FACERES 2012 · Dezembro: Física com gabarito e resolução

Q25

Comunicação a anos-luz

Ressalva na revisão TEF: dados insuficientes ou divergência com o gabarito fornecido. Consulte a resolução. Questão excluída do desempenho.

Chamamos de um ano-luz a distância percorrida po um raio de luz em um ano. A estrela mais próxima d Terra é Alfa-Centauro, que se encontra a aproxima damente 4,5 anos-luz de nós. Admitindo-se que est estrela possui planetas com vida inteligente, qual tempo que se terá que esperar para poder recebe uma resposta de um sinal de rádio enviado da Terra que viaja a mesma velocidade da luz (c = 30000 km/s)?

A)Menos que 2,25 anos.

B)2,25 anos.

C)4,5 anos.

D)9,0 anos.

E)Mais de 9,0 anos.

Gabarito fornecido · prova amarela. Ressalva na revisão TEF; confira a resolução.

Resolução

Ano-luz é unidade de distância. Para uma separação de 4,5 anos-luz:

\[t_{ida}=\frac{4{,}5\,\text{anos-luz}}{c}=4{,}5\,\text{anos}\]

Com resposta imediata, o retorno demanda outro intervalo igual.

\[t_{mín}=4{,}5+4{,}5=9{,}0\,\text{anos}\]

O gabarito fornecido aponta espera maior que nove anos. Isso pressupõe algum atraso de resposta ou outra condição ausente do modelo ideal. A distância também foi dada aproximadamente, não permitindo uma desigualdade estrita. A questão está excluída do desempenho por essa divergência. A marcação histórica é preservada no gabarito, enquanto o cálculo explicita o limite ideal.

Resposta do gabarito fornecido: E.

Q26

Igualdade de velocidades no MRUV

Dois móveis, A e B, realizam movimentos descritos pelas funções horárias, com unidades do SI: $S_A=3t^2+2t+3$ e $S_B=4+6t+t^2$. Esses dois móveis terão a mesma velocidade no instante:

A)0,20 s.

B)0,40 s.

C)0,80 s.

D)1,0 s.

E)2,0 s.

Gabarito fornecido · prova amarela.

Resolução

As funções de velocidade são:

\[v_A=6t+2\]

\[v_B=2t+6\]

Igualando:

\[6t+2=2t+6\]

\[4t=4\]

\[t=1{,}0\,s\]

Alternativa correta: D.

Q27

Conversão de temperatura final

Um estudante, no laboratório, deveria aquecer um certa quantidade de água desde 25 ºC até 70 ºC Depois de iniciada a experiência, ele quebrou o termômetro, graduado na escala Celsius, e teve de continuá-la em outro, graduado na escala Fahre nheit. Em que posição do novo termômetro ele de ve ter parado o aquecimento?

A)102 ºF

B)38 ºF

C)126 ºF

D)158 ºF

E)182 ºF

Gabarito fornecido · prova amarela.

Resolução

A temperatura final desejada é 70 °C.

\[T_F=\frac95T_C+32\]

\[T_F=\frac95\cdot70+32\]

\[T_F=158\,^\circ F\]

Os 25 °C iniciais não alteram a indicação final necessária.

Alternativa correta: D.

Q28

Portadores de carga em metais

Nos metais, as partículas responsáveis pela condução de corrente elétrica são:

A)prótons.

B)elétrons.

C)cátions.

D)ânions.

E)núcleos.

Gabarito fornecido · prova amarela.

Resolução

Em um metal, elétrons de condução podem adquirir movimento de deriva sob ação de um campo elétrico. Os núcleos positivos permanecem vinculados ao retículo, embora vibrem termicamente. A corrente metálica corresponde ao fluxo orientado desses elétrons. Seu sentido de deriva é oposto ao sentido convencional da corrente.

Alternativa correta: B.

Q29

Resistência nominal do chuveiro

Nas especificações de um chuveiro elétrico, lê-se: 2.200 W - 220 V. A resistência interna desse chuveiro é:

A)$10\,\Omega$

B)$12\,\Omega$

C)$100\,\Omega$

D)$22\,\Omega$

E)$15\,\Omega$

Gabarito fornecido · prova amarela.

Resolução

Para o resistor:

\[P=\frac{U^2}{R}\]

\[R=\frac{220^2}{2200}\]

\[R=22\,\Omega\]

Alternativa correta: D.

Q30

Velocidade da luz no vidro

A velocidade da luz no vácuo é c = 3x108 m/s. Um raio de luz atravessa uma lâmina de vidro com 50 mm de espessura e índice de refração igual a 1,5 com velocidade igual a:

A)$1{,}7\cdot10^8\,m/s$

B)$5{,}0\cdot10^8\,m/s$

C)$2{,}0\cdot10^8\,m/s$

D)$1{,}5\cdot10^8\,m/s$

E)$15{,}0\cdot10^6\,m/s$

Gabarito fornecido · prova amarela.

Resolução

Pela definição do índice absoluto:

\[n=\frac{c}{v}\]

\[v=\frac{3\cdot10^8}{1{,}5}\]

\[v=2{,}0\cdot10^8\,m/s\]

Os 50 mm seriam necessários para calcular o tempo de travessia, não a velocidade.

Alternativa correta: C.

Q31

Lente convergente como lupa

7 31 Um objeto real situado entre o foco principal objeto de uma lente convergente e a lente fornece uma imagem:

A)real, invertida e maior que o objeto.

B)virtual, direita e maior que o objeto.

C)virtual, invertida e maior que o objeto.

D)real, direita e menor que o objeto.

E)imprópria.

Gabarito fornecido · prova amarela.

Resolução

Com o objeto dentro da distância focal, os raios emergentes divergem e seus prolongamentos se cruzam no lado do objeto. A imagem é virtual, direita e maior. Pela equação de Gauss, p menor que f positivo produz p′ negativo, coerente com a imagem virtual.

Alternativa correta: B.

Q32

Lei de Lenz

O sentido da corrente elétrica induzida em uma es pira colocada no interior de um campo magnético variável é tal que:

A)tende a contrariar a variação do fluxo magné tico que originou.

B)tende a contrariar o fluxo magnético que a originou.

C)tende a reforçar o fluxo magnético que a or ginou.

D)tende a reforçar a variação do fluxo magnéti co que originou.

E)tende sempre a anular o fluxo magnético que a originou.

Gabarito fornecido · prova amarela.

Resolução

A lei de Faraday-Lenz é:

\[\mathcal E=-\frac{d\Phi_B}{dt}\]

O sinal negativo expressa a oposição à variação de fluxo que originou a corrente. Se o fluxo aumenta, o campo induzido tende a reduzir esse aumento; se diminui, tende a compensar a diminuição. Portanto, não se trata de anular sempre o fluxo existente.

Alternativa correta: A.