Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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UPF · 2006.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade de Passo Fundo

Vestibular de Verão UPF 2006 (2006.1) · Física: Q25–Q36 · prova tipo A · resolução comentada Método TEF. Gabarito oficial divulgado pela UPF.

Q25
Mecânica — Cinemática — Queda livre seguida de frenagem: velocidade no início da frenagem

Em um parque de diversão, há uma plataforma que cai, a partir do repouso, em queda livre, de uma altura de 75 m. Quando essa plataforma se encontra 30 m acima do solo, é freada por uma força constante até atingir o repouso quando chega ao solo. A velocidade da plataforma quando o freio foi acionado é, em m/s, de (considere $g=10\text{ m/s}^2$)

A)
20
B)
30
C)
45
D)
50
E)
65

Gabarito oficial — UPF 2006.1

B
Resolução comentada

A plataforma cai livremente de 75 m até 30 m acima do solo, isto é, por uma distância:

$$\Delta h=75-30=45\text{ m}$$

Por Torricelli, partindo do repouso:

$$v=\sqrt{2\,g\,\Delta h}=\sqrt{2\cdot10\cdot45}=\sqrt{900}$$

$$v=30\text{ m/s}$$

Q26
Mecânica — Dinâmica — Composição de forças no plano: duas forças perpendiculares ao longo dos eixos

Duas cordas atuam sobre um suporte de modo a gerarem uma força resultante. Todas as forças têm suas linhas de ação no plano XY. Se $F_1=F_2=100\text{ N}$, o módulo da força resultante dessas três forças, aproximadamente, é, em N, de (considere: $\text{sen}\,30°=0{,}5$; $\cos30°=0{,}8$; $\text{sen}\,20°=0{,}3$; e $\cos20°=0{,}9$)

Suporte com duas forças aplicadas: F2, de 100 N, ao longo de +y, e F1, de 100 N, a 20° abaixo do eixo x
A)
56
B)
78
C)
95
D)
114
E)
255

Gabarito oficial — UPF 2006.1

Anulada
Resolução comentada

A UPF considerou todas as alternativas corretas (questão anulada). Com as duas forças desenhadas, as componentes de $\vec F_1$ são:

$$F_{1x}=100\cos20°=90\text{ N}\qquad F_{1y}=-100\,\text{sen}\,20°=-30\text{ N}$$

Somando com $\vec F_2=(0;\,100)$:

$$R_x=90\text{ N}\qquad R_y=-30+100=70\text{ N}$$

$$R=\sqrt{90^2+70^2}\approx114\text{ N}$$

O enunciado, porém, cita três forças, e a figura mostra duas; por isso a questão é considerada inválida.

Q27
Mecânica — Gravitação — Peso e massa: variação com o lugar

Considere as seguintes afirmações:

I. O peso de um corpo é o mesmo, tanto na Terra como na Lua.

II. O peso de um corpo é maior no Equador do que num pólo terrestre.

III. A massa de um corpo é a mesma no Pico do Everest ou no nível do mar.

Apenas está correto o que se afirma em:

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

Gabarito oficial — UPF 2006.1

C
Resolução comentada

I é falsa: o peso é $P=m\,g$, e $g_{Lua}$ é cerca de um sexto de $g_{Terra}$.

II é falsa: o peso é menor no Equador que nos polos, pois $g$ é um pouco menor lá (rotação e achatamento da Terra).

III é verdadeira: a massa é uma propriedade do corpo e não depende do lugar.

Q28
Mecânica — Trabalho e Energia — Energia na subida de uma flecha

No lançamento vertical de uma flecha, a energia potencial elástica do arco é convertida em energia cinética da flecha. Durante a subida desta flecha, pode-se afirmar que a sua energia cinética

A)
permanece constante e sua energia potencial gravitacional aumenta.
B)
diminui e sua energia potencial gravitacional aumenta.
C)
aumenta e sua energia potencial gravitacional diminui.
D)
diminui e sua energia potencial gravitacional não varia.
E)
não varia, o mesmo ocorrendo com sua energia potencial gravitacional.

Gabarito oficial — UPF 2006.1

B
Resolução comentada

Durante a subida, a velocidade da flecha diminui, e a energia cinética $\dfrac{m\,v^2}{2}$ diminui.

A altura aumenta, e a energia potencial gravitacional $m\,g\,h$ aumenta na mesma medida, de modo que a energia mecânica se conserva (sem resistência do ar).

Q29
Mecânica — Estática — Alavanca: força de corte de um alicate

Usa-se um alicate para cortar um arame. Para isso, uma pessoa aplica, no cabo do alicate, uma força $F_B$ de 200 N, conforme ilustra a figura. A intensidade da força $F_A$, em N, para cortar o arame é:

Alicate com a força FB aplicada nos cabos, a 8 cm do pino, e a força FA exercida pelas garras sobre o arame, a 2 cm do pino
A)
150
B)
300
C)
450
D)
750
E)
800

Gabarito oficial — UPF 2006.1

E
Resolução comentada

No equilíbrio, o momento das forças dos cabos iguala o momento das forças de corte em relação ao pino:

$$F_A\cdot2=F_B\cdot8$$

$$F_A=\frac{200\cdot8}{2}$$

$$F_A=800\text{ N}$$

Q30
Mecânica — Hidrostática — Propriedades dos líquidos: empuxo, volume, pressão

Considere as seguintes afirmações, referentes às propriedades dos líquidos:

I. O empuxo aplicado sobre um corpo parcialmente submerso num fluido é nulo, estando esse em equilíbrio hidrostático.

II. Pode-se medir o volume de um corpo maciço com forma irregular mergulhando-o completamente num recipiente cheio de água e medindo-se o volume de água extravasado.

III. Se uma pessoa que está fora de uma piscina entrar num barco que nela flutua, o nível da água da piscina subirá.

IV. A pressão hidrostática no fundo de um tanque que contém um líquido de densidade $\rho$ independe do valor dessa densidade.

V. Numa piscina cheia de água, se a pressão atmosférica variar de $1{,}5\cdot10^{3}\text{ Pa}$, a pressão em todos os pontos da água variará da mesma quantidade.

Apenas está correto o que se afirma em:

A)
I e II.
B)
I, III e V.
C)
III, IV.
D)
II, III e V.
E)
II e IV.

Gabarito oficial — UPF 2006.1

D
Resolução comentada

I é falsa: em equilíbrio, o empuxo é igual ao peso, e não é nulo.

II é verdadeira: o volume de água extravasada é igual ao volume do corpo totalmente imerso.

III é verdadeira: o barco flutua com peso maior e desloca mais água, de modo que o nível da piscina sobe.

IV é falsa: $p=\rho\,g\,h$ depende da densidade.

V é verdadeira: pelo princípio de Pascal, o acréscimo de pressão na superfície se transmite integralmente a todos os pontos do líquido.

Q31
Termologia — Calorimetria — Capacidade térmica a partir da variação de temperatura

Dois corpos, A e B, recebem a mesma quantidade de calor por segundo. Em 10 s, a variação da temperatura do corpo A é o dobro da de B. Não havendo mudança de estado, pode-se afirmar que

A)
a massa de A é o dobro da massa de B.
B)
o calor específico de A é o dobro do calor específico de B.
C)
o calor específico de B é o dobro do calor específico de A.
D)
a capacidade térmica de A é o dobro da capacidade térmica de B.
E)
a capacidade térmica de B é o dobro da capacidade térmica de A.

Gabarito oficial — UPF 2006.1

E
Resolução comentada

Em 10 s, os dois corpos recebem o mesmo calor $Q$. Como $Q=C\,\Delta T$:

$$C_A\,\Delta T_A=C_B\,\Delta T_B$$

Com $\Delta T_A=2\,\Delta T_B$:

$$C_A\cdot2\,\Delta T_B=C_B\,\Delta T_B\;\Rightarrow\;C_B=2\,C_A$$

Massa e calor específico individualmente não são determináveis com os dados.

Q32
Óptica — Espelhos Esféricos — Espelho côncavo: distância entre objeto e imagem

Ao se maquiar, uma pessoa se coloca a 20 cm de um espelho côncavo, de 60 cm de distância focal. Pode-se afirmar que a distância entre seu rosto e sua imagem é, em cm, de:

A)
30
B)
35
C)
50
D)
65
E)
85

Gabarito oficial — UPF 2006.1

C
Resolução comentada

Pela equação de Gauss, com $f=60\text{ cm}$ e $p=20\text{ cm}$:

$$\frac{1}{p'}=\frac{1}{f}-\frac{1}{p}=\frac{1}{60}-\frac{1}{20}=-\frac{2}{60}$$

$$p'=-30\text{ cm}$$

O sinal negativo indica imagem virtual, situada 30 cm atrás do espelho. O rosto está 20 cm à frente dele:

$$d=20+30=50\text{ cm}$$

Q33
Óptica — Refração — Índice de refração relativo do vidro em relação ao ar

Um raio de luz passa do vidro para o ar. Sabe-se que o ângulo de incidência é $30°$ e o ângulo de emergência é $45°$. Pode-se afirmar que o índice de refração do vidro em relação ao ar é:

A)
$\dfrac{\sqrt3}{2}$
B)
$\dfrac{\sqrt2}{2}$
C)
$\sqrt2$
D)
$\dfrac{\sqrt{1}}{2}$
E)
1

Gabarito oficial — UPF 2006.1

C
Resolução comentada

Pela lei de Snell:

$$n_{v}\,\text{sen}\,30°=n_{ar}\,\text{sen}\,45°$$

$$\frac{n_v}{n_{ar}}=\frac{\text{sen}\,45°}{\text{sen}\,30°}=\frac{\sqrt2/2}{1/2}$$

$$n_{v,ar}=\sqrt2$$

Q34
Eletricidade — Eletrodinâmica — Resistores, associação em paralelo e efeito Joule

Considere as afirmações abaixo:

I. O resistor é um dispositivo capaz de transformar energia elétrica em calor.

II. A resistência equivalente de dois resistores de $3\ \Omega$, ligados em paralelo, é $1{,}5\ \Omega$.

III. A associação citada na afirmação II, quando submetida a uma ddp de 2 V, dissipará uma potência de 6 W.

IV. O chuveiro elétrico é uma aplicação do efeito Joule.

V. A resistência de um condutor é inversamente proporcional ao seu comprimento.

Apenas está correto o que se afirma em:

A)
III, IV.
B)
II, IV e V.
C)
I, IV e V.
D)
I, II e IV.
E)
II e III.

Gabarito oficial — UPF 2006.1

D
Resolução comentada

I é verdadeira: o resistor dissipa energia elétrica na forma de calor (efeito Joule), e IV é uma aplicação direta disso.

II é verdadeira:

$$R_{eq}=\frac{3\cdot3}{3+3}=1{,}5\ \Omega$$

III é falsa:

$$P=\frac{U^2}{R_{eq}}=\frac{2^2}{1{,}5}\approx2{,}7\text{ W}$$

V é falsa: pela segunda lei de Ohm, $R=\rho\,\dfrac{L}{A}$ é diretamente proporcional ao comprimento.

Q35
Eletricidade — Eletrodinâmica — Energia consumida por lâmpadas pisca-pisca

A vitrine de uma loja é decorada para o Natal com 3000 lâmpadas de 0,5 W cada. As lâmpadas, do tipo pisca-pisca, ficam apagadas 75% do tempo, permanecendo ligadas por dia das 19 h às 23 h. Nesse caso, a energia gasta em um dia é, em Joules, de:

A)
$1{,}62\cdot10^{6}$
B)
$5{,}40\cdot10^{6}$
C)
$5{,}40\cdot10^{7}$
D)
$1{,}62\cdot10^{7}$
E)
$2{,}16\cdot10^{6}$

Gabarito oficial — UPF 2006.1

B
Resolução comentada

A potência total das lâmpadas acesas é:

$$P=3000\cdot0{,}5=1\,500\text{ W}$$

O sistema fica ligado 4 h e as lâmpadas ficam acesas 25% desse tempo:

$$\Delta t=0{,}25\cdot4\text{ h}=1\text{ h}=3\,600\text{ s}$$

$$E=P\,\Delta t=1500\cdot3600$$

$$E=5{,}4\cdot10^{6}\text{ J}$$

Q36
Eletromagnetismo — Campo Magnético — Propriedades dos ímãs

Considere as afirmações abaixo:

I. Uma barra imantada se orientará, ao ser suspensa horizontalmente, pelo seu centro de gravidade.

II. Numa porta de geladeira desmagnetizada, uma barra não imantada permanecerá fixa.

III. Uma das formas para magnetizar uma barra metálica é colocá-la em um forno quente.

IV. Ao quebrar um imã ao meio, um aluno obteve dois pedaços, ambos com pólo sul e pólo norte.

Apenas está correto o que se afirma em:

A)
I, II, III e IV
B)
II e IV
C)
I, II e IV
D)
III e IV
E)
I e IV

Gabarito oficial — UPF 2006.1

E
Resolução comentada

I é considerada verdadeira: suspensa pelo centro de gravidade, a barra gira livremente e se alinha com o campo magnético da Terra.

II é falsa: numa porta desmagnetizada, não há força magnética que fixe a barra.

III é falsa: o aquecimento intenso desmagnetiza (agita os domínios magnéticos), e não magnetiza.

IV é verdadeira: os polos de um ímã são inseparáveis, e cada pedaço passa a ter seu próprio polo norte e polo sul.

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