o mais quente.
C)
ambos possuem a mesma temperatura.
D)
o corpo maior cede calor para o corpo menor.
E)
o corpo menor cede calor para o corpo maior.
Gabarito oficial — UPF 2002.1
C
Resolução comentada
O equilíbrio térmico se caracteriza pela igualdade de temperaturas, e não há mais fluxo líquido de calor entre os corpos, qualquer que seja o tamanho deles.
Q38
Termologia — Calorimetria — Consumo energético diário em quilocalorias
Um estudante leu que o ser humano adulto e saudável consome em média 120 J/s. Se uma "caloria alimentar" (1 kcal) corresponde, aproximadamente, a $4\cdot10^{3}\text{ J}$, então, para manter-se saudável, seriam necessárias por dia, em kcal,
Eletricidade — Eletrodinâmica — Potência em associação mista de resistores
No circuito dado, a resistência que consome a menor potência elétrica é:
A)
$R_1$
B)
$R_2$
C)
$R_3$
D)
$R_4$
E)
$R_5$
Gabarito oficial — UPF 2002.1
C
Resolução comentada
Os resistores $R_2$, $R_3$ e $R_4$ estão em paralelo e submetidos à mesma tensão $U$. Então:
$$P=\frac{U^2}{R}$$
$R_1$ e $R_5$ conduzem a corrente total do circuito, maior que a de qualquer ramo do paralelo, e dissipam mais. Dentre os do paralelo, a menor potência é a do resistor de maior resistência, $60\ \Omega$.
Q40
Eletromagnetismo — Indução Eletromagnética — Afirmativas sobre eletromagnetismo
Considere estas afirmações a respeito do eletromagnetismo:
I. Um elétron sofre, necessariamente, desvios em sua trajetória, quando atravessa um campo eletromagnético.
II. As linhas de força do campo magnético são sempre fechadas, e as do campo elétrico, sempre abertas.
III. A indução eletromagnética só acontece quando uma carga elétrica corta as linhas de força de um campo magnético.
É correto o que se afirma em
A)
I apenas.
B)
II apenas.
C)
III apenas.
D)
I e II apenas.
E)
II e III apenas.
Gabarito oficial — UPF 2002.1
E
Resolução comentada
I é falsa: um elétron que se move paralelamente às linhas de um campo magnético não sofre força magnética, e portanto não se desvia.
II: as linhas de indução magnética são fechadas, e as do campo elétrico têm origem e fim nas cargas (abertas).
III: o gabarito oficial a considera verdadeira, ao tratar a indução como o "corte" de linhas de campo por cargas em movimento; em termos modernos, a indução está associada à variação do fluxo magnético.
Q41
Óptica — Lentes — Imagens em lentes
As lentes podem formar imagens reais e virtuais; maiores, iguais e menores em tamanho; invertidas e diretas. É correto afirmar que
A)
as imagens virtuais formadas são observadas através da lente.
B)
as imagens reais formadas podem ser maiores que o objeto se forem formadas por lentes divergentes.
C)
as imagens reais formadas por lentes convergentes, podem ser menores do que o objeto, mas são sempre diretas.
D)
as imagens virtuais se caracterizam por não enviarem raios luminosos ao olho humano.
E)
as imagens reais são sempre maiores do que o objeto, mas podem ser invertidas.
Gabarito oficial — UPF 2002.1
A
Resolução comentada
A imagem virtual é formada pelo prolongamento dos raios emergentes, e é vista pelo observador olhando através da lente.
As demais são falsas: lentes divergentes só dão imagens virtuais; imagens reais de lentes convergentes são invertidas; imagens virtuais enviam raios ao olho (que parecem divergir da imagem); e imagens reais podem ser menores, iguais ou maiores que o objeto.
Q42
Ondulatória — Fenômenos Ondulatórios — Comportamento das ondas em geral
Analisando o comportamento das ondas em geral, está errado o que se afirma em
A)
A refração da luz consiste no fenômeno da variação da sua velocidade, o que ocorre quando a luz passa de um meio transparente a outro de densidade ótica diferente.
B)
A difração da luz consiste no fenômeno de contornar obstáculos.
C)
O som sofre o fenômeno da difração.
D)
O fenômeno da polarização só acontece com ondas transversais.
E)
As cores fundamentais para a formação das diversas tonalidades da imagem numa tela de pintura são: vermelho, verde e azul.
Gabarito oficial — UPF 2002.1
E
Resolução comentada
Na pintura, as cores se obtêm por síntese subtrativa, com pigmentos que absorvem parte da luz, e as cores fundamentais são o ciano, o magenta e o amarelo.
Vermelho, verde e azul são as cores primárias de luz (síntese aditiva), como em monitores. As demais afirmativas descrevem corretamente refração, difração e polarização.
Q43
Óptica — Princípios da Óptica — Afirmativas sobre luz, som e polarização
É correto o que se afirma em
(Considere que a velocidade da luz no vácuo é de $3{,}0\cdot10^{8}\text{ m/s}$; a distância da Lua à Terra, de $3{,}74\cdot10^{8}\text{ m}$; e a velocidade do som no ar, de 340 m/s)
A)
Quando se observa o sol, ao nascer, freqüentemente parece que o seu tamanho está ampliado devido à reflexão da luz.
B)
Se o índice de refração de um meio qualquer é de 1,35, a velocidade da luz neste meio é, então, igual a $4{,}05\cdot10^{8}\text{ km/s}$.
C)
Quando se observa o céu azul com um polaróide, pode-se constatar que, em determinadas posições, a luminosidade diminui. Isso acontece, porque a luz do céu azul é polarizada.
D)
Por não ser formada pelo cruzamento de raios luminosos, é impossível fotografar uma imagem virtual.
E)
Se um meteorito bater contra a Lua, o barulho do choque será ouvido após 1.100 segundos.
Gabarito oficial — UPF 2002.1
C
Resolução comentada
A luz do céu azul é espalhada pela atmosfera e parcialmente polarizada. Ao girar um polaróide, a luminosidade varia, o que mostra a polarização.
As demais estão erradas: a velocidade em um meio é $v=c/n=3{,}0\cdot10^{8}/1{,}35\approx2{,}2\cdot10^{8}\text{ m/s}$; imagens virtuais podem ser fotografadas (a câmara as focaliza, como os espelhos); e o som não se propaga no vácuo entre a Lua e a Terra.
Q44
Eletricidade — Eletrodinâmica — Carga elétrica e número de elétrons
Sabendo-se que uma carga elétrica de 60 C atravessa um fio condutor em 5 segundos, o número de elétrons que atravessam esse fio, nesse intervalo de tempo, é:
Eletricidade — Eletrodinâmica — Resistência de uma lâmpada e temperatura
Medindo-se a resistência de uma lâmpada incandescente desligada, encontra-se um determinado valor $R$. Ao ligar-se a lâmpada, acha-se um valor sensivelmente superior. A explicação para esse fenômeno vem formulada na alternativa
A)
O fenômeno descrito só acontece quando a voltagem não está correta.
B)
Quando a lâmpada está ligada, a sua resistência diminui, pois os elétrons possuem mais energia e podem deslocar-se melhor.
C)
Quando a temperatura do filamento da lâmpada aumenta, os elétrons encontram mais dificuldade para se deslocar.
D)
Quando se liga a lâmpada, o filamento dilata, aumentando de comprimento, o que explica o aumento da resistência.
E)
Este fenômeno só acontece para lâmpadas fluorescentes.
Gabarito oficial — UPF 2002.1
C
Resolução comentada
Ao ser ligado, o filamento metálico aquece até a incandescência. Com a temperatura mais alta, a agitação dos átomos da rede aumenta, os elétrons de condução sofrem mais colisões e a resistividade cresce:
$$R=\frac{\rho\,L}{A}\;\text{ com }\;\rho\text{ crescente com }T$$
A dilatação do filamento é desprezível diante desse efeito.
