UFSC 2024 — Questões de Física comentadas — Método TEF

O livro Úrsula apresenta diálogos que fazem o leitor imaginar as cenas e situações vividas pelos personagens. Em um recorte da obra, temos uma informação sobre certa trajetória: Entretanto, tinham já percorrido longo espaço, quando duas estradas se lhes apresentaram à vista. — Agora – disse Túlio – tomemos a estrada de Santa Cruz; é a que devemos preferir. Daqui à casa de minha senhora temos só meia légua, e a outra dar-nos-á mais que o dobro. REIS, Maria Firmina dos. Úrsula. Porto Alegre: Taverna, 2019. p. 133. Sabendo que Túlio viajava a cavalo, foi elaborado um possível gráfico para a viagem pela estrada de Santa Cruz (considerando um trajeto retilíneo), desde o início da estrada até a casa citada acima: Considerando o exposto e o gráfico, é correto afirmar que:

• 01Túlio parou três vezes em sua viagem pela estrada de Santa Cruz.
• 02uma légua é igual a aproximadamente 6.600 m.
• 04o cavalo de Túlio teve a maior aceleração nos seis primeiros segundos da viagem.
• 08a velocidade escalar média na viagem foi de aproximadamente 4,0 m/s.
• 16entre 680 s e 818 s, o movimento do cavalo de Túlio foi retrógrado.

Abaixo está um trecho da obra Úrsula em que o autor descreve um final de tarde, destacando o Sol e a Lua como astros principais. Era, pois, uma dessas tardes em que o sol no seu descambar para o acaso recebe mil e cambiantes cores, invejadas pela palheta dos Rafaéis, e que se confundem com o sorriso da triste amante, a lua, que ressurge pálida na orla do horizonte. Os últimos raios de um sol vívido misturavam-se com os raios prateados de uma lua de agosto. REIS, Maria Firmina dos. Úrsula. Porto Alegre: Taverna, 2019. p. 124. Considerando o exposto, é correto afirmar que:

• 01a Lua e o Sol são classificados como corpos celestes de mesmo tipo.
• 02no entardecer, as “cambiantes cores” são causadas pela dispersão da luz do Sol na atmosfera terrestre.
• 04“os raios prateados” a que se refere o texto são os raios do Sol refletidos na Lua.
• 08de acordo com o trecho acima, a Lua está na fase nova.
• 16o astrônomo alemão Johannes Kepler descobriu que os planetas, inclusive a Terra, giram ao redor do Sol em órbitas circulares.
• 32o fenômeno das marés é gerado pelos astros celestes, principalmente pelo Sol e pela Lua.

A imagem abaixo foi retirada da obra O ano em que meus pais saíram de férias, quando o personagem Mauro caminha em um corredor horizontal carregando uma bola e uma mala. Considerando que Mauro não movimentou a mala e a bola verticalmente na sua caminhada pelo corredor, é correto afirmar que:

• 01o peso da mala e a força que Mauro aplica para segurá-la formam um par de ação e reação.
• 02a força normal do solo sobre Mauro é, numericamente, igual à soma pma + pb + pM.
• 04independentemente da trajetória que Mauro utilizou em sua caminhada pelo corredor, o espaço percorrido e o seu deslocamento têm o mesmo valor.
• 08o trabalho do peso da mala no deslocamento de Mauro pelo corredor é nulo.
• 16a pressão exercida por Mauro sobre o solo é maior quando apenas um pé dele toca o chão.

O excerto abaixo foi retirado do livro A alma encantadora das ruas: Atiraram-se aos pratos de folha, onde, em água quente, boiavam vagas batatas e vagos pedaços de carne [...]. RIO, João do. A alma encantadora das ruas. Paris, França: H. Garnier, 1908. p. 115. Podemos relacionar à mecânica dos fluidos o fato de pedaços de batata e carne boiarem na água quente. Dessa forma, é correto afirmar que:

• 01a substância “alumínio” tem uma massa específica maior que a da água, por isso ela afunda na água. No entanto, um barco feito de alumínio que flutua na água tem densidade menor que a da água.
• 02quando um objeto flutua em um determinado líquido, o empuxo sobre o objeto é igual ao peso dele, o que implica que sua densidade é a mesma que a do líquido.
• 04nós sofremos a ação de um empuxo, de baixo para cima, cujo módulo é igual ao peso do ar deslocado pelo nosso volume corporal.
• 08quanto maior a temperatura do alumínio, menor a sua massa específica.
• 16um objeto de 3,0 kg de massa e 0,6 m3 de volume tem uma densidade de 5,0 g/cm3.

Observe os excertos abaixo, retirados da lista de obras para o Vestibular Unificado UFSC/IFSC/IFC 2024.

1. Dois tiros de pistola disparados ao mesmo tempo ressoaram com pavoroso estampido, e Túlio não acabou a palavra! (Úrsula)
2. Fazia calor. Os presentes suavam e enxugavam o suor com as costas ou a palma das mãos, sem deixar os lábios vacilarem na prece. (Torto arado)
3. Rapidamente, leva o fósforo até outra boca, que se ACENDE imediatamente, produzindo por um instante uma GRANDE LABAREDA. Mauro se assusta. Rapidamente, coloca a frigideira sobre a boca que se acendeu, como se quisesse baixar o fogo. (O ano em que meus pais saíram de férias)
4. Confuso, Mauro agarra o CABO DE FERRO da frigideira para tirá-la do fogo. O cabo está quente, e ele queima a mão. (O ano em que meus pais saíram de férias)
5. Acostumados, indiferentes à travessia, eles sentaram-se calados, a fumar. Um vento frio cortava a baía. (A alma encantadora das ruas)

Com base no exposto, é correto afirmar que:

• 01em II, o suor ajuda a regular a temperatura do corpo, pois, ao evaporar, favorece a troca de calor da pessoa com o meio.
• 02em I, se apenas a massa de uma pistola e a velocidade de disparo da bala forem conhecidas, é possível determinar a quantidade de movimento da pistola após o disparo.
• 04em III, a frigideira que está sobre a boca do fogão se aquece por condução térmica.
• 08em II, III e IV, comprova-se que o calor é uma substância fluida transferida de um corpo mais quente para um corpo mais frio.
• 16em V, o vento que cortava a baía transfere frio para o corpo das pessoas, que, assim, têm suas temperaturas reduzidas.
• 32em IV, se o cabo da frigideira fosse de madeira, provavelmente Mauro não queimaria a mão, pois a madeira tem menor condutibilidade térmica que o ferro.

Os excertos abaixo foram retirados dos livros Torto arado e A alma encantadora das ruas. Neles, podemos observar menções a ondas sonoras. Ela gritava para meu pai, que colhia com as mãos trêmulas ervas nos canteiros próximos à casa, impaciente, transmitindo seu desespero na voz, que se tornou mais aguda, além do olhar espantado. (Torto arado) A voz estava tão fraca que só eu pude escutar o que dizia. (Torto arado) [...] encheram-se de canções, de vozes de violão e de guitarra e, de novo, pelas ruas os realejos, os violinos, as gaitas, recomeçaram o seu triunfo. (A alma encantadora das ruas) Ao lado da máquina, na aglomeração, uma voz de mulher fez de repente: [...]. (A alma encantadora das ruas) Considerando o exposto, é correto afirmar que:

• 01as características da voz “aguda” e “fraca” correspondem, fisicamente, à mesma propriedade do som.
• 02o violão, a guitarra, o violino e a gaita são instrumentos de cordas.
• 04a frequência do som de uma das cordas de um violão depende do comprimento da corda.
• 08o som agudo refere-se à altura do som e diz respeito à amplitude sonora.
• 16em uma mesma sala, um som fraco e um forte têm a mesma velocidade.
• 32os instrumentos de cordas produzem ondas estacionárias, que são criadas por causa dos fenômenos de reflexão e interferência.

O ciclo de Carnot é um modelo teórico idealizado que serve como referência para processos termodinâmicos reversíveis, ou seja, processos que podem ser revertidos sem qualquer aumento na entropia do sistema ou do ambiente. Esse ciclo foi formulado em 1824 por Sadi Carnot e é composto por quatro etapas – duas isotérmicas e duas adiabáticas –, conforme ilustrado abaixo. De acordo com o exposto, é correto afirmar que:

• 01na primeira etapa isotérmica A → B, o sistema realiza trabalho enquanto absorve uma quantidade Q1 de calor de uma fonte térmica à temperatura T1. Nesse estágio, a expansão ocorre de forma tão lenta que o gás permanece em equilíbrio térmico com a fonte de calor.
• 02na etapa B → C, o sistema passa por uma expansão adiabática. Aqui, ele continua a se expandir e realizar o trabalho, mas sem trocar calor com o ambiente. O gás se contrai até que sua temperatura atinja T2, que é menor que T1.
• 04na etapa D → A, o sistema passa por uma compressão adiabática até retornar ao seu estado inicial. Durante esse processo, o sistema realiza trabalho sobre o ambiente, mas há troca de calor.
• 08o rendimento é expresso em termos de temperaturas absolutas T1 e T2 das fontes quentes e frias, respectivamente.
• 16independentemente do sentido do ciclo de Carnot, A → B → C → D → A ou A → D → C → B → A sempre representará uma máquina térmica quente.
• 32a etapa C → D é uma compressão isotérmica durante a qual o sistema cede calor Q2 para uma fonte fria à temperatura T2. O gás é comprimido lentamente, em equilíbrio térmico com a fonte fria.

O excerto abaixo foi retirado do livro Úrsula. Nele, podemos observar a menção ao termo “eletrizado”. O termo usado no texto tem um caráter figurado, relacionado ao estado emocional do mancebo. — Oh! Senhor, por quem sois, deixai-me voltar agora mesmo para ao pé de minha mãe! – e deu um passo; mas esse passo foi vagaroso e trêmulo, e o mancebo eletrizado, encantado por essa cândida timidez, que revelava a mais angelical pureza, correu para ela com indefinível transporte, misturado de amorosa veneração [...]. REIS, Maria Firmina dos. Úrsula. Porto Alegre: Taverna, 2019. p. 37. Na física, tal termo está relacionado ao processo de eletrização de um corpo. Quanto a esse processo, é correto afirmar que:

• 01um corpo eletrizado negativamente significa que ele perdeu uma quantidade de prótons.
• 02um corpo está eletrizado quando existe um desequilíbrio entre seus números de prótons e elétrons.
• 04um corpo eletricamente neutro possui cargas elétricas.
• 08os processos de eletrização são contato, atrito e imantação.
• 16no processo de eletrização por atrito entre dois corpos neutros, um ganha e outro perde elétrons.
• 32no processo de eletrização por contato, os dois corpos envolvidos dividem igualmente suas cargas.

Nos motores contemporâneos movidos a gasolina/álcool e diesel, o combustível é injetado diretamente nos cilindros do motor. A técnica de injeção permite uma localização mais específica e maior volume de combustível. A unidade de injeção de combustível inclui uma seção fixa, formada por um cilindro que aloja uma bobina. Dentro desse cilindro, há uma pequena abertura em que se vê a saída da válvula. Uma mola mantém a haste ferromagnética na posição fechada, bloqueando a abertura de saída. O combustível é armazenado sob alta pressão nessa unidade de injeção, variando entre 2 a 4 atm. Quando um pulso elétrico é aplicado à bobina, um campo magnético é gerado, o que faz com que a haste seja elevada, abrindo as aberturas de saída. Isso permite que o combustível seja liberado e vá diretamente para o cilindro do motor. Todo esse processo ocorre em milésimos de segundo. Figura disponível em: https://cursosonline.mte-thomson.com.br/unit/aula-13-valvula-injetora. Sobre o assunto, é correto afirmar que:

• 01a intensidade do campo magnético gerado na bobina é diretamente proporcional ao número de espiras da bobina.
• 02uma bobina com 60 espiras por metro, no vácuo, cria um campo magnético de $7,2\pi\times10^{-5}$ T quando percorrida por uma corrente de 3,0 A.
• 04o sentido do campo magnético criado no interior da bobina é verificado por meio da regra da mão esquerda.
• 08o sentido da corrente elétrica na bobina é importante para o funcionamento do bico injetor.
• 16se a haste ferromagnética do sistema for substituída por uma haste de alumínio, o sistema continuará funcionando.

O efeito fotoelétrico, uma descoberta fundamental na física moderna, foi explicado de forma abrangente por Albert Einstein em 1905, embora as características relacionadas a esse efeito já tenham sido apresentadas anteriormente. Antes da explicação de Einstein, muitos cientistas, incluindo Heinrich Hertz e Philipp Lenard, realizaram experimentos para entender as especificações de como os elétrons eram emitidos de uma superfície metálica quando expostos à luz. No entanto, essas observações não se alinhavam bem com as teorias clássicas da época, como a teoria ondulatória da luz. Esse trabalho foi inicialmente recebido com certo ceticismo, pois contradizia a visão clássica da física. No entanto, os experimentos subsequentes, particularmente aqueles realizados por Robert Millikan, confirmaram sua compreensão com precisão notável. A explicação do efeito fotoelétrico de Einstein não só confirmou a natureza dual da luz como também localizou os fundamentos da teoria quântica. Em 1921, Einstein foi agraciado com o Prêmio Nobel de Física, não por sua teoria da relatividade, mas sim por sua explicação do efeito fotoelétrico, que tinha implicações profundas tanto para a física teórica quanto para aplicações tecnológicas. Portanto, o efeito fotoelétrico foi um momento decisivo na história da física, pois marcou o início de uma nova era que remodelaria nossa compreensão da realidade em níveis fundamentais. Sobre o efeito fotoelétrico, em que o elétron recebe um quanta de energia, E = h.f, é correto afirmar que:

• 01se essa energia E for maior que a função trabalho Φ, haverá energia suficiente para liberar o elétron com certa energia cinética.
• 02se a frequência f do quanta de energia for maior ou igual à frequência mínima, f ≥ Φ/h, o elétron é arrancado do metal e adquire energia cinética.
• 04se essa energia E for menor que a função trabalho Φ, haverá energia mínima suficiente para liberar o elétron.
• 08para aumentar a energia cinética dos fótons liberados, é necessário aumentar a intensidade da luz incidente.
• 16se essa energia E for exatamente o valor da função trabalho Φ, haverá energia suficiente apenas para liberar o elétron.