O deslocamento entre pontos diametralmente opostos é o diâmetro:
$$2R=\frac{C}{\pi}=\frac{800}{\pi}.$$
O vetor velocidade instantânea é tangente à trajetória.
Para a interpretação adotada pela prova, a alternativa compatível é A. A redação da afirmativa IV é conceitualmente ambígua ao usar “velocidade constante”.
Alternativa adotada: A
Q02
Quantidade de movimento — Colisão perfeitamente inelástica
Um carro de massa $m$ em movimento colide na traseira de um caminhão parado de massa $M$. Após o impacto, os dois veículos permanecem unidos com velocidades finais (não nulas) de mesma direção, sentido e magnitude. Considere que $M>m$.
Analise as afirmativas.
I. Trata-se de uma colisão inelástica.
II. Todo o momento linear do carro em movimento foi transferido para o caminhão parado.
III. Se os veículos têm a mesma velocidade final, a energia cinética final de cada um deles é a mesma.
IV. O coeficiente de restituição de tal colisão é nulo.
V. Pode-se dizer que neste tipo de colisão tem-se máxima dissipação da energia cinética.
Assinale a alternativa correta.
A)Somente as afirmativas II, III e IV são verdadeiras.
B)Somente as afirmativas I, III, III e IV são verdadeiras.
C)Somente as afirmativas I, II, III e V são verdadeiras.
D)Somente as afirmativas I, IV e V são verdadeiras.
E)Todas as afirmativas são verdadeiras.
Gabarito — UDESC 2024.2
D
Resolução
I ✓ Os veículos permanecem unidos: colisão perfeitamente inelástica.
II ✗ O carro permanece com momento linear não nulo após a colisão.
III ✗ Como $M>m$ e ambos têm a mesma velocidade final, as energias cinéticas finais são diferentes.
IV ✓ Para colisão perfeitamente inelástica, $e=0$.
V ✓ É a colisão com máxima dissipação de energia cinética compatível com a conservação do momento linear.
Alternativa correta: D
Q03
Máquinas simples — Vantagem mecânica
Assinale a alternativa cujas ferramentas servem para ampliar a força ou o torque aplicado.
A)Macaco hidráulico, polia, saca-rolhas e chave de fenda.
B)Macaco hidráulico, martelo, saca-rolhas e chave de fenda.
C)Macaco hidráulico, dinamômetro, pé-de-cabra e cortador de unha.
D)Polia, dinamômetro, pé-de-cabra e cortador de unha.
E)Polia, martelo, saca-rolhas e chave de fenda.
Gabarito — UDESC 2024.2
A
Resolução
Macaco hidráulico, polia, saca-rolhas e chave de fenda podem fornecer vantagem mecânica, ampliando força ou torque aplicado.
Alternativa correta: A
Q04
Dinâmica — Leis de Newton
Analise as proposições em relação às leis de Newton que descrevem a dinâmica do movimento dos corpos.
I. A inércia de translação de um corpo é quantificada pela sua massa.
II. A inércia de rotação de um corpo é quantificada pelo momento de inércia, que depende do eixo de rotação do corpo.
III. A partir da segunda lei de Newton, pode-se dizer que uma força aplicada sobre um corpo, durante um certo intervalo de tempo, gera variação na quantidade de movimento desse corpo.
IV. A lei de ação e reação diz que a reação à força peso de um corpo sobre uma superfície é dada pela força normal à superfície.
V. A lei de ação e reação sempre se refere a dois corpos diferentes.
Assinale a alternativa correta.
A)Somente as afirmativas I, II, III e V são verdadeiras.
B)Somente as afirmativas I, II, III e IV são verdadeiras.
C)Somente as afirmativas I, III e V são verdadeiras.
D)Somente as afirmativas II, III e IV são verdadeiras.
E)Todas as afirmativas são verdadeiras.
Gabarito — UDESC 2024.2
A
Resolução
I ✓ Massa mede a inércia translacional.
II ✓ O momento de inércia mede a inércia rotacional e depende do eixo.
III ✓ $\vec I=\Delta\vec p$.
IV ✗ A normal não é a reação ao peso.
V ✓ Pares ação-reação atuam em corpos diferentes.
Alternativa correta: A
Q05
Gravitação — Aceleração gravitacional
Sabe-se que a massa do planeta Vênus é aproximadamente 20% menor que a massa da Terra e que o diâmetro de Vênus é aproximadamente 5% menor que o da Terra.
Assinale a alternativa que melhor estime o valor da aceleração gravitacional na superfície de Vênus.
Solta-se um objeto de peso $P$ dentro de um líquido com velocidade inicial nula. Sabe-se que a densidade do objeto é duas vezes a densidade do líquido. Antes de chegar ao fundo, o objeto atinge velocidade constante devido a uma força de arrasto. Considere que $a$ corresponde ao módulo da aceleração inicial do objeto e $F_a$ é o módulo da força de arrasto.
Com base nessas informações, assinale a alternativa correta.
A)$a=0{,}5\ \text{m/s}^2$ e $F_a=P$
B)$a=0{,}5\ \text{m/s}^2$ e $F_a=P/2$
C)$a=5{,}0\ \text{m/s}^2$ e $F_a=P/2$
D)$a=10\ \text{m/s}^2$ e $F_a=P/2$
E)$a=10\ \text{m/s}^2$ e $F_a=P$
Gabarito — UDESC 2024.2
C
Resolução
Como $\rho_o=2\rho_l$, o empuxo vale metade do peso:
$$E=\frac P2.$$
No instante inicial, o arrasto é nulo:
$$F_R=P-E=\frac P2.$$
Como $P=mg$:
$$a=\frac{P/2}{m}=\frac g2=5{,}0\ \text{m/s}^2.$$
Na velocidade terminal:
$$P=E+F_a\Rightarrow F_a=\frac P2.$$
Alternativa correta: C
Q07
Trabalho — Área no gráfico F × x
A Figura 1 ilustra o módulo da força aplicada a um corpo para movê-lo por uma distância $3a$. Considere que o módulo do trabalho, realizado por essa força, corresponde a $W_F$. Considere, também, que o módulo do trabalho da força gravitacional para deslocar um corpo de peso $F$ por uma altura $3a$ corresponda a $W_g$.
Figura 1 — questão 07img/2024-2/udesc-2024-2-q07_fig1.webp
Assinale a alternativa que corresponde à razão $W_g/W_F$.
A)$6/5$
B)$5/6$
C)$5/4$
D)$4/5$
E)1
Gabarito — UDESC 2024.2
A
Resolução
O trabalho da força aplicada é a área sob o gráfico:
$$W_F=\frac{Fa}{2}+F(2a)=\frac52Fa.$$
O módulo do trabalho da força gravitacional é:
$$W_g=F(3a)=3Fa.$$
Logo:
$$\frac{W_g}{W_F}=\frac{3}{5/2}=\frac65.$$
Alternativa correta: A
Q08
Eletrodinâmica — Corrente elétrica
Pode-se associar corrente elétrica com a quantidade de elétrons que atravessa (em média) uma seção transversal $A$ de um fio em um segundo. Um chuveiro cuja potência é desconhecida varia o comprimento da resistência de $L/4$ até $L$, a fim de regular a temperatura da água. Considere que $n_2$ é o número de elétrons que percorre o fio em um segundo com o maior valor possível de corrente e $n_1$ é o número de elétrons que percorre o fio em um segundo na menor corrente possível.
Pode-se afirmar que a razão $n_2/n_1$ é igual a:
A)4
B)$\sqrt2$
C)2
D)1
E)$1/2$
Gabarito — UDESC 2024.2
A
Resolução
Para o mesmo material e mesma seção:
$$R=\rho\frac{L}{A}.$$
Logo, ao reduzir o comprimento de $L$ para $L/4$, a resistência cai para $R/4$.
Com tensão fixa:
$$I=\frac UR.$$
Portanto, a corrente máxima é quatro vezes a mínima e:
$$\frac{n_2}{n_1}=4.$$
Alternativa correta: A
Q09
Magnetismo — Campo de espira
A Figura 2 ilustra uma espira circular no plano $xy$, percorrida por uma corrente no sentido anti-horário.
Figura 2 — questão 09img/2024-2/udesc-2024-2-q09_fig1.webp
Com base nessas informações, assinale a alternativa que melhor expressa a orientação do campo magnético, respectivamente, dentro e fora da espira.
A)$-y$ e $+y$
B)$-z$ e $+z$
C)$+x$ e $-x$
D)$-x$ e $+x$
E)$+z$ e $-z$
Gabarito — UDESC 2024.2
E
Resolução
Pela regra da mão direita, para corrente anti-horária observada do lado $+z$, o campo no interior aponta para:
$$+z.$$
As linhas retornam externamente no sentido:
$$-z.$$
Alternativa correta: E
Q10
Eletrodinâmica — Associação de resistores
Na Figura 3 tem-se um circuito cujas resistências são $R_1=10\ \Omega$, $R_2=20\ \Omega$ e $R_3=30\ \Omega$.
Figura 3 — questão 10img/2024-2/udesc-2024-2-q10_fig1.webp
Assinale a alternativa que contém o valor da resistência equivalente do circuito.
A)$10\ \Omega$
B)$60\ \Omega$
C)$30\ \Omega$
D)$20\ \Omega$
E)$6{,}0\ \Omega$
Gabarito — UDESC 2024.2
Inconsistente — resultado físico: 25 Ω
Resolução
Do nó superior esquerdo ao nó inferior direito há dois caminhos de 30 Ω:
$$R_3=30\ \Omega$$
e
$$R_1+R_2=10+20=30\ \Omega.$$
Esses dois ramos estão em paralelo:
$$R_p=30\parallel30=15\ \Omega.$$
Esse conjunto está em série com o resistor inferior $R_1=10\ \Omega$:
$$R_{eq}=15+10=25\ \Omega.$$
Observação: o valor $25\ \Omega$ não aparece entre as alternativas impressas.
Questão inconsistente no caderno: $R_{eq}=25\ \Omega$
Q11
Termodinâmica — Primeira Lei
Analise as proposições sobre processos termodinâmicos de gases perfeitos e a primeira lei da termodinâmica.
I. Em um processo adiabático o calor trocado é nulo, logo, a variação da energia interna do gás é nula.
II. Em um processo isocórico o volume varia, porém, o trabalho realizado não é nulo.
III. Um ciclo fechado pode ser formado por diferentes processos termodinâmicos e a variação da energia interna do gás é nula.
IV. Em uma expansão livre, calor, trabalho e variação da energia interna são nulas.
V. Em um processo isobárico, calor, trabalho e variação da energia interna são diferentes de zero.
Assinale a alternativa correta.
A)Somente as afirmativas I, II e V são verdadeiras.
B)Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras.
C)Somente as afirmativas II, III e IV são verdadeiras.
D)Somente as afirmativas III, IV e V são verdadeiras.
E)Somente as afirmativas II, III e V são verdadeiras.
Gabarito — UDESC 2024.2
D
Resolução
I ✗ Em processo adiabático, $Q=0$, mas isso não implica $\Delta U=0$.
II ✗ Em processo isocórico, $\Delta V=0$ e $W=0$.
III ✓ Em um ciclo completo, $\Delta U=0$.
IV ✓ Na expansão livre ideal em recipiente isolado: $Q=0$, $W=0$ e $\Delta U=0$.
V ✓ Em uma transformação isobárica não trivial, podem ocorrer troca de calor, trabalho e variação de energia interna.
Alternativa correta: D
Q12
Calorimetria — Gelo, fusão e aquecimento
Considerando que o calor específico do gelo é 2220 J/kg.K, o calor de fusão da água é 333 kJ/kg e o calor específico da água líquida é 4190 J/kg.K, assinale a alternativa que indica o calor necessário para um bloco de gelo de 1,00 kg de massa, em uma temperatura de -10,0°C, passar para o estado líquido a 20,0°C.
Eratóstenes, no século III a.C., estimou o valor do raio da Terra, observando a sombra de uma estaca fincada no chão em duas cidades diferentes sobre o mesmo meridiano, no mesmo dia e horário. Enquanto em uma cidade observava-se ausência de sombra na estaca, na outra observava-se que os raios solares faziam um determinado ângulo com a vertical.
Assinale a alternativa que representa o princípio de óptica geométrica utilizado por Eratóstenes.
A)A luz emitida por uma fonte pontual se propaga em linha reta.
B)Independência: quando dois ou mais feixes de luz se cruzam, eles não se interferem.
C)Reversibilidade: ao inverter o sentido de propagação da luz, sua trajetória não muda.
D)Propagação retilínea: em meios homogêneos e transparentes a luz se propaga em linha reta.
E)Na reflexão, a luz que incide sobre uma superfície com um certo ângulo é refletida com o mesmo ângulo.
Gabarito — UDESC 2024.2
D
Resolução
O método de Eratóstenes depende da propagação aproximadamente retilínea dos raios solares em meio homogêneo e transparente.
Alternativa correta: D
Q14
Física moderna — Mecânica quântica e relatividade
Hoje em dia, vários dispositivos ou instrumentos utilizam tecnologia oriunda da mecânica quântica e da relatividade.
Assinale a alternativa que contém um dispositivo que utiliza, ao mesmo tempo, conceitos de mecânica quântica e de relatividade para funcionar adequadamente.
A)Célula solar
B)Bisturi laser
C)Ressonância Magnética Nuclear
D)Microscópio eletrônico
E)Sistema de posicionamento global
Gabarito — UDESC 2024.2
E
Resolução
O GPS combina:
• relógios atômicos, baseados em transições quânticas;
• correções relativísticas associadas à velocidade orbital e ao potencial gravitacional.
