Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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UPF · 2003.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade de Passo Fundo

Vestibular de Inverno UPF 2003 (2003.2) · Física: Q31–Q45 · prova tipo A · resolução comentada Método TEF. Gabarito oficial divulgado pela UPF.

Q31
Mecânica — Cinemática — Movimento uniformemente variado: distância percorrida

Um estudante lê em uma revista especializada que um carro varia sua velocidade de 0 a 90 km/h em 10 segundos. Curioso, descobre que esse carro terá percorrido, em $\text{m}$, nesse tempo:

A)
125
B)
250
C)
450
D)
4500
E)
9000

Gabarito oficial — UPF 2003.2

A
Resolução comentada

Convertendo, $90\text{ km/h}=25\text{ m/s}$. No MUV a partir do repouso, a velocidade média é a média das velocidades inicial e final:

$$\Delta s=\frac{0+25}{2}\cdot10=125\text{ m}$$

Q32
Mecânica — Cinemática — Lançamento horizontal: velocidade inicial

Um estudante joga uma esfera de cima de uma mesa horizontal, cuja parte superior está a 1,8 m do solo, tocando o mesmo a uma distância $d$ igual a 1,2 m da base dessa mesa. A velocidade horizontal com que a esfera sai por cima da mesa é, em $\text{m/s}$, de: (considere $g=10\text{ m/s}^2$)

Esfera deixando a borda de uma mesa com velocidade horizontal; ela toca o solo a uma distância d da base da mesa
A)
0,55
B)
0,75
C)
1,0
D)
1,5
E)
2,0

Gabarito oficial — UPF 2003.2

E
Resolução comentada

Na queda livre vertical:

$$1{,}8=\frac{10\,t^2}{2}\;\Rightarrow\;t=0{,}6\text{ s}$$

Na horizontal o movimento é uniforme:

$$v=\frac{d}{t}=\frac{1{,}2}{0{,}6}=2{,}0\text{ m/s}$$

Q33
Mecânica — Dinâmica — Força de atrito estático em repouso

Uma pessoa empurra, aplicando uma força $\vec F$, uma caixa, de 50 N de peso, que permanece em repouso, apoiada sobre um piso horizontal. O módulo da força $F$ é 200 N e a sua orientação com a horizontal é de $60^\circ$. Pode-se afirmar que a força de atrito vale, em $\text{N}$: (considere: $\sin60^\circ=0{,}86$; $\cos60^\circ=0{,}5$ e $\tan60^\circ=1{,}73$)

Caixa apoiada em piso horizontal, com uma força F inclinada de 60° com a horizontal aplicada sobre sua face superior
A)
70
B)
100
C)
172
D)
346
E)
700

Gabarito oficial — UPF 2003.2

B
Resolução comentada

Em repouso, a resultante é nula. Na horizontal, o atrito estático equilibra a componente horizontal de $F$:

$$f_{at}=F\cos60^\circ=200\cdot0{,}5=100\text{ N}$$

Q34
Mecânica — Trabalho e Energia — Trabalho do peso em plano inclinado

Um plano inclinado forma com a horizontal o ângulo $\alpha$. Sobre esse plano há um bloco de massa $M$, que efetua um deslocamento $D$, ao longo do plano. Sabendo-se que a aceleração da gravidade é $g$, pode-se afirmar que o trabalho realizado nesse deslocamento, pela força peso, é dado pela expressão:

A)
$M\,g\,D$
B)
$M\,g\,D\tan\alpha$
C)
$M\,g\,D\sin\alpha$
D)
$M\,g\,D\cos\alpha$
E)
$M\,g\,D\sec\alpha$

Gabarito oficial — UPF 2003.2

C
Resolução comentada

Só a componente do peso paralela ao plano, $M\,g\sin\alpha$, realiza trabalho no deslocamento $D$ ao longo do plano:

$$\tau_P=M\,g\sin\alpha\cdot D=M\,g\,D\sin\alpha$$

Q35
Mecânica — Estática — Equilíbrio de uma barra apoiada: momentos

Uma barra homogênea de 60 N de peso e 3 m de comprimento deve ficar em equilíbrio, na posição horizontal. Para tal, uma caixa $B$ é colocada a 0,5 m distante da extremidade $A$ da barra. Para que a barra permaneça em equilíbrio, o valor do peso da caixa $B$, em $\text{N}$, é de:

Barra horizontal apoiada em um suporte triangular, com a caixa B sobre ela, perto da extremidade A; a distância de 2 m está indicada entre a extremidade esquerda e o apoio, ficando o apoio a 1 m da extremidade A
A)
50
B)
55
C)
60
D)
90
E)
105

Gabarito oficial — UPF 2003.2

C
Resolução comentada

O apoio fica a 1 m da extremidade $A$. O centro de massa da barra está a 1,5 m de $A$, isto é, a 0,5 m do apoio, do lado oposto ao da caixa, que está a 0,5 m de $A$, ou seja, também a 0,5 m do apoio.

Os momentos em relação ao apoio se igualam:

$$P_{B}\cdot0{,}5=60\cdot0{,}5\;\Rightarrow\;P_B=60\text{ N}$$

Q36
Mecânica — Hidrostática — Empuxo e volume pela mola

Um estudante pendura uma pedra irregular de massa igual a 200 g em uma mola que distende 10 cm. Quando a pedra é mergulhada totalmente em água, cuja densidade é $1\text{ g/cm}^3$, a mola distende 5 cm. Com esses dados o estudante obteve o volume da pedra, em $\text{cm}^3$, de:

A)
20
B)
100
C)
50
D)
150
E)
190

Gabarito oficial — UPF 2003.2

B
Resolução comentada

A distensão é proporcional à força na mola (lei de Hooke). Ela caiu à metade na água, e então o empuxo é metade do peso:

$$E=\frac{P}{2}=\frac{0{,}2\cdot10}{2}=1\text{ N}$$

Com $E=\rho_{a}\,V\,g$:

$$V=\frac{1}{1000\cdot10}=10^{-4}\text{ m}^3=100\text{ cm}^3$$

Q37
Termologia — Dilatação Térmica — Lâmina bimetálica

A figura representa uma lâmina bimetálica, onde $A$ é ferro e $B$ é alumínio. Isso significa que o coeficiente de dilatação de $B$ vale o dobro do coeficiente de $A$. A barra, na temperatura ambiente, está na vertical. Ao se aumentar sua temperatura para $150\text{ °C}$, essa barra

Lâmina bimetálica vertical, presa ao teto, com a lâmina A à esquerda e a lâmina B à direita
A)
continua na vertical;
B)
curva para a frente;
C)
curva para trás;
D)
curva para a direita;
E)
curva para a esquerda.

Gabarito oficial — UPF 2003.2

E
Resolução comentada

Aquecidas, as duas lâminas se alongam, mas a de alumínio (B) mais que a de ferro (A), pois seu coeficiente é o dobro:

$$\Delta L=L_0\,\alpha\,\Delta T$$

A lâmina que mais se alonga fica do lado externo da curva, e então a barra se curva para o lado do metal que menos dilata, o ferro (A), à esquerda.

Q38
Termologia — Termodinâmica — Trabalho em expansão isobárica

O trabalho realizado por um gás ideal, durante uma expansão isobárica, é

A)
proporcional ao quociente entre os volumes final e inicial;
B)
inversamente proporcional à pressão;
C)
inversamente proporcional à variação do volume ocorrida na expansão;
D)
proporcional à variação do volume ocorrida na expansão;
E)
independente da pressão.

Gabarito oficial — UPF 2003.2

D
Resolução comentada

A pressão é constante, e o trabalho do gás é:

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

Portanto, é proporcional à variação do volume (e também à pressão).

Q39
Eletricidade — Eletrostática — Carga positiva em campo elétrico e potencial

Uma partícula $\alpha$ (núcleo de hélio) é abandonada, em repouso, em uma região do espaço onde existe um campo elétrico uniforme. Em relação ao comportamento da partícula é possível afirmar que a mesma

A)
permanecerá em repouso;
B)
tenderá a se deslocar de pontos onde o potencial elétrico é maior para pontos onde ele é menor;
C)
irá se movimentar em sentido contrário ao das linhas de campo elétrico;
D)
irá se movimentar em direção perpendicular às linhas de campo elétrico;
E)
tenderá a se deslocar de pontos onde o potencial elétrico é menor para pontos onde ele é maior.

Gabarito oficial — UPF 2003.2

B
Resolução comentada

A partícula $\alpha$ tem carga positiva, e a força elétrica sobre ela tem o sentido do campo, $\vec F=q\,\vec E$.

As linhas de campo apontam no sentido em que o potencial diminui, e então a partícula se desloca de potencial maior para potencial menor.

Q40
Termologia — Calorimetria — Efeito Joule e aquecimento da água

Um aparelho elétrico de aquecimento (rabo quente) dissipa uma potência de 400 W, por efeito Joule, e é utilizado durante 20 segundos para aquecer 200 g de água de calor específico $c=4\ \dfrac{\text{J}}{\text{g}\cdot\text{°C}}$.

Considerando que a temperatura inicial da água é de $20\text{ °C}$, pode-se afirmar que a temperatura final da água é, em $\text{°C}$:

A)
10
B)
25
C)
30
D)
35
E)
40

Gabarito oficial — UPF 2003.2

C
Resolução comentada

A energia dissipada pelo aparelho é:

$$E=P\,\Delta t=400\cdot20=8000\text{ J}$$

Toda ela aquece a água:

$$8000=200\cdot4\cdot\Delta T\;\Rightarrow\;\Delta T=10\text{ °C}$$

$$T_f=20+10=30\text{ °C}$$

Q41
Óptica — Espelhos Esféricos — Fonte no foco: raios paralelos ao eixo

Uma lâmpada muito pequena emite luz que incide em um espelho. Toda a luz que nele incide reflete-se e volta em direção paralela ao eixo principal do espelho. O tipo de espelho e a posição em que é colocado o filamento da lâmpada são:

A)
plano; eixo principal.
B)
côncavo; centro de curvatura.
C)
convexo; centro de curvatura.
D)
côncavo; foco principal.
E)
convexo; foco principal.

Gabarito oficial — UPF 2003.2

D
Resolução comentada

Raios paralelos ao eixo principal de um espelho côncavo convergem para o foco. Pela reversibilidade dos raios, uma fonte colocada no foco principal gera raios refletidos paralelos ao eixo.

Nenhum espelho convexo ou plano produz esse efeito a partir de uma fonte real.

Q42
Ondulatória — Ondas Eletromagnéticas — Luz vermelha e azul no vácuo

Considere dois feixes de luz, um vermelho e um azul, no vácuo. É possível afirmar que

A)
os comprimentos de onda, as freqüências e as velocidades dos dois feixes são diferentes;
B)
os comprimentos de onda dos dois feixes são diferentes; as freqüências são iguais e as velocidades são diferentes;
C)
os comprimentos de onda dos dois feixes são diferentes; as freqüências são iguais e as velocidades são iguais;
D)
os comprimentos de onda dos dois feixes são iguais; as freqüências são diferentes e as velocidades são diferentes;
E)
os comprimentos de onda dos dois feixes são diferentes; as freqüências são diferentes e as velocidades são iguais.

Gabarito oficial — UPF 2003.2

E
Resolução comentada

No vácuo, toda onda eletromagnética se propaga com a mesma velocidade $c$.

Como $c=\lambda\,f$, cores diferentes têm comprimentos de onda e frequências diferentes, mas a velocidade é a mesma.

Q43
Eletromagnetismo — Campo Magnético — Afirmativas sobre campo e força magnética

Considere as afirmações seguintes:

I. O campo magnético no interior de um ímã natural é nulo.

II. A força magnética sobre uma partícula carregada em movimento é paralela à direção das linhas de indução do campo magnético.

III. As linhas de indução do campo magnético penetram no pólo norte de um ímã.

IV. Um condutor percorrido por uma corrente elétrica gera, ao seu redor, um campo magnético.

Pode-se afirmar que:

A)
I é falsa e II, III e IV, verdadeiras.
B)
I, II e IV são falsas e III, verdadeira.
C)
I, II e III são falsas e IV, verdadeira.
D)
I, III e IV são falsas e II, verdadeira.
E)
II, III e IV são falsas e I, verdadeira.

Gabarito oficial — UPF 2003.2

C
Resolução comentada

I é falsa: o campo existe no interior do ímã (as linhas se fecham).

II é falsa: a força magnética é perpendicular ao campo e à velocidade, $\vec F=q\,\vec v\times\vec B$.

III é falsa: as linhas de indução saem do polo norte e entram no polo sul.

IV é verdadeira: toda corrente elétrica gera campo magnético ao seu redor (experimento de Oersted).

Q44
Eletromagnetismo — Indução Eletromagnética — Condição para a indução eletromagnética

O fenômeno de indução eletromagnética em uma bobina ocorre quando

A)
uma corrente contínua circula pela bobina;
B)
a bobina é colocada em um campo elétrico uniforme;
C)
o fluxo de campo magnético no interior da bobina permanece invariável;
D)
o número de linhas de indução magnética, no interior da bobina, varia com o tempo;
E)
se aplica uma diferença de potencial constante nos extremos da bobina.

Gabarito oficial — UPF 2003.2

D
Resolução comentada

Pela lei de Faraday:

$$\varepsilon=-\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}$$

A indução só ocorre se o fluxo magnético varia com o tempo, ou seja, se varia o número de linhas de indução que atravessam a bobina.

Q45
Ondulatória — Fenômenos Ondulatórios — Cores de uma bolha de sabão: interferência

As cores observadas em uma bolha de sabão são produzidas pelo fenômeno de

A)
interferência.
B)
difração.
C)
polarização.
D)
dispersão.
E)
coloração.

Gabarito oficial — UPF 2003.2

A
Resolução comentada

A luz que incide na película de sabão é refletida nas duas superfícies, e as duas ondas refletidas se superpõem. Dependendo da espessura, algumas cores sofrem interferência construtiva e outras, destrutiva, o que dá as cores observadas.

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