Edição: FACERES 2016 · OutubroFísica: questões 25 a 32Fonte: Gabarito separado fornecido na pasta de origem. Organização por mês de aplicação, sem presumir o ano de ingresso.
Q25
Análise dimensional dos coeficientes do MRUV
Considere a função horária $S=A+Bt+Ct^2$, em que S é a posição em metros e t o tempo em segundos. A grandeza D dada pela expressão $D=ABCt^2$ tem unidade de medida de:
A)espaço.
B)velocidade.
C)aceleração.
D)pressão.
E)vazão.
Gabarito fornecido · prova amarela.
E
Resolução
Na função S = A + Bt + Ct², todos os termos têm dimensão de comprimento.
\[[A]=L\]
\[[B]=LT^{-1}\]
\[[C]=LT^{-2}\]
Como D = ABCt²:
\[[D]=L\cdot LT^{-1}\cdot LT^{-2}\cdot T^2\]
\[[D]=L^3T^{-1}\]
Essa dimensão corresponde a vazão volumétrica, com unidade SI m³/s.
Alternativa correta: E.
Q26
Velocidade ideal em curva sobrelevada
Um carro de 1.734 kg percorre a 68 km/h uma curva de raio 100 m, inclinada de um ângulo θ com a horizontal, com tan θ = 0,4. A é a borda externa e B a borda interna. Use g = 10 m/s². Ao passar por uma extensa mancha de óleo que praticamente elimina o atrito entre pneus e pista, é correto afirmar que:
A)o carro encontra-se abaixo da velocidade ideal para essa curva e o veículo tende a escorregar para dentro da curva (de A para B).
B)o carro encontra-se acima da velocidade ideal para essa curva e o veículo tende a escorregar para fora da curva (de B para A).
C)o carro encontra-se na exata velocidade ideal e não há tendência de escorregamento do veículo.
D)a resultante das forças que atuam no veículo é nula.
E)a velocidade ideal para a curva em questão pode variar em função da massa do veículo.
Gabarito fornecido · prova amarela.
A
Resolução
Sem atrito, a normal deve fornecer a componente centrípeta e equilibrar o peso verticalmente.
\[\tan\theta=\frac{v_{ideal}^2}{rg}\]
\[v_{ideal}=\sqrt{100\cdot10\cdot0{,}4}\]
\[v_{ideal}=20\,m/s=72\,km/h\]
O carro está a 68 km/h, abaixo da velocidade ideal. Na ausência de atrito, tende a escorregar para a parte interna e mais baixa da curva, de A para B.
Alternativa correta: A.
Q27
Escala da força gravitacional
Na Lei da Gravitação Universal, Sir Isaac Newton concluiu que: “Dois pontos materiais atraem-se mutuamente com forças que têm a direção da reta que os une e cujas intensidades são diretamente proporcionais ao produto de suas massas e inversamente proporcionais ao quadrado da distância que os separa.” Sejam dois corpos M e m, cujos centros encontram-se a uma distância d, atraindo-se mutuamente com força gravitacional de intensidade F. Dobrando-se os valores de ambos os corpos e triplicando a distância entre seus centros, a nova intensidade da força gravitacional será:
A)$2F/3$
B)$4F/3$
C)$4F/9$
D)$2F/9$
E)$9F/2$
Gabarito fornecido · prova amarela.
C
Resolução
Inicialmente:
\[F=G\frac{Mm}{d^2}\]
Depois das alterações:
\[F'=G\frac{(2M)(2m)}{(3d)^2}\]
\[F'=\frac49F\]
Alternativa correta: C.
Q28
Flutuação e volume submerso
Uma esfera de densidade absoluta 3 / 9,0 cm g dE = flutua em água cuja densidade é 3 / 0,1 cm g d ÁGUA = . Sabendo que o seu volume e seu peso são, respectivamente, 900 cm³ e 8,1 N, assinale a alternativa correta.
A)a esfera flutua com metade do seu volume submerso e a intensidade do empuxo da água sobre a esfera deve ser maior que 8,1 N.
B)o volume submerso da esfera é 810 cm³ e a intensidade do empuxo é maior que 8,1 N.
C)o volume submerso da esfera é 810 cm³ e a intensidade do empuxo é menor que 8,1 N.
D)o volume submerso da esfera é 810 cm³ e a intensidade do empuxo é igual ao peso da esfera.
E)é impossível afirmar que um corpo com a densidade apresentada flutue em água.
Gabarito fornecido · prova amarela.
D
Resolução
A fração submersa é:
\[\frac{V_i}{V}=\frac{\rho_e}{\rho_a}=0{,}9\]
Logo:
\[V_i=0{,}9\cdot900=810\,cm^3\]
Como a esfera está em equilíbrio, o empuxo tem o mesmo módulo que o peso informado.
\[E=P=8{,}1\,N\]
Alternativa correta: D.
Q29
Curva característica de um gerador
O gráfico que segue representa a diferença de potencial U medida em Volts em função da intensidade da corrente elétrica i em ampère de um elemento de um determinado circuito elétrico. De acordo com as características do gráfico é correto afirmar que o elemento é:
A)um resistor ôhmico de resistência Ω = 0,2 R .
B)um gerador de resistência interna Ω = 0,2 r .
C)um resistor não ôhmico.
D)um gerador de resistência interna Ω = 0,4 r .
E)um receptor de resistência interna Ω = 0,4 r .
Gabarito fornecido · prova amarela.
B
Resolução
A característica de um gerador real é:
\[U=\mathcal E-ri\]
A tensão diminui quando a corrente aumenta. A inclinação do gráfico fornecido tem módulo de 2,0 V/A.
Trata-se de um gerador de resistência interna 2,0 Ω. O intercepto em U corresponde à força eletromotriz.
Alternativa correta: B.
Q30
Equilíbrio entre esferas de raios diferentes
Uma esfera condutora A, isolada, tem carga de 3,0 μC. Outra esfera B, também isolada e distante de A, está neutra e possui volume oito vezes maior. Um longo fio condutor liga as esferas e só é retirado após o equilíbrio eletrostático. Admita conservação da carga total e que o fio não acumula carga. Quais as cargas finais de A e B, respectivamente?
A)1,0 μC e 2,0 μC.
B)2,0 μC e 1,0 μC.
C)0,33 μC e 2,7 μC.
D)2,7 μC e 0,33 μC.
E)1,5 μC e 1,5 μC.
Gabarito fornecido · prova amarela.
A
Resolução
Como o volume de B é oito vezes o de A:
\[R_B=2R_A\]
No equilíbrio eletrostático das esferas distantes:
\[\frac{Q_A'}{R_A}=\frac{Q_B'}{R_B}\]
\[Q_B'=2Q_A'\]
A carga total conservada é 3,0 μC.
\[Q_A'+Q_B'=3{,}0\,\mu C\]
\[3Q_A'=3{,}0\,\mu C\]
\[Q_A'=1{,}0\,\mu C\]
\[Q_B'=2{,}0\,\mu C\]
Alternativa correta: A.
Q31
Período de pêndulo simples
O período de um pêndulo simples em pequenas oscilações é $T=2\pi\sqrt{L/g}$. Para comprimento L = 4,0 m, g = 10 m/s² e π² ≈ 10, qual valor mais se aproxima de seu período?
A)6,0 segundos.
B)5,0 segundos.
C)4,0 segundos.
D)3,0 segundos.
E)2,0 segundos.
Gabarito fornecido · prova amarela.
C
Resolução
Para pequenas oscilações:
\[T=2\pi\sqrt{\frac Lg}\]
Elevando ao quadrado e usando π² ≈ 10:
\[T^2=4\pi^2\frac4{10}\]
\[T^2\approx16\,s^2\]
\[T\approx4{,}0\,s\]
Alternativa correta: C.
Q32
Reverberação, reforço e eco
Para mais uma apresentação, um grupo musical chega com horas de antecedência para conhecer o auditório onde irá se apresentar. Uma de suas preocupações é a acústica do local e sabem que, para que seja boa, não deve ocorrer excesso nem carência de reverberação. Para solucionar tal questão é necessário que haja equilíbrio entre as superfícies lisas que refletem o som e as superfícies forradas que o absorvem. Sobre o problema comumente discutido por músicos ou técnicos de som, assinale a alternativa correta.
A)Reverberação do som ocorre quando a diferença entre o instante de recebimento do som refletido e o instante do som direto é praticamente nula. O ouvinte recebe maior quantidade de energia e, como consequência, um som mais intenso.
B)Reverberação ocorre quando os dois sons, direto e refletido, são recebidos num intervalo de tempo superior a 0,1 segundo. Nesse caso, os sons são distintamente percebidos.
C)Reverberação é a variação aparente da frequência do som recebido pelo ouvinte devido ao movimento relativo entre a fonte sonora e o ouvinte.
D)Reverberação é a superposição de ondas sonoras com frequências ligeiramente diferentes. O que se ouve é uma flutuação periódica da intensidade do som resultante.
E)Reverberação do som ocorre quando a diferença entre o instante de recebimento do som refletido e o instante de recebimento do som direto é pouco inferior a 0,1 s. Para o ouvinte há uma sensação de prolongamento do som.
Gabarito fornecido · prova amarela.
E
Resolução
O enunciado usa a classificação escolar aproximada de persistência auditiva de 0,1 s. Reflexões com atraso inferior a esse limite podem prolongar a percepção do som sem serem ouvidas como um eco separado. Essa é a descrição pretendida de reverberação.
Atraso suficientemente grande permite distinguir o eco. Alteração aparente de frequência por movimento relativo é efeito Doppler. Flutuação de intensidade por frequências próximas é batimento. Na acústica real, reverberação envolve múltiplas reflexões e decaimento no tempo, não um limiar universal exato de 0,1 s.
