Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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UPF · 2013.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade de Passo Fundo

Vestibular de Inverno UPF 2013 (2013.2) · Física: Q49–Q56 · prova tipo A · resolução comentada Método TEF. Gabarito oficial divulgado pela UPF.

Q49
Mecânica — Cinemática — Aceleração média de um carro

A Revista Quatro Rodas, em sua edição de fevereiro de 2013, apresenta o novo Honda Civic modelo LXS com motor 2.0 e potência de 155 cv. Com esse novo motor, o teste de desempenho realizado pela revista mostrou que o veículo vai de 0 a 100 km/h em 10,2 segundos. De acordo com essas especificações, pode-se dizer que a aceleração média do carro será, em m/s², aproximadamente, de:

A)
2,7
B)
35,3
C)
283
D)
3,5
E)
7,2

Gabarito oficial — UPF 2013.2

A
Resolução comentada

Convertendo a velocidade final para m/s:

$$v=\frac{100}{3{,}6}\approx27{,}8\text{ m/s}$$

A aceleração média é:

$$a_m=\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{27{,}8}{10{,}2}$$

$$a_m\approx2{,}7\text{ m/s}^2$$

Q50
Mecânica — Dinâmica — Princípio da inércia

Galileu Galilei, na última parte de seu livro Discursos e demonstrações concernentes a duas novas ciências, publicado em 1638, trata do movimento do projétil da seguinte maneira: "Suponhamos um corpo qualquer, lançado ao longo de um plano horizontal, sem atrito; sabemos que esse corpo se moverá indefinidamente ao longo desse plano, com um movimento uniforme e perpétuo [...]"

O mencionado por Galileu refere-se:

A)
à lei da gravitação universal.
B)
ao princípio da inércia ou primeira lei de Newton.
C)
ao princípio fundamental da dinâmica ou segunda lei de Newton.
D)
ao princípio da ação e reação ou terceira lei de Newton.
E)
ao princípio de Arquimedes.

Gabarito oficial — UPF 2013.2

B
Resolução comentada

Sem atrito, nenhuma força horizontal atua sobre o corpo, e a força resultante é nula:

$$\vec F_R=\vec 0\ \Rightarrow\ \vec v=\text{constante}$$

O corpo mantém o movimento retilíneo e uniforme 'indefinidamente'. Essa descrição é o princípio da inércia, a primeira lei de Newton.

Q51
Mecânica — Hidrostática — Densidade e volume de um buraco negro

Os chamados “buracos negros”, de elevada densidade, seriam regiões do Universo capazes de atrair matéria, que passaria a ter a densidade desses “buracos”. Se a Terra, com massa da ordem de $10^{24}\text{ kg}$, fosse absorvida por um “buraco negro” de densidade $10^{24}\text{ g/cm}^3$, ocuparia um volume compatível ao:

A)
de um nêutron.
B)
de uma gota de água.
C)
de uma bola de futebol.
D)
de um prédio de dez andares.
E)
do Sol.

Gabarito oficial — UPF 2013.2

C
Resolução comentada

Convertendo a massa para gramas:

$$m=10^{24}\text{ kg}=10^{27}\text{ g}$$

O volume é a razão entre massa e densidade:

$$V=\frac{m}{\rho}=\frac{10^{27}}{10^{24}}=10^{3}\text{ cm}^3$$

$$V=1000\text{ cm}^3=1\text{ L}$$

É um volume da ordem do de uma bola de futebol.

Q52
Mecânica — Hidrostática — Pressão ao sugerir pela bomba do chimarrão

Um gaúcho, ao tomar chimarrão, utiliza um canudo de sucção denominado “bomba”. Pode-se afirmar corretamente que, ao puxar o ar através dessa bomba, o gaúcho estará:

A)
reduzindo a pressão dentro da “bomba”.
B)
aumentando a pressão dentro da “bomba”.
C)
aumentando a pressão fora da “bomba”.
D)
mantendo a pressão constante dentro da “bomba”.
E)
reduzindo a aceleração da gravidade dentro da “bomba”.

Gabarito oficial — UPF 2013.2

A
Resolução comentada

Ao sugar, o gaúcho aumenta o volume da boca e do canudo, e a pressão do ar lá dentro diminui:

$$p_{dentro}

A pressão atmosférica, que atua sobre a superfície livre do líquido na cuia, é maior, e a diferença de pressão empurra o líquido pela bomba, até a boca.

Q53
Termologia — Calorimetria — Trabalho mecânico convertido em calor

Em um laboratório de Física, um estudante realiza uma experiência na qual utiliza uma manivela para agitar 100 gramas de água contida num recipiente termicamente isolado. Para cada volta da manivela, o estudante realiza um trabalho de 0,1 joule sobre a água. Considerando $1\text{ cal}=4{,}2\text{ J}$; calor específico da água igual $1{,}0\text{ cal/g}\cdot\text{°C}$, bem como que toda energia transferida pela manivela seja absorvida pela água, pode-se dizer que o número de voltas realizadas pelo estudante para elevar a temperatura em $1\text{ °C}$ foi de:

A)
2.800
B)
3.700
C)
3.000
D)
5.500
E)
4.200

Gabarito oficial — UPF 2013.2

E
Resolução comentada

O calor necessário para elevar a temperatura de 100 g de água em 1 °C:

$$Q=m\,c\,\Delta\theta=100\cdot1{,}0\cdot1=100\text{ cal}$$

Em joules:

$$Q=100\cdot4{,}2=420\text{ J}$$

Cada volta fornece $0{,}1\text{ J}$:

$$n=\frac{420}{0{,}1}=4200\text{ voltas}$$

Q54
Óptica — Refração — Posição aparente de objeto submerso

Joana derruba um objeto no leito de um riacho. Ao tentar apanhá-lo, verifica que esse objeto não se encontra exatamente na posição em que parecia estar. Isso se deve:

A)
à interferência dos raios luminosos ao mudar de meio.
B)
à difração dos raios luminosos.
C)
a índices de refração diferentes para a água e para o ar.
D)
à reflexão da luz na interface água-ar.
E)
à polarização da luz.

Gabarito oficial — UPF 2013.2

C
Resolução comentada

Os raios que saem do objeto, na água, mudam de direção ao passar para o ar, segundo a lei de Snell:

$$n_{\text{água}}\,\text{sen}\,\theta_{\text{água}}=n_{ar}\,\text{sen}\,\theta_{ar}$$

Como $n_{\text{água}}>n_{ar}$, os raios se afastam da normal ao emergir. O olho prolonga os raios que chegam a ele em linha reta, e vê o objeto mais perto da superfície do que ele realmente está.

Q55
Eletromagnetismo — Campo Magnético — Linhas de indução magnética

Sabemos que existe um campo magnético nas proximidades de um imã e também em torno de um condutor percorrido por uma corrente elétrica. O comportamento desse campo pode ser representado graficamente por meio das linhas de campo magnético ou linhas de indução. Sobre essas linhas de indução, são feitas as seguintes afirmações:

I. São sempre perpendiculares ao vetor que representa o campo.

II. Quando uma carga elétrica $q$ é abandonada, em movimento com uma velocidade vetorial $\mathbf v$, perto de um imã, a força gerada pela interação do campo com a carga, num determinado ponto, tem direção tangencial às linhas de indução e perpendicular à direção do vetor $\mathbf v$.

III. Nas regiões próximas aos polos de um imã em forma de barra, a concentração de linhas de indução é maior que em qualquer outro ponto ao seu redor.

IV. As linhas de indução do campo magnético gerado por uma corrente estabelecida em um fio condutor metálico, retilíneo e muito longo, têm formato de circunferências concêntricas ao fio em um plano perpendicular a este.

Está correto o que se afirma em:

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

Gabarito oficial — UPF 2013.2

D
Resolução comentada

I é falsa: o vetor campo é tangente às linhas de indução em cada ponto, e não perpendicular a elas.

II é falsa: a força magnética é perpendicular ao vetor campo e à velocidade, e portanto perpendicular às linhas, e não tangente a elas:

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

III é verdadeira: as linhas se concentram nos polos, onde o campo é mais intenso. IV é verdadeira: ao redor de um fio longo, o campo forma circunferências concêntricas, com módulo:

$$B=\frac{\mu_0\,i}{2\pi\,r}$$

Q56
Eletricidade — Eletrodinâmica — Potência a partir do consumo mensal

O consumo de energia de um aparelho em uma oficina mecânica durante 20 dias é de 150 kWh. Considerando que o referido aparelho funciona numa rede de 220 V e permanece ligado durante 5 h por dia, é possível afirmar que sua potência elétrica é, em W, de:

A)
1.500
B)
7.500
C)
3.000
D)
5.500
E)
10.000

Gabarito oficial — UPF 2013.2

A
Resolução comentada

O tempo total de funcionamento em 20 dias, a 5 h por dia:

$$\Delta t=20\cdot5=100\text{ h}$$

A energia é o produto da potência pelo tempo:

$$E=P\,\Delta t\ \Rightarrow\ P=\frac{150}{100}=1{,}5\text{ kW}$$

$$P=1500\text{ W}$$

A tensão de 220 V não é necessária para esse cálculo.

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