Prova UPF 2007.1 — Física com Gabarito e Resolução

Q49

Mecânica — Cinemática — Gráfico da altura em função do tempo no lançamento vertical

Uma bola é lançada do solo por uma pessoa de modo que sua trajetória seja vertical. Não levando em conta a resistência do ar, o gráfico que melhor representa a altura h, em relação ao solo, em função do tempo t é:

Cinco gráficos de h em função de t: (a) reta que sobe e desce em triângulo; (b) reta decrescente; (c) subida, patamar e descida; (d) reta decrescente seguida de reta crescente; (e) parábola com concavidade para baixo, que parte de zero e volta a zero

gráfico (a)

gráfico (b)

gráfico (c)

gráfico (d)

gráfico (e)

Gabarito oficial — UPF 2007.1

Resolução comentada

Sem resistência do ar, a bola tem aceleração constante $-g$, e a altura em função do tempo é:

$$h=v_0\,t-\frac{g\,t^2}{2}$$

É uma função do 2º grau com $h=0$ no lançamento e na volta ao solo, cujo gráfico é uma parábola de concavidade para baixo, com vértice na altura máxima. É o gráfico (e).

Q50

Mecânica — Trabalho e Energia — Energia armazenada em elástico entre dois blocos

Dois corpos, de 0,20 kg e 0,60 kg, respectivamente, estão unidos por um elástico que fica esticado, sendo mantidos em repouso sobre uma superfície horizontal com atrito desprezível. Quando os blocos são liberados e o elástico relaxado, adquirem velocidades de 3 m/s e 1 m/s, respectivamente. Considerando-se que a energia mecânica se conserva, pode-se, então, afirmar que a energia armazenada pelo elástico quando os blocos estavam mantidos em repouso era, em Joule, de:

0,85

0,98

1,20

2,45

3,75

Gabarito oficial — UPF 2007.1

Resolução comentada

A energia elástica inicial se converte nas energias cinéticas dos dois blocos:

$$E_{el}=\frac{m_1\,v_1^2}{2}+\frac{m_2\,v_2^2}{2}=\frac{0{,}2\cdot3^2}{2}+\frac{0{,}6\cdot1^2}{2}$$

$$E_{el}=0{,}9+0{,}3=1{,}2\text{ J}$$

Q51

Mecânica — Hidrostática — Pressão manométrica e altura do soro

Sabe-se que a pressão do sangue corresponde à pressão manométrica, isto é, à diferença entre a pressão do sangue no interior da artéria e a pressão atmosférica ambiente, e é medida em centímetros de mercúrio. Supondo que, em média, a pressão arterial de uma pessoa seja de 10 cmHg e sendo a densidade do mercúrio de $13{,}6\cdot10^{3}\text{ kg/m}^3$, pode-se afirmar que a altura mínima, acima do braço do paciente, em que deve ser colocado o recipiente de soro para que penetre na artéria é, em metros, de: (considere-se a densidade do soro $=1{,}0\cdot10^{3}\text{ kg/m}^3$)

0,75

1,36

1,86

2,75

3,45

Gabarito oficial — UPF 2007.1

Resolução comentada

A coluna de soro precisa exercer pelo menos a pressão manométrica do sangue, equivalente a uma coluna de $0{,}10\text{ m}$ de mercúrio:

$$\rho_{soro}\,g\,h=\rho_{Hg}\,g\,h_{Hg}$$

$$h=\frac{13{,}6\cdot10^{3}\cdot0{,}10}{1{,}0\cdot10^{3}}$$

$$h=1{,}36\text{ m}$$

Q52

Termologia — Gases — Expansão isobárica de gás ideal

Uma expansão isobárica sofrida por um gás ideal tem como conseqüência que

a densidade do gás aumenta e sua temperatura aumenta.

a densidade do gás e sua temperatura diminuem.

a densidade do gás aumenta, mas sua temperatura permanece constante.

a densidade do gás diminui, mas sua temperatura aumenta.

a densidade do gás e sua temperatura permanecem constantes.

Gabarito oficial — UPF 2007.1

Resolução comentada

Em uma transformação isobárica, $\dfrac{V}{T}$ é constante: se o volume aumenta, a temperatura absoluta aumenta.

A massa do gás se conserva; com o volume maior, a densidade diminui:

$$d=\frac{m}{V}\downarrow$$

Q53

Eletricidade — Eletrostática — Forças elétrica e magnética e blindagem eletrostática

Considerem-se as seguintes afirmações relacionadas com os fenômenos elétricos e magnéticos:

I. Em um campo elétrico uniforme: a força elétrica que atua sobre uma carga elétrica positiva em movimento com uma velocidade $V$ é de módulo diferente de zero e com direção paralela à direção do campo elétrico, independentemente da direção de $V$.

II. Em um campo magnético uniforme: a força magnética que atua sobre uma carga elétrica positiva em movimento com uma velocidade $V$ é de módulo diferente de zero e com direção perpendicular à direção do campo magnético, independentemente da direção de $V$.

III. A blindagem eletrostática (gaiola de Faraday) serve para proteger os corpos de descargas elétricas.

É correto o que se afirma em:

I apenas

II apenas

I e III apenas

I e II apenas

Todas estão corretas.

Gabarito oficial — UPF 2007.1

Resolução comentada

I é verdadeira: $\vec F=q\,\vec E$ tem direção paralela ao campo e módulo não nulo, qualquer que seja $\vec V$.

II é falsa: $F=q\,V\,B\,\text{sen}\,\theta$ se anula quando $\vec V$ é paralela a $\vec B$.

III é verdadeira: num condutor oco, as cargas se distribuem na superfície externa e o campo no interior é nulo, o que protege seu interior.

Q54

Termologia — Calorimetria — Equilíbrio térmico entre água e dois blocos idênticos

Considere-se a seguinte situação: dois blocos, A e B, feitos do mesmo material com igual massa e volume (idênticos), à mesma temperatura inicial $T_i$, são colocados num calorímetro ideal, de capacidade térmica desprezível, contendo água a uma temperatura $T$ maior que a $T_i$ dos blocos. Quando o equilíbrio térmico do sistema é alcançado, são feitas as seguintes afirmações:

I. Durante o processo, a variação de temperatura do bloco A é igual à variação de temperatura do bloco B.

II. A quantidade de calor absorvida pelo bloco A é igual à quantidade de calor absorvida pelo bloco B.

III. A quantidade de calor cedida pela água é igual à quantidade de calor absorvida pelo bloco A.

É correto o que se afirma em:

I apenas

II apenas

I e III apenas

I e II apenas

Todas estão corretas.

Gabarito oficial — UPF 2007.1

Resolução comentada

Os blocos têm mesma massa, mesmo material e mesma temperatura inicial, e chegam à mesma temperatura final: $\Delta T_A=\Delta T_B$ (I verdadeira).

Com $Q=m\,c\,\Delta T$ idênticos, $Q_A=Q_B$ (II verdadeira).

Em um calorímetro ideal, o calor cedido pela água é absorvido pelos dois blocos:

$$|Q_{\text{água}}|=Q_A+Q_B=2\,Q_A$$

Logo III é falsa.

Q55

Óptica — Óptica Física — Natureza da luz, meios e cor dos corpos

Sobre os fenômenos relacionados à luz considerem-se as seguintes afirmações:

I. A luz é uma forma de energia radiante que se propaga na forma de ondas eletromagnéticas.

II. Um meio em que a luz se propaga segundo trajetórias irregulares, não propiciando a visualização nítida dos objetos, é chamado transparente.

III. A cor que um corpo apresenta, por reflexão da luz, ao ser iluminado depende da constituição da luz que ele reflete difusamente.

IV. Dentre os fenômenos associados às ondas de luz é possível citar a reflexão, a refração, a interferência e a difração.

Pode-se afirmar:

Todas são corretas.

Apenas I, II e IV são corretas.

Apenas I, III e IV são corretas.

Apenas I, II e III são corretas.

Apenas I e IV são corretas.

Gabarito oficial — UPF 2007.1

Resolução comentada

I é verdadeira: a luz é uma onda eletromagnética que transporta energia.

II é falsa: o meio descrito é translúcido; num meio transparente, a trajetória da luz é regular e os objetos são vistos com nitidez.

III é verdadeira: a cor de um corpo opaco é a da luz que ele reflete difusamente.

IV é verdadeira: reflexão, refração, interferência e difração são fenômenos ondulatórios da luz.

Q56

Eletricidade — Eletrodinâmica — Resistência equivalente de dois resistores em paralelo

Duas resistências, $R_1$ e $R_2$, sendo $R_1=2\,R_2$, são ligadas em paralelo. A resistência elétrica desta ligação é:

$\tfrac12\,R_1$

$\tfrac23\,R_1$

$\tfrac13\,R_1$

$\tfrac12\,R_2$

$\tfrac32\,R_2$

Gabarito oficial — UPF 2007.1

Resolução comentada

Em paralelo, a resistência equivalente é o produto sobre a soma:

$$R_{eq}=\frac{R_1\,R_2}{R_1+R_2}=\frac{2R_2\cdot R_2}{2R_2+R_2}=\frac{2}{3}\,R_2$$

Como $R_2=\tfrac12\,R_1$:

$$R_{eq}=\frac{1}{3}\,R_1$$

UPF · 2007.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova