FATEC 2015.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Questões de Física do Vestibular das Fatecs para o 1º semestre de 2015, aplicado em 14 de dezembro de 2014, com gabarito oficial e resolução comentada.

Q3
Eletricidade — Corrente contínua e alternada — Tipo de corrente elétrica em dispositivos vestíveis

As tecnologias vestíveis digitais estão sendo incorporadas em mais e mais produtos que usamos no nosso cotidiano. Entre tantos, podemos citar exoesqueletos, relógios e óculos “inteligentes”, pulseiras fitness, lentes de contato para diabéticos, luvas de composição musical e realidade aumentada, unhas postiças eletrônicas, cílios postiços condutivos, sapatilhas de corrida eletrônicas e tatuagens digitais.

Em virtude dessa crescente oferta, observa-se o acréscimo significativo de adeptos, comprovado pelo surgimento de revistas, congressos, conferências e exposições especializados sobre o tema. Enfim, uma revolução no modo de vida das pessoas.

Três fotografias: um homem com óculos de realidade virtual e fones, uma lente de contato eletrônica e pulseiras fitness ao redor de um smartphone

(1) <http://www.wearabledevices.com/devices/> Acesso em: 05.08.2014. Originais coloridos. (2) <http://tinyurl.com/oglobo-vestiveis> Acesso em: 05.08.2014. Original colorido.

A maioria desses dispositivos portáteis necessita de energia elétrica, geralmente oriunda de pilhas ou baterias internas recarregáveis. Esses dispositivos funcionam, basicamente, graças à corrente elétrica

A)alternada.
B)contínua.
C)residual.
D)de fuga.
E)protônica.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

B
Resolução comentada

Pilhas e baterias mantêm uma diferença de potencial constante e fazem as cargas se moverem sempre no mesmo sentido: é a corrente contínua. A corrente alternada é a das tomadas domésticas, que inverte o sentido periodicamente.

Corrente “de fuga” e “residual” são correntes indesejadas que escapam de um circuito, e “corrente protônica” não é o modo de funcionamento de dispositivos eletrônicos comuns.

Q35
Mecânica — Energia cinética e potencial — Equivalência entre a energia de um choque e uma queda

Um motorista imprudente, ao dirigir um veículo popular de massa total (veículo + motorista) igual a 2 toneladas, recebe uma mensagem em seu celular e choca-se a 36 km/h com um poste de massa considerada infinita.

Podemos afirmar que a energia liberada nesse choque equivale à energia liberada pela queda de uma pessoa de 100 kg de massa do topo de um edifício de, aproximadamente,

Considere: aceleração gravitacional $g=10\,\text{m/s}^2$; altura de cada andar do edifício $h=3$ metros.

A)3 andares.
B)6 andares.
C)11 andares.
D)22 andares.
E)33 andares.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

E
Resolução comentada

Massa do carro $2\,\text{t}=2\,000\,\text{kg}$ e velocidade $36\,\text{km/h}=10\,\text{m/s}$:

$$E_c=\frac{m\,v^{2}}{2}=\frac{2\,000\cdot10^{2}}{2}=1{,}0\times10^{5}\,\text{J}$$

Igualando à energia potencial da pessoa de $100\,\text{kg}$: $m\,g\,H=1{,}0\times10^{5}$, logo

$$H=\frac{1{,}0\times10^{5}}{100\cdot10}=100\,\text{m}$$

Número de andares: $\dfrac{100}{3}\approx33$.

Q36
Mecânica — Cinemática escalar — Horário de chegada pelo aplicativo de trânsito

O aplicativo Waze, instalado em tablets e smartphones, tem sido usado com frequência para auxiliar os motoristas a “fugirem” do trânsito pesado das grandes cidades. Esse aplicativo consegue apresentar ao usuário uma boa rota alternativa e o tempo estimado para chegada ao destino, baseando-se tão somente nas distâncias e velocidades médias dos diversos usuários nessas rotas.

Suponha que um candidato da FATEC saia de casa às 11 h 10 min. Ele se dirige ao local de realização da prova, iniciando pelo trecho A, de 18 km, e finalizando pelo trecho B, de 3 km, às velocidades médias apresentadas na tela do aplicativo (conforme a figura).

Tela do aplicativo com o trecho A de 18 km a 20 km/h e o trecho B de 3 km a 5 km/h

Figura fora de escala.

É correto afirmar que a hora estimada para chegada ao destino é

A)11 h 40 min.
B)12 h 10 min.
C)12 h 40 min.
D)13 h 10 min.
E)13 h 25 min.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

C
Resolução comentada

Trecho A: $\Delta t_A=\dfrac{18}{20}=0{,}9\,\text{h}=54\,\text{min}$. Trecho B: $\Delta t_B=\dfrac{3}{5}=0{,}6\,\text{h}=36\,\text{min}$.

Tempo total: $54+36=90\,\text{min}=1\,\text{h}\,30\,\text{min}$. Saindo às $11\,\text{h}\,10\,\text{min}$, a chegada estimada é às $12\,\text{h}\,40\,\text{min}$.

Q37
Física Moderna — Fontes de energia — Fonte de energia inicial em uma colônia em Marte

O projeto Mars One pretende colonizar o planeta Marte até 2018. Para tanto, já fez uma pré-seleção de 1 058 pessoas, inclusive do Brasil, para uma viagem de aproximadamente sete meses, somente de ida. O desafio consistirá em viver e trabalhar em habitats especiais e devidamente projetados, cultivando o próprio alimento, buscando água e gelo no solo e fontes de energia alternativas para geração de eletricidade, além da previamente estabelecida.

A escolha da energia a ser utilizada inicialmente foi a que despendesse o menor trabalho no transporte de seu equipamento até o planeta e consequente montagem no local.

Assim sendo, é correto afirmar que a fonte de energia que será inicialmente utilizada é a

A)solar, em virtude da incidência de raios solares na superfície do planeta.
B)eólica, em virtude da incidência de ventos solares que atingem o planeta.
C)nuclear, pela facilidade de montagem, duração e segurança de manutenção.
D)termoelétrica, pela queima dos combustíveis fósseis encontrados nas escavações.
E)hídrica, pela extração e canalização das reservas de água e gelo no subsolo marciano.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

A
Resolução comentada

O critério é o menor trabalho de transporte e montagem. Painéis solares são leves e simples de instalar, e a radiação solar chega à superfície marciana; esta é a opção que melhor atende ao critério.

As demais opções falham: o vento solar são partículas e não movem turbinas eólicas; uma usina nuclear é pesada e complexa de montar; não há combustíveis fósseis para queimar em Marte; e a água e o gelo do subsolo exigem extração e canalização, o que é muito trabalhoso para uma fase inicial.

Q38
Óptica — Lentes esféricas — Classificação da imagem direita e ampliada de um sistema de lentes

Uma das montagens instaladas no Museu de Ciências de Londres é um jogo de quatro lentes, convergentes e divergentes, com diâmetro aproximado de 30 cm cada, fixadas e distribuídas ao longo de um tubo com 2 m de extensão. O visitante pode movimentá-las livremente, colocando-as numa posição qualquer desejada ao longo desse tubo (Figura 1), fazendo com que gere uma imagem “fantasmagórica” (Figura 2).

Figura 1: o tubo com as lentes; Figura 2: a imagem de um rosto; Figura 3: esquema com Curiosildo e Maria nas extremidades do tubo, com as lentes entre eles

Certa vez, o visitante Curiosildo posicionou as lentes de tal forma que, ao olhar através delas pelo outro lado da montagem (Figura 3), a sua amiga Maria conseguiu ver a imagem do rosto do amigo em posição direita e ampliada.

Assim, é correto afirmar que a imagem formada é classificada como

A)real.
B)virtual.
C)imprópria.
D)indefinida.
E)reduzida.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

B
Resolução comentada

Uma imagem direita e ampliada, vista olhando diretamente através do sistema de lentes, é uma imagem virtual: ela se forma pelo prolongamento dos raios (como em uma lupa) e não pode ser projetada em um anteparo. Uma imagem real seria invertida em relação ao objeto.

A imagem foi descrita como ampliada, então não é reduzida; “imprópria” designa a imagem formada no infinito, e “indefinida” não corresponde a uma classificação de imagem.

Q39
Termologia — Termometria — Conversão de 50 °C para Fahrenheit

Durante uma corrida de Formula Indy ou de Fórmula 1, os pilotos ficam sujeitos a um microambiente quente no cockpit que chega a atingir 50 °C, gerado por diversas fontes de calor (do Sol, do motor, do terreno, do metabolismo cerebral, da atividade muscular etc.). Essa temperatura está muito acima da temperatura corporal média tolerável, por isso, eles devem se manter sempre com bom condicionamento físico.

As corridas de Fórmula Indy são mais tradicionais nos EUA, onde se adota a leitura da temperatura na escala Fahrenheit.

Baseado nas informações apresentadas no texto, é correto afirmar que a temperatura do cockpit que um carro de Fórmula Indy chega a atingir durante a corrida, em grau Fahrenheit, é

Dados: temperatura de fusão do gelo = 32 °F; temperatura de ebulição da água = 212 °F.

A)32.
B)50.
C)82.
D)122.
E)212.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

D
Resolução comentada

Entre os pontos fixos, a razão entre os intervalos é: $\dfrac{C-0}{100-0}=\dfrac{F-32}{212-32}$, ou seja, $\dfrac{C}{100}=\dfrac{F-32}{180}$.

Com $C=50$: $\dfrac{50}{100}=\dfrac{F-32}{180}\Rightarrow F-32=90$, logo

$$F=122\,{}^{\circ}\text{F}$$

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