Um barco flutua em equilíbrio; Esmeralda está a 2,0 m de profundidade e Tobias a 12,0 m. Considere $\rho=1{,}0\,g/cm^3$, $g=10\,m/s^2$ e $1\,atm=10^5\,N/m^2$.
Figura da prova UFSC 2024.2.
01O empuxo sobre o barco é maior que o peso do barco.
02Tobias está submetido a uma pressão de $1{,}2\times10^5\,N/m^2$.
04Com água menos densa, o empuxo resultante sobre o barco continuaria igual.
08Na posição de Tobias, o empuxo sobre Esmeralda teria o mesmo módulo.
16A diferença entre as pressões sobre Tobias e Esmeralda é 1 atm.
Gabarito preliminar - UFSC 2024.2
28
Soma das proposições corretas
Resolução
Corretas: 04, 08 e 16. Em flutuação, o empuxo iguala o peso, independentemente da densidade, ajustando-se o volume deslocado. Para um corpo totalmente imerso, a profundidade não altera o empuxo. A diferença de 10 m produz $\Delta p=\rho g\Delta h=10^5\,Pa$. A proposição 02 desconsidera a pressão atmosférica ao usar apenas a pressão hidrostática. Soma 28.
Q32
Mecânica — Trabalho e Energia — Pistas de skate
O conjunto esqueitista-esqueite tem massa de 70 kg. Na pista em U, parte do repouso a 4,0 m e chega a 0,5 m com 8,0 m/s. No corrimão, passa de 1,0 m e 5,0 m/s para 1,5 m e 3,0 m/s.
Figura da prova UFSC 2024.2.
01Nas duas pistas houve dissipação de energia mecânica.
02Entre 1 e 2, dissiparam-se aproximadamente 7,5% da energia inicial.
04Entre 1 e 2, conservou-se a quantidade de movimento.
08O percentual dissipado foi o mesmo nas duas pistas.
16A energia potencial em 4 é maior que a cinética em 2.
32Em 2, a energia cinética corresponde a 92,5% da energia potencial inicial.
64Entre 3 e 4, a energia mecânica diminuiu 210 J.
Gabarito preliminar - UFSC 2024.2
67
Soma das proposições corretas
Resolução
Corretas: 01, 02 e 64. Na pista em U, $E_1=2800\,J$ e $E_2=2590\,J$: a perda é 210 J, ou 7,5%. No corrimão, $E_3=1575\,J$ e $E_4=1365\,J$, também com perda de 210 J. Soma 67.
Q33
Eletromagnetismo — Indução Eletromagnética — Lei de Lenz em geradores
O vapor de uma chaleira gira pás conectadas a um ímã diante de bobinas, alimentando uma lâmpada.
Figura da prova UFSC 2024.2.
01A força magnética induzida tende a se opor ao giro do ímã.
02O processo é semelhante ao de placas solares.
04A corrente elétrica gerada é contínua.
08A geração de energia nas bobinas é explicada apenas pela Lei de Lenz.
16Nem toda a energia do vapor converte-se em luz.
32A sequência é térmica, mecânica, elétrica e luminosa.
64Com o ímã parado, ainda se gera pequena energia elétrica.
Gabarito preliminar - UFSC 2024.2
49
Soma das proposições corretas
Resolução
Corretas: 01, 16 e 32. Pela Lei de Lenz, o efeito induzido se opõe à variação que o produz. O sistema gera corrente alternada por indução de Faraday e possui perdas em todas as conversões. Ímã parado implica fluxo constante e fem nula. Soma 49.
Q34
Mecânica — Gravitação — Satélite ERS-2
O satélite ERS-2 teve sua órbita reduzida de 780 km para 570 km antes de reentrar na atmosfera. Considere $R_T=6300\,km$.
01As leis de Kepler garantem que sua órbita era circular.
02Durante a queda, parte da energia mecânica converte-se em térmica.
04A comunicação com a ESA era feita por ondas sonoras.
08Satélites na mesma altitude precisam ter a mesma massa.
16Na órbita original, a gravidade era aproximadamente $8{,}0\,m/s^2$.
32Terra e satélite exercem forças gravitacionais de mesmo módulo entre si.
Gabarito preliminar - UFSC 2024.2
50
Soma das proposições corretas
Resolução
Corretas: 02, 16 e 32. O atrito atmosférico transforma energia mecânica em térmica. $g=g_0[R_T/(R_T+h)]^2\approx7{,}9\,m/s^2$. Pela terceira Lei de Newton, as forças entre Terra e satélite têm módulos iguais. Soma 50.
Q35
Termologia — Transmissão de Calor — Condução térmica
Dois materiais de mesma área separam ambientes a $T_1$ e $T_2$, com $L_A>L_B$.
Figura da prova UFSC 2024.2.
01Se $L_A=2L_B$, o fluxo em B será necessariamente o dobro do fluxo em A.
02Com fluxos iguais, a condutividade de A é maior que a de B.
046000 cal em 2 min correspondem a 50 W.
08Se B também tiver maior condutividade, seu fluxo será maior que o de A.
16O calor necessariamente se propaga do ambiente $T_1$ para $T_2$.
Gabarito preliminar - UFSC 2024.2
10
Soma das proposições corretas
Resolução
Corretas: 02 e 08. Pela lei de Fourier, $\Phi=kA\Delta T/L$. Como $L_A>L_B$, fluxos iguais exigem $k_A>k_B$. Se B tem menor espessura e maior condutividade, seu fluxo é maior. Além disso, $6000\,cal/120\,s=200\,W$. Soma 10.
