FACERES 2013 · Outubro: Física com gabarito e resolução

Q25

Aquecimento de água com dados inconsistentes

Anulada no gabarito fornecido. Disponível para estudo e excluída do desempenho.

Uma massa de 100g de água a 5 ºC de temperatura é aquecida por meio de uma resistência elétrica de imersão de potência 800 W, durante 30 s. Adote o calor sensível da água como 4 J/kg.K. Suponha que todo calor fornecido pela resistência seja absorvida pela água. A temperatura final da água será de:

A)55 ºC

B)65 ºC

C)12 ºC

D)5 ºC

E)7 ºC

Gabarito fornecido · prova azul.

Anulada

Resolução

A questão foi anulada no gabarito fornecido. A energia elétrica entregue seria:

\[Q=Pt=800\cdot30=24000\,J\]

Usando literalmente m = 0,1 kg e c = 4 J/(kg·K):

\[\Delta T=\frac{24000}{0{,}1\cdot4}=60000\,K\]

O modelo de água líquida sem mudança de fase seria inviável. Usando c aproximadamente igual a 4.000 J/(kg·K):

\[\Delta T=60\,K\]

\[T_f=5+60=65\,^\circ C\]

Esse resultado coincide com uma opção, mas exige corrigir o dado impresso. A anulação é preservada; não se presume motivo oficial além da marcação do gabarito.

Q26

Pulso em corda tracionada

Anulada no gabarito fornecido. Disponível para estudo e excluída do desempenho.

Uma corda uniforme de 0,20 kg de massa e 4m de comprimento está tracionada por uma força de 40 N. A velocidade de propagação de um pulso na corda valerá:

A)0,05 m/s

B)1 m/s

C)20 m/s

D)2 m/s

E)50 m/s

Gabarito fornecido · prova azul.

Anulada

Resolução

A questão foi anulada no gabarito fornecido. A densidade linear vale:

\[\mu=\frac{m}{L}=\frac{0{,}20}{4}=0{,}05\,kg/m\]

A velocidade do pulso é:

\[v=\sqrt{\frac{F}{\mu}}\]

\[v=\sqrt{\frac{40}{0{,}05}}\]

\[v\approx28{,}3\,m/s\]

Nenhuma alternativa apresenta esse valor. A resolução registra a inconsistência sem inventar uma correção do enunciado ou o motivo oficial da anulação.

Q27

Natureza eletromagnética da luz

A luz é uma onda:

A)Eletromagnética que sofre atração por outra onda eletromagnética.

B)Mecânica que sofre reflexão e refração, mas não difração.

C)Eletromagnética que sofre reflexão, refração, difração e polarização.

D)Eletromagnética que sofre reflexão e difração, mas não refração.

E)Mecânica que não se propaga no vácuo.

Gabarito fornecido · prova azul.

Resolução

A luz é uma onda eletromagnética e não exige meio material. Pode sofrer reflexão, refração, difração e polarização. A polarização está relacionada às orientações de oscilação do campo elétrico transversal à propagação.

Alternativa correta: C.

Q28

Lançamento horizontal com tempo incompatível

Anulada no gabarito fornecido. Disponível para estudo e excluída do desempenho.

6 28. Uma pedra é lançada horizontalmente de uma altura de 10 metros do solo e, 3,0 s após, toca o solo. Considere a resistência do ar desprezível e a gravidade g = 10 m/s2. O módulo do alcance da pedra desde o ponto em que foi lançada com velocidade inicial de 5 m/s, foi:

A)10 m/s

B)50 m/s

C)15 m/s

D)30 m/s

E)20 m/s

Gabarito fornecido · prova azul.

Anulada

Resolução

A questão foi anulada no gabarito fornecido. Para queda de 10 m, com velocidade vertical inicial nula:

\[h=\frac12gt^2\]

\[t=\sqrt{\frac{2\cdot10}{10}}\approx1{,}41\,s\]

O alcance coerente com essa altura seria:

\[A=5\cdot1{,}41\approx7{,}07\,m\]

Se fosse usado o tempo impresso de 3 s, o alcance seria 15 m, mas a queda seria 45 m. Além disso, as alternativas estão em m/s, unidade de velocidade. Não há conjunto consistente dos dados apresentados.

Q29

Objeto entre foco e vértice do espelho

Um objeto está próximo a um espelho côncavo. As características das imagens formadas no espelho quando o objeto se encontra entre o foco e o vértice do espelho são:

A)Virtual, invertida e maior.

B)Real, invertida e maior.

C)Virtual, direita e menor.

D)Real, invertida e menor.

E)Virtual, direita e maior.

Gabarito fornecido · prova azul.

Resolução

Para objeto entre foco e vértice, os raios refletidos divergem. Seus prolongamentos se encontram atrás do espelho. A imagem é virtual, direita e maior que o objeto. Na convenção de Gauss, f é positivo e p menor que f resulta em p′ negativo.

Alternativa correta: E.

Q30

Pressão absoluta a vinte metros

A pressão, em atm, suportada por uma pessoa a 20 m de profundidade num lago, onde a densidade da água vale 1,0 g/cm3 e a pressão atmosférica 1,0 x 105 N/m2. (Adote g = 10 m/s2) é:

A)1

B)2

C)3

D)5

E)4

Gabarito fornecido · prova azul.

Resolução

A densidade é 1.000 kg/m³.

\[p_{hid}=\rho gh\]

\[p_{hid}=1000\cdot10\cdot20=2\cdot10^5\,Pa\]

Somando a atmosfera:

\[p_{abs}=10^5+2\cdot10^5=3\cdot10^5\,Pa\]

Pela aproximação do enunciado, isso corresponde a 3 atm.

Alternativa correta: C.

Q31

Resistores iguais em paralelo

A corrente elétrica de um circuito vale 10 A e percorre um circuito com duas resistências iguais, associadas em paralelo, de valor 40 Ohms. A d.d.p. necessária para essa situação ocorrer, sabendo que o circuito possui apenas essas resistências é:

A)100 V

B)200 V

C)500 V

D)300 V

E)150 V

Gabarito fornecido · prova azul.

Resolução

Dois resistores de 40 Ω em paralelo equivalem a:

\[R_{eq}=\frac{40}{2}=20\,\Omega\]

A tensão da associação é:

\[U=R_{eq}I\]

\[U=20\cdot10=200\,V\]

Alternativa correta: B.

Q32

Trabalho de um motor

7 32. Para arrastar um corpo de 500 kg entre dois pontos, com movimento uniforme, um motor de potência igual 1 500 W opera durante 80 s. Determine o trabalho motor realizado:

A)120 kJ

B)130 kJ

C)16 kJ

D)140 kJ

E)40 kJ

Gabarito fornecido · prova azul.

Resolução

Para potência constante:

\[W=P\Delta t\]

\[W=1500\cdot80=120000\,J\]

\[W=120\,kJ\]

A massa seria necessária em outra descrição do movimento, mas não nesta conta.

Alternativa correta: A.