Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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UPF · 2003.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade de Passo Fundo

Vestibular de Verão UPF 2003 (2003.1) · Física: Q31–Q45 · prova tipo A · resolução comentada Método TEF. Gabarito oficial divulgado pela UPF.

Q31
Mecânica — Cinemática — Movimento uniformemente variado: travessia de uma ponte

No instante em que o sinal de trânsito autoriza a passagem, um caminhão de 24 m de comprimento, que estava parado, começa a atravessar uma ponte de 145 m de comprimento, movendo-se com uma aceleração constante de $2\text{ m/s}^2$. O tempo que o caminhão necessita para atravessar completamente a ponte é, em segundos:

A)
12
B)
13
C)
145
D)
169
E)
14

Gabarito oficial — UPF 2003.1

B
Resolução comentada

A travessia só termina quando a traseira do caminhão sai da ponte, e o caminhão percorre:

$$\Delta s=145+24=169\text{ m}$$

No MUV a partir do repouso:

$$169=\frac{2\,t^2}{2}\;\Rightarrow\;t^2=169\;\Rightarrow\;t=13\text{ s}$$

Q32
Mecânica — Cinemática — Movimento circular uniforme: velocidade angular e aceleração centrípeta

Num movimento circular uniforme, um objeto executa 24 voltas em 10 segundos. Os valores da velocidade angular ($\omega=2\pi f$) e da aceleração centrípeta de um ponto a 40 cm do centro ($a_c=\omega^2 r$) são, respectivamente, melhor representados por: (considere $\pi=3{,}14$)

A)
$62{,}8\text{ rad/s}$ e $90\text{ m/s}^2$
B)
$6{,}28\text{ rad/s}$ e $9000\text{ m/s}^2$
C)
$15\text{ rad/s}$ e $9\text{ m/s}^2$
D)
$15\text{ rad/s}$ e $900\text{ m/s}^2$
E)
$15\text{ rad/s}$ e $90\text{ m/s}^2$

Gabarito oficial — UPF 2003.1

E
Resolução comentada

A frequência é:

$$f=\frac{24}{10}=2{,}4\text{ Hz}$$

$$\omega=2\pi f=2\cdot3{,}14\cdot2{,}4\approx15\text{ rad/s}$$

Com $r=40\text{ cm}=0{,}4\text{ m}$:

$$a_c=\omega^2\,r=15^2\cdot0{,}4=90\text{ m/s}^2$$

Q33
Mecânica — Dinâmica — Primeira e segunda leis de Newton: conceitos

A afirmativa abaixo que expressa melhor a idéia de movimento de um corpo, é

A)
Todos os corpos podem estar em movimento independentemente do sistema de referência.
B)
Se um corpo possui movimento, necessariamente está atuando sobre ele uma força.
C)
Se apenas uma força atuar sobre um corpo, este não pode estar em movimento uniforme.
D)
Se apenas uma força atuar sobre um corpo, este necessariamente está acelerado.
E)
Sobre um corpo em movimento retilíneo e uniforme não podem atuar forças.

Gabarito oficial — UPF 2003.1

D
Resolução comentada

Se apenas uma força atua sobre o corpo, ela é a resultante, e não é nula:

$$\vec F_R=m\,\vec a\neq\vec 0\;\Rightarrow\;\vec a\neq\vec 0$$

Logo, o corpo está necessariamente acelerado. Movimento não exige força (primeira lei), e em MRU podem atuar forças cuja resultante é nula.

Q34
Mecânica — Dinâmica — Força única sobre um corpo

Considere um corpo sobre o qual age uma única força de 30 N na direção horizontal e da esquerda para a direita. Em relação a esse fato, a afirmativa correta é:

A)
Este corpo necessariamente terá energia cinética e para a direita.
B)
Se a massa deste corpo for de 7,5 kg então sua aceleração será igual a 4 m/s² da esquerda para a direita.
C)
Este corpo só pode estar acelerado para a direita e seu vetor velocidade aumenta ($\Delta v>0$).
D)
O trabalho realizado pela força aumentará sempre o valor da velocidade do corpo.
E)
Se a força referida for de atrito, então o corpo pode estar em equilíbrio.

Gabarito oficial — UPF 2003.1

C
Resolução comentada

Sendo a única força, ela é a resultante, e a aceleração tem o seu sentido:

$$\vec a=\frac{\vec F}{m}$$

A variação do vetor velocidade, $\Delta\vec v=\vec a\,\Delta t$, aponta, portanto, para a direita. Com 7,5 kg, o valor numérico é $a=30/7{,}5=4\text{ m/s}^2$.

A afirmativa sobre o valor numérico também é coerente, o que torna o item discutível; o gabarito oficial privilegia a que trata do sentido da aceleração e da variação da velocidade.

Q35
Mecânica — Hidrostática — Teorema de Stevin: de que depende a diferença de pressão

A equação que fornece a diferença de pressão fluidostática entre dois pontos, no interior de um líquido ou de um gás, é dada por $\Delta p=\rho\,g\,h$, onde

$\rho$ é a massa específica do fluido,

$g$ é a aceleração da gravidade e

$h$ é a diferença de nível entre os pontos considerados.

É correto afirmar que essa diferença de pressão depende:

A)
do volume do fluido.
B)
da natureza do fluido.
C)
do peso total do fluido.
D)
do formato do recipiente que contém o fluido.
E)
da distância entre dois pontos quaisquer no interior do fluido.

Gabarito oficial — UPF 2003.1

B
Resolução comentada

Na equação:

$$\Delta p=\rho\,g\,h$$

a diferença de pressão depende da massa específica $\rho$ (que é a natureza do fluido), de $g$ e do desnível $h$. Ela não depende do volume, do peso total nem do formato do recipiente, e dois pontos no mesmo nível, ainda que distantes, têm a mesma pressão.

Q36
Mecânica — Hidrostática — Conversão de unidades: pressão, densidade e velocidade

Com relação aos itens abaixo, assinale aquele que representa melhor uma relação entre as unidades consideradas:

A)
$8\text{ gf/cm}^2=800\text{ N/m}^2$.
B)
$12\text{ g/l}=1200\text{ kg/m}^3$.
C)
$10\text{ km/h}=36\text{ m/s}$.
D)
$8\text{ gf/cm}^2=8000\text{ N/m}^2$.
E)
$12\text{ g/cm}^3=0{,}012\text{ kg/m}^3$

Gabarito oficial — UPF 2003.1

A
Resolução comentada

Para a pressão, com $1\text{ gf}\approx0{,}01\text{ N}$ e $1\text{ cm}^2=10^{-4}\text{ m}^2$:

$$8\text{ gf/cm}^2=\frac{8\cdot0{,}01}{10^{-4}}=800\text{ N/m}^2$$

As demais: $12\text{ g/l}=12\text{ kg/m}^3$; $10\text{ km/h}\approx2{,}8\text{ m/s}$; $12\text{ g/cm}^3=12000\text{ kg/m}^3$.

Q37
Termologia — Gases — Gráfico V × p e transformação gasosa

O gráfico a seguir mostra a dependência entre o volume de um gás ideal e sua pressão. Partindo da equação $p\,V=n\,R\,T$ pode-se afirmar que o processo executado pelo gás é:

Gráfico do volume V em função da pressão p: uma reta inclinada que parte da origem
A)
isobárico ($p$ = constante).
B)
isotérmico ($T$ = constante).
C)
isométrico ($V$ = constante).
D)
adiabático ($\Delta Q=0$).
E)
politrópico ($p$, $V$ e $T$ são variáveis).

Gabarito oficial — UPF 2003.1

E
Resolução comentada

O gráfico é uma reta pela origem: $V=k\,p$, com $k$ constante. Substituindo na equação de estado:

$$p\,V=k\,p^2=n\,R\,T\;\Rightarrow\;T\propto p^2$$

Pressão, volume e temperatura variam ao mesmo tempo, e nenhuma delas fica constante. Por isso o processo não é isobárico, isotérmico nem isométrico, e se classifica como politrópico.

Q38
Termologia — Termodinâmica — Condição para o trabalho de um gás

Numa transformação gasosa realiza-se um trabalho termodinâmico sempre que o gás:

A)
aumentar a sua pressão.
B)
aumentar o seu volume.
C)
aumentar a sua temperatura.
D)
aumentar a sua massa molar.
E)
aumentar a sua entropia.

Gabarito oficial — UPF 2003.1

B
Resolução comentada

O trabalho de um gás se deve ao deslocamento da fronteira do sistema, ou seja, à variação do volume:

$$\tau=p\,\Delta V$$

Em uma transformação isocórica, a pressão e a temperatura podem aumentar sem que haja trabalho.

Q39
Eletricidade — Eletrodinâmica — Potência consumida em associações de resistores

Para construir um circuito elétrico tem-se à disposição três resistências de $10\ \Omega$, $20\ \Omega$ e $30\ \Omega$ respectivamente. Quando se aplica uma diferença de potencial de 220 volts em cada uma das situações apresentadas abaixo, a alternativa que indica em qual delas se consome menos potência elétrica, é:

A)
Circuito com a resistência de $30\ \Omega$.
B)
Circuito com a resistência de $20\ \Omega$.
C)
Circuito com as resistências de $10\ \Omega$ e $20\ \Omega$ em série.
D)
Circuito com as resistências de $20\ \Omega$ e $30\ \Omega$ em série.
E)
Circuito com as resistências de $10\ \Omega$ e $30\ \Omega$ em paralelo.

Gabarito oficial — UPF 2003.1

D
Resolução comentada

Com a tensão $U$ fixa, a potência é:

$$P=\frac{U^2}{R_{eq}}$$

O menor consumo corresponde à maior resistência equivalente. As resistências são $30$, $20$, $30$ (10 + 20 em série), $50$ (20 + 30 em série) e $7{,}5\ \Omega$ (10 e 30 em paralelo). A maior é a da associação em série de 20 Ω e 30 Ω.

Q40
Eletromagnetismo — Força Magnética — Força magnética sobre próton em movimento

Considere um próton em movimento no vácuo com uma velocidade $v$ constante numa direção perpendicular a um campo magnético $B$ uniforme. É correto o que se afirma em:

A)
A força magnética que atua sobre o próton tem direção paralela ao vetor $v$.
B)
A força magnética que atua sobre o próton tem direção paralela ao vetor $B$.
C)
A força magnética que atua sobre o próton é nula.
D)
A força magnética que atua sobre o próton tem direção perpendicular aos vetores $v$ e $B$.
E)
A força magnética que atua sobre o próton tem direção paralela aos vetores $v$ e $B$.

Gabarito oficial — UPF 2003.1

D
Resolução comentada

A força magnética é dada por:

$$\vec F=q\,\vec v\times\vec B$$

Pelo produto vetorial, ela é perpendicular ao plano que contém $\vec v$ e $\vec B$, isto é, perpendicular a ambos. Com $v\perp B$, seu módulo é máximo: $F=q\,v\,B$.

Q41
Eletricidade — Eletrodinâmica — Resistência elétrica e suas variáveis

Assinale a alternativa que expressa incorretamente a dependência entre a resistência elétrica de um condutor e suas variáveis:

A)
Quando se aumenta a temperatura de uma solução eletrolítica, necessariamente, a sua resistência elétrica também aumenta.
B)
A resistência elétrica de um condutor metálico aumenta sempre com o comprimento.
C)
A resistência elétrica de um fio condutor metálico aumenta quando a voltagem aplicada sobre ele aumenta.
D)
Para aumentar o valor da resistência elétrica de um condutor ôhmico deve-se diminuir a área de sua seção reta.
E)
A resistência elétrica de um condutor elétrico qualquer é determinada pela fórmula $R=P/i^2$.

Gabarito oficial — UPF 2003.1

A
Resolução comentada

Em soluções eletrolíticas, a elevação da temperatura aumenta a mobilidade e o número efetivo de íons, e então a resistência diminui. Ao contrário dos metais, ela não aumenta, e por isso a afirmativa é incorreta.

As demais são coerentes: $R=\rho L/A$ cresce com o comprimento e diminui com a área; a resistência de um condutor ôhmico independe da tensão aplicada; e $P=R\,i^2$ implica $R=P/i^2$.

Q42
Eletricidade — Eletrostática — Descargas atmosféricas e blindagem eletrostática

Ultimamente aconteceram vários acidentes com descargas elétricas atmosféricas chamados raios. Sobre essas situações, é correto o que se afirma em

A)
No interior de um ônibus, a pessoa está protegida dos efeitos elétricos dos raios, pois nele não existe potencial elétrico.
B)
No exterior do ônibus, pode-se calcular o potencial elétrico causado pelas nuvens carregadas pela fórmula: $V=k\cdot Q/d$.
C)
No interior de um ônibus, o campo elétrico é calculado por $E=V/d$, onde $d$ é o valor da altura do mesmo, $V$ é o potencial e $E$ é a intensidade do campo elétrico.
D)
No interior de um carro, uma pessoa está protegida contra os efeitos dos raios pois este funciona como uma gaiola de Faraday.
E)
O lugar mais seguro está debaixo duma árvore, pois esta tem a propriedade de desviar os raios.

Gabarito oficial — UPF 2003.1

D
Resolução comentada

Um veículo metálico fechado se comporta como uma gaiola de Faraday: as cargas se distribuem pela superfície externa e o campo elétrico no interior é nulo. A pessoa no interior fica protegida, embora o potencial não seja nulo (ele é constante).

Ficar sob uma árvore é perigoso, pois ela atrai e conduz descargas.

Q43
Óptica — Espelhos Esféricos — Formação de imagens em espelhos

Um objeto real é colocado em frente a um espelho qualquer. As imagens obtidas desse objeto podem ser reais ou virtuais; maiores, iguais ou menores em tamanho; invertidas ou diretas quanto à posição. Em relação a essas informações, é falso o que se afirma em:

A)
Um objeto real colocado a 15 cm de distância de um espelho côncavo de distância focal 10 cm forma uma imagem real.
B)
Um espelho convexo não pode formar imagem real de um objeto real.
C)
Somente um espelho convexo pode formar imagens maiores que os objetos.
D)
Se um espelho forma uma imagem real de tamanho três vezes maior, então o objeto deve estar localizado além do foco do mesmo mas à distância menor que duas vezes a distância focal.
E)
Os espelhos côncavos de um telescópio formam imagens invertidas e menores das estrelas.

Gabarito oficial — UPF 2003.1

C
Resolução comentada

Item a: com $f=10\text{ cm}$ e $p=15\text{ cm}$, $\dfrac1{p'}=\dfrac1{10}-\dfrac1{15}$, e então $p'=30\text{ cm}>0$ (imagem real).

Item b: o convexo só forma imagens virtuais de objetos reais, e sempre menores.

Para ampliar a imagem, usa-se o espelho côncavo: com o objeto entre o foco e o vértice, a imagem é virtual e maior, e com o objeto entre $f$ e $2f$, é real, invertida e maior. Logo, a afirmativa de que "somente" o convexo amplia é falsa.

Q44
Óptica — Refração — Refração da luz: afirmações

A seguir, têm-se três afirmações:

I. Quando a luz passa do meio ar para o meio vidro, cujo índice de refração é 3/2, sua velocidade passa de $3\cdot10^8\text{ m/s}$ para $4{,}5\cdot10^8\text{ m/s}$.

II. Quando a luz passa da água para o ar, sua velocidade aumenta necessariamente.

III. Quando a luz branca atravessa o ar atmosférico sofre o fenômeno da refração mostrado pelo colorido do céu ao anoitecer.

É correto o que se afirma em:

A)
I e II apenas.
B)
I e III apenas.
C)
II e III apenas.
D)
II apenas.
E)
III apenas.

Gabarito oficial — UPF 2003.1

C
Resolução comentada

Em I, a velocidade em um meio de índice $n$ é:

$$v=\frac{c}{n}=\frac{3\cdot10^8}{3/2}=2\cdot10^8\text{ m/s}$$

A velocidade diminui ao entrar no vidro, e I é falsa.

Em II, o índice da água é maior que o do ar, e então a velocidade aumenta ao passar da água para o ar (verdadeira).

Em III, o gabarito oficial considera verdadeira a atribuição do colorido do céu ao anoitecer à refração da luz na atmosfera, embora o fenômeno envolva também espalhamento.

Q45
Ondulatória — Acústica — Propriedades das ondas sonoras

Entre as afirmativas abaixo, a respeito das propriedades das ondas sonoras, é falso o que se afirma em:

A)
As ondas sonoras podem sofrer polarização.
B)
As ondas sonoras podem sofrer refração.
C)
As ondas sonoras podem sofrer interferências.
D)
As ondas sonoras podem sofrer reflexão.
E)
As ondas sonoras podem sofrer difração.

Gabarito oficial — UPF 2003.1

A
Resolução comentada

O som é uma onda longitudinal: a vibração do meio ocorre na direção de propagação.

A polarização só ocorre em ondas transversais, e então não se aplica ao som. Refração, reflexão, interferência e difração, ao contrário, ocorrem em qualquer tipo de onda.

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