FATEC 2020.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Questões de Física do Vestibular das Fatecs para o 1º semestre de 2020, aplicado em 8 de dezembro de 2019, com gabarito oficial e resolução comentada.

Q4
Fisica geral — Grandezas e unidades — Energia e massa de açúcar por jornada

Atualmente, o cultivo da cana-de-açúcar está mais mecanizado. Porém, até 2005, o Instituto de Economia Agrícola (IEA) informava que um único boia-fria cortava cerca de 9 toneladas de cana em uma jornada aproximada de 12 horas de trabalho por dia. Além disso, o International Sugar Journal mensura que 1 tonelada de cana de açúcar gera aproximadamente 1,7 Gcal de energia e rende, em média, 150 kg de açúcar.

Com as informações fornecidas, podemos concluir, corretamente que, na jornada de um dia de trabalho, um boia-fria contribuía até 2005 com uma produção de energia e uma massa de açúcar, aproximada e respectivamente, de

A)1,3 Gcal/h e 1 350 kg
B)1,3 Gcal/h e 150 kg
C)1,7 Gcal/h e 135 kg
D)1,7 Gcal/h e 150 kg
E)1,7 Gcal/h e 1 350 kg

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

A
Resolução comentada

Energia na jornada: $9\,\text{t}\times1{,}7\,\text{Gcal/t}=15{,}3\,\text{Gcal}$ em $12\,\text{h}$.

Taxa de energia: $\dfrac{15{,}3}{12}=1{,}275\approx1{,}3\,\text{Gcal/h}$.

Massa de açúcar: $9\,\text{t}\times150\,\text{kg/t}=1\,350\,\text{kg}$.

Q35
Mecânica — Cinemática — Gráfico v × t de um paraquedista

Considere o gráfico de velocidade vertical por tempo

Gráfico de velocidade por tempo: a velocidade cresce de zero até V1, permanece constante em V1, diminui até V2, permanece constante em V2 e cai a zero

Considerando-se um sistema de referência ideal orientado de cima para baixo, podemos associar o gráfico ao movimento aproximado de

A)um balão com gás hélio solto das mãos de uma criança em pé no chão.
B)um foguete, alçando voo a partir de um lançamento no solo.
C)uma fruta, caindo de uma árvore direto ao solo.
D)um paraquedista, saindo de uma aeronave, a qual está com velocidade vertical nula, até chegar ao solo.
E)uma águia de bico amarelo em seu sobrevoo, atacando uma presa posicionada próxima à superfície do oceano.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

D
Resolução comentada

O eixo está orientado para baixo, então velocidade positiva significa descer. O gráfico parte de zero (aeronave com velocidade vertical nula), cresce, e depois fica constante em $V_1$, quando a resistência do ar equilibra o peso.

Em seguida a velocidade cai para um valor menor e constante, $V_2$, como ocorre quando o paraquedas se abre e a resistência do ar aumenta, e por fim cai a zero, na chegada ao solo.

Um balão de hélio sobe e a velocidade seria negativa neste referencial. Um foguete também sobe. Uma fruta em queda teria aceleração praticamente constante até o impacto, sem os patamares. A águia atacando a presa não teria uma sequência de duas velocidades constantes seguida de repouso.

Q36
Mecânica — Dinâmica do movimento circular — Força centrípeta no cabo de um tether

O tether consiste em dois objetos fixos nas duas extremidades de um cabo. A pesquisadora brasileira Alessandra F. S. Ferreira, da Unesp de Guaratinguetá (SP), foi agraciada com o prêmio Mario Grossi no evento internacional Tether in Space 2019 (em Madrid). Em seu estudo, ela propôs a aplicação de um cabo fino e rígido de 100 km de comprimento com uma ponta ancorada na superfície de um corpo celeste, como um asteroide por exemplo. A outra ponta estará ancorada em um veículo espacial, conforme apresentado na figura. Assim, a técnica poderá ser utilizada para economizar energia e aumentar o impulso em viagens espaciais mais longas.

Espaçonave em órbita circular em torno de um asteroide, ligada a ele por um cabo, com velocidade tangencial de módulo 28 800 km/h

Obs.: Imagem fora de escala.

Uma espaçonave de 100 toneladas, navegando a uma velocidade tangencial aproximada de 28,8 mil km/h, acopla-se ao cabo citado de 100 km de extensão ancorado em um asteroide (considerado aqui como um ponto material em repouso).

Assumindo que a massa do cabo seja desprezível em relação ao sistema, podemos afirmar, corretamente, que a força centrípeta aplicada na extremidade do cabo ligada ao veículo espacial, em newtons, é

Lembre-se de que $a_c=\dfrac{V^2}{R}$

A)$6{,}4\times10^{7}$
B)$6{,}4\times10^{5}$
C)$6{,}4\times10^{3}$
D)$8{,}3\times10^{4}$
E)$8{,}3\times10^{6}$

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

A
Resolução comentada

Conversões: $V=28\,800\,\text{km/h}=8\,000\,\text{m/s}$, $R=100\,\text{km}=1{,}0\times10^{5}\,\text{m}$ e $m=100\,\text{t}=1{,}0\times10^{5}\,\text{kg}$.

$$a_c=\frac{V^2}{R}=\frac{(8\,000)^2}{1{,}0\times10^{5}}=640\,\text{m/s}^2$$

A tração no cabo é a força centrípeta:

$$F_c=m\,a_c=1{,}0\times10^{5}\cdot640=6{,}4\times10^{7}\,\text{N}$$

Q37
Astronomia — Eclipses — Posições relativas no eclipse solar

Em 2019 comemora-se, em todo o mundo, o centenário das observações astronômicas realizadas na cidade de Sobral (CE), durante o eclipse solar de 29 de maio de 1919. As medidas da deflexão da luz decorrentes das estrelas na borda do Sol constituíram uma prova fundamental para a confirmação da Teoria da Relatividade Geral do físico Albert Einstein.

<http://tinyurl.com/y2rn2ptp>. Acesso em: 10.10.2019. Adaptado.

Sobre o eclipse referido, é correto afirmar que

A)as regiões de eclipse solar total comprovam a Terra ser plana e as de eclipse solar parcial a Lua ser esférica.
B)as regiões de eclipse solar total equivalem às penumbras e as de eclipse solar parcial, às sombras.
C)a Terra se coloca entre o Sol e a Lua, projetando, assim, a sombra da Terra na Lua.
D)o Sol se coloca entre a Terra e a Lua, projetando, assim, a sombra do Sol na Terra.
E)a Lua se coloca entre o Sol e a Terra, projetando, assim, a sombra da Lua na Terra.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

E
Resolução comentada

No eclipse solar, a Lua está entre o Sol e a Terra e projeta sua sombra sobre uma região da Terra. Nessa região o eclipse é total, e nas regiões atingidas só pela penumbra o eclipse é parcial.

Quando é a Terra que fica entre o Sol e a Lua e projeta sua sombra, tem-se o eclipse lunar. O Sol nunca fica entre a Terra e a Lua nesse fenômeno, e as regiões de eclipse total não provam o formato da Terra.

Q38
Física moderna — Relatividade restrita — Efeitos a velocidades próximas à da luz

Na Teoria da Relatividade Restrita de Einstein, dois conceitos estudados referem-se ao fato de que, ao considerar um objeto propagando-se à velocidade da luz, podemos verificar

A)a dilatação do tempo e a dilatação do comprimento.
B)a contração do tempo e a dilatação do comprimento.
C)a dilatação do tempo e a contração do comprimento.
D)a dilatação do tempo sem contração do comprimento.
E)a contração do tempo sem contração do comprimento.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

C
Resolução comentada

Para um observador em relação ao qual o objeto se move com velocidade próxima à da luz, o tempo do objeto transcorre mais devagar (dilatação do tempo) e seu comprimento na direção do movimento fica menor (contração do comprimento).

As demais alternativas trocam um dos dois efeitos, ou eliminam a contração do comprimento, o que contraria a teoria.

Q39
Termologia — Termometria — Taxa de variação de temperatura do pre-cooler

Recentemente, uma empresa britânica apresentou um protótipo de um motor a jato hipersônico que permitirá às aeronaves comerciais voarem a uma velocidade muito acima da velocidade do som, fazendo com que uma viagem de São Paulo à Austrália dure, aproximadamente, 4 horas (atualmente essa viagem dura cerca de 24 horas).

Isso só é possível devido ao fato de o motor ser alimentado por uma mistura de hidrogênio e oxigênio. Esse motor “suga” o ar à sua frente fazendo com que os gases, antes de entrarem no combustor, sejam resfriados por um sistema denominado pre-cooler. Esse dispositivo consegue resfriar os gases variando a temperatura $1\,000\,\text{K}$ em cerca de $50\,\text{ms}$. Assim, ele aumenta a eficiência de combustível.

Com base nessas informações, podemos afirmar que a taxa de variação de resfriamento térmico, em ${}^{\circ}\text{C/s}$, é

A)25 460
B)20 000
C)2 546
D)2 000
E)250

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

B
Resolução comentada

A escala kelvin e a Celsius têm a mesma divisão, então uma variação de $1\,000\,\text{K}$ equivale a uma variação de $1\,000\,{}^{\circ}\text{C}$.

Com $\Delta t=50\,\text{ms}=0{,}050\,\text{s}$:

$$\frac{\Delta\theta}{\Delta t}=\frac{1\,000}{0{,}050}=20\,000\,{}^{\circ}\text{C/s}$$

↑ Voltar ao topo