Vestibular de Inverno UPF 2011 (2011.2) · Física: Q49–Q56 · prova tipo A · resolução comentada Método TEF. Gabarito oficial divulgado pela UPF.
Dados da prova
UPF 2011.2
Física: Q49–Q56
Prova tipo A
Gabarito oficial conferido
Caderno tipo A. A Física ocupa as questões 49 a 56. O gabarito oficial do tipo B traz as alternativas em outra ordem.
Q49
Mecânica — Dinâmica — Tração em sistema de blocos ligados por fios
A figura ao lado representa um sistema que liga os objetos A com massa de 3 kg, B com 5 kg e C com 2 kg. O corpo B é sustentado pela superfície da mesa com atrito desprezível, os fios são inextensíveis e suas massas desprezíveis. Nessas condições, pode-se afirmar que a tração no fio que liga os corpos A e B vale em Newton: (considere $g=10\text{ m/s}^2$)
A)
30
B)
27
C)
3
D)
20
E)
10
Gabarito oficial — UPF 2011.2
B
Resolução comentada
Como $m_A\,g=30\text{ N}$ é maior que $m_C\,g=20\text{ N}$, o sistema acelera no sentido de A. Para o conjunto:
$$m_A\,g-m_C\,g=(m_A+m_B+m_C)\,a$$
$$a=\frac{30-20}{10}=1\text{ m/s}^2$$
Para o corpo A, que desce:
$$m_A\,g-T=m_A\,a$$
$$T=30-3\cdot1=27\text{ N}$$
Q50
Mecânica — Trabalho e Energia — Conservação de energia no pêndulo
Um pêndulo é abandonado em repouso na posição A como na figura. Se o comprimento deste é 0,80 m, pode-se afirmar que a sua velocidade ao passar pelo ponto B é, em m/s, de: (considere $g=10\text{ m/s}^2$)
A)
5
B)
10
C)
8
D)
4
E)
16
Gabarito oficial — UPF 2011.2
D
Resolução comentada
Entre A e B, só o peso realiza trabalho (a tração do fio é perpendicular ao deslocamento) e a energia mecânica se conserva. O desnível é igual ao comprimento do fio, $h=L=0{,}8\text{ m}$:
$$m\,g\,L=\frac{m\,v^2}{2}$$
$$v=\sqrt{2\,g\,L}=\sqrt{2\cdot10\cdot0{,}8}$$
$$v=4\text{ m/s}$$
Q51
Mecânica — Estática — Equilíbrio de viga articulada sustentada por fio
A figura representa uma viga homogênea, articulada no ponto A, com peso de 1.600 N, sendo sustentada na horizontal por um fio que forma $37°$ com a parede. Nessas condições, a tração realizada pelo fio é, em N, de: (considere $\text{sen}\,37°=0{,}60$ e $\cos37°=0{,}80$)
A)
1500
B)
3000
C)
1280
D)
1200
E)
1600
Gabarito oficial — UPF 2011.2
A
Resolução comentada
Tomando os torques em relação à articulação A (a reação nela não gera torque), o peso atua no centro da viga, a 1,5 m. A componente da tração perpendicular à viga é a vertical, $T\cos37°$, aplicada a 2 m de A:
$$T\cos37°\cdot2=P\cdot1{,}5$$
$$0{,}8\,T\cdot2=1600\cdot1{,}5$$
$$1{,}6\,T=2400$$
$$T=1500\text{ N}$$
Q52
Termologia — Dilatação Térmica — Dilatação superficial de uma chapa
Uma chapa de zinco, cujo coeficiente de dilatação linear é $25\cdot10^{-6}\text{ °C}^{-1}$, apresenta como medidas 40 cm e 25 cm, quando a $20\text{ °C}$. Para que sua medida aumente em 2% na sua área, a temperatura que deverá atingir será, em °C, de:
Eletricidade — Eletrostática — Campo, força e potencial de quatro cargas iguais em um quadrado
Quatro cargas elétricas puntiformes $+q$ ocupam os vértices de um quadrado de lado $a$. Nessas condições, é possível afirmar:
I. O campo elétrico no centro do quadrado é nulo.
II. Quando uma carga de prova $+q'$ é colocada no centro do quadrado, a força elétrica resultante que atua sobre $+q'$ é nula.
III. O potencial elétrico resultante no centro do quadrado é nulo.
IV. A energia potencial elétrica associada ao sistema é nula.
Dessas afirmações é (são) correta(s):
A)
apenas I
B)
I e II
C)
apenas III
D)
III e IV
E)
Todas são corretas.
Gabarito oficial — UPF 2011.2
B
Resolução comentada
No centro, os campos de cargas em vértices opostos têm mesmo módulo e sentidos contrários, e o campo resultante é nulo (I verdadeira). Como $\vec F=q'\vec E$, a força sobre a carga de prova também é nula (II verdadeira).
O potencial é uma grandeza escalar, e cada carga contribui com um valor positivo:
$$V=4\cdot\frac{k\,q}{a\sqrt2/2}\neq0$$
Logo III é falsa. A energia potencial do sistema, soma de termos $k\,q^2/d$ positivos, também não é nula (IV falsa).
Q54
Óptica — Lentes — Lente convergente: posição da imagem
Um objeto é colocado a 30 cm sobre o eixo principal de uma lente delgada convergente de 10 cm de distância focal. Nessas condições, a distância da imagem à lente é, em centímetros:
Ondulatória — Ondas — Ondas mecânicas: meio, tipos e polarização
Sobre as ondas mecânicas são feitas as afirmações a seguir:
I. As ondas mecânicas necessitam de um meio material para a sua propagação; assim sendo, o som não se propaga no vácuo.
II. As ondas mecânicas podem ser transversais ou longitudinais.
III. Uma onda mecânica é transversal quando a direção da vibração é a mesma na qual se efetua a propagação da onda.
IV. A polarização é um fenômeno que pode ocorrer exclusivamente com as ondas transversais.
Dessas afirmações são corretas:
A)
I e II
B)
I, II e III
C)
I, II e IV
D)
II, III e IV
E)
Todas são corretas.
Gabarito oficial — UPF 2011.2
C
Resolução comentada
I é verdadeira: ondas mecânicas dependem de um meio material, e por isso o som não se propaga no vácuo.
II é verdadeira: a corda esticada é um exemplo de onda transversal, e o som no ar, de onda longitudinal.
III é falsa: numa onda transversal a vibração é perpendicular à direção de propagação. Quando as duas direções coincidem, a onda é longitudinal.
IV é verdadeira: só ondas transversais podem ser polarizadas, pois só nelas a vibração tem direções distintas da propagação.
Q56
Eletricidade — Eletrodinâmica — Lâmpadas em paralelo com tensão diferente da nominal
Duas lâmpadas incandescentes com características nominais de potência e voltagem de 100 W, 200 V e 50 W, 200 V, respectivamente, são ligadas em paralelo entre si e a uma bateria de 100 V. Com essas informações é possível afirmar:
I. A lâmpada de 50 W apresentará um maior brilho.
II. A lâmpada de 50 W será percorrida por uma corrente elétrica maior que a de 100 W.
III. Ambas as lâmpadas serão percorridas pela mesma corrente elétrica.
IV. A lâmpada de 50 W possui resistência elétrica maior que a de 100 W.
