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FATEC 2024.1

Questões com conteúdo de Física do Vestibular FATEC 1º semestre de 2024, aplicado em 7 de janeiro de 2024, com gabarito oficial e resolução comentada.

Critério editorial: o gabarito oficial classifica Q19, Q32, Q41, Q45 e Q46 como Física. As questões Q04, Q18 e Q49 aparecem como Multidisciplinares, mas foram mantidas por cobrarem diretamente grandezas físicas, ano-luz e cinemática.
Q04
GRANDEZAS FÍSICAS — VELOCIDADE, PRESSÃO E VARIAÇÃO PERCENTUAL

O atlatl é um artefato manual asteca que encaixa na parte traseira de uma lança e pode impulsioná-la a uma velocidade de $150\text{ km/h}$, além de fazê-la gerar uma pressão que chega a $75\text{ kgf/cm}^2$ em seu alvo.

Trata-se de uma estrutura capaz de intensificar o arremesso da lança por seu usuário, tornando-a mais letal que um leão e mais veloz que um guepardo, uma vez que a pressão da mordida de um leão gera $50\text{ kgf/cm}^2$ e que um guepardo, perseguindo uma presa, chega a $130\text{ km/h}$.

Fonte dos dados: Revista Super Interessante, edição 453, julho 2023, p. 5.

Ao ler o texto, é correto afirmar que o atlatl provavelmente poderia ser encontrado em sítios arqueológicos localizados na região do atual I, que se situa no hemisfério II, dado ser esta a região habitada pela civilização referida no texto, antes da chegada de Cristóvão Colombo ao continente americano em 1492. Além disso, esse artefato intensifica o arremesso da lança por seu usuário em cerca de III% no que se refere à IV do felino.

Assinale a alternativa que completa corretamente os espaços numerados.

IIIIIIIV
A)MéxicoNorte15velocidade
B)PeruNorte15velocidade
C)MéxicoSul25velocidade
D)PeruSul25pressão
E)MéxicoNorte15pressão

Gabarito oficial

A
Classificação oficial: Multidisciplinar.
Resolução comentada

Os astecas ocuparam a região do atual México, localizada no Hemisfério Norte.

Quanto ao dado físico, a comparação é entre as velocidades da lança e do guepardo. O aumento percentual é

$\dfrac{150-130}{130}\times100\%\approx15{,}4\%\approx15\%$.

Assim, os termos corretos são México, Norte, 15 e velocidade.

Q18
FÍSICA MODERNA — ANO-LUZ COMO UNIDADE DE DISTÂNCIA

Leia a tirinha.

Tirinha CIENTIRINHAS com letras de músicas contendo referências científicas, incluindo a expressão light-years

Analisando a linguagem verbal e não verbal da tirinha, é correto afirmar que a frustração da personagem,

A)no segundo quadrinho, é gerada pela referência a um conceito geográfico incorreto, pois dinossauros e homens ocuparam regiões diferentes no período Cambriano.
B)no segundo quadrinho, é resultado de uma análise incorreta da História, pois os humanos domesticaram pequenas espécies de dinossauros durante o período Cretáceo.
C)no terceiro quadrinho, resulta de um erro gramatical, já que a expressão “light-years”, como metáfora, deveria apresentar-se grafada entre aspas.
D)no terceiro quadrinho, refere-se ao uso da unidade de medida “ano-luz”, que designa distância e não tempo, como no contexto apresentado.
E)no quarto quadrinho, procede do equívoco presente na letra da canção a qual ignora ser a velocidade da luz menor que a do som.

Gabarito oficial

D
Classificação oficial: Multidisciplinar.
Resolução comentada

O ano-luz é uma unidade de distância: corresponde à distância percorrida pela luz no vácuo durante um ano.

No terceiro quadrinho, a expressão “a couple of light-years ago” usa anos-luz com sentido temporal, o que motiva a frustração da personagem.

Q19
FÍSICA MODERNA — CÁLCULO DO ANO-LUZ

A expressão “anos-luz” é utilizada em muitas representações artísticas, de tirinhas a quadros, de músicas a poemas entre outras. Entretanto, qual é, realmente, o valor aproximado de 1 ano-luz?

Adote: velocidade da luz $c=3{,}0\times10^8\text{ m/s}$ e $1\text{ ano}=3{,}2\times10^7\text{ s}$.

Podemos afirmar que a resposta correta a essa pergunta é, aproximadamente,

A)$1{,}0\times10^9\text{ m/s}$.
B)$1{,}1\times10^{11}\text{ s}$.
C)$2{,}6\times10^{12}\text{ s}$.
D)$6{,}1\times10^{13}\text{ m}$.
E)$9{,}6\times10^{15}\text{ m}$.

Gabarito oficial

E
Resolução comentada

A distância percorrida pela luz em um ano é

$d=ct=(3{,}0\times10^8)(3{,}2\times10^7)$.

$d=9{,}6\times10^{15}\text{ m}$.

Q32
ONDULATÓRIA — FREQUÊNCIA, PERÍODO E ALTURA MUSICAL

As notas musicais são uma convenção, tal como as conhecemos, atribuídas ao monge italiano Guido D’Arezzo (992–1050).

Antes de iniciar uma apresentação, uma orquestra precisa ter todos os instrumentos afinados em uma mesma nota. Quem comanda essa afinação é o spalla (ajudante do Maestro), geralmente o 1º violinista. Para isso, ele toca o seu instrumento na nota musical que “guia” a peça a ser apresentada.

Em uma certa apresentação, o spalla tocou, como nota de referência de afinação, a mais aguda dentre as que estão representadas no gráfico.

Gráfico de frequência em função do período para as notas Lá, Sol, Fá, Mi e Ré

Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a nota tocada.

A)
B)Mi
C)
D)Sol
E)

Gabarito oficial

E
Resolução comentada

A altura de um som aumenta com a frequência: quanto maior a frequência, mais agudo é o som.

No gráfico, a nota apresenta a maior frequência entre as cinco notas mostradas e, coerentemente, o menor período.

Q41
ELETRODINÂMICA — ENERGIA E POTÊNCIA ELÉTRICA

NFT X Sustentabilidade

Bens não fungíveis são aqueles cujo valor é variável e não é considerado fixo, como, por exemplo, obras de arte.

NFT (Non-Fungible Token ou Token Não Fungível) é uma espécie de “certificação digital” que usa a tecnologia de entrelaçamento pela criptografia blockchain como elemento validador para bens não fungíveis. Essa tecnologia visa definir a originalidade, a autenticidade e a exclusividade de um bem digital.

Apesar do avanço que essa tecnologia representa, em 2021, a Universidade de Cambridge publicou um artigo alertando que, em virtude da constante mineração de dados executada por vários computadores potentes conectados simultaneamente à internet, o consumo de energia provocado pelo blockchain, em 1 ano, pode ser até maior do que o consumo anual de um país como a Argentina (cerca de $120\times10^9\text{ kWh}$). Por exemplo, em apenas uma hora, a principal operadora de NFT/blockchain atualmente chega a consumir $50\text{ kWh}$ de energia por uma transação realizada. Além do mais, podem ocorrer milhares dessas transações por dia.

Para manter essas operações em funcionamento, geralmente os equipamentos são conectados em rede de energia que gera impacto ambiental. É o caso da produção de energia por hidrelétricas, cujo movimento das turbinas aquece a água, que é dissipada, parcialmente, por evaporação, mas também é devolvida para os rios. O ponto crucial é que a liberação dessas águas mais quentes pode acabar com a vida próxima, podendo provocar problemas na flora e na fauna ao redor desses rios.

De acordo com as informações apresentadas no texto, podemos afirmar corretamente que

A)a mineração de dados consome muita energia devido às jazidas de minério.
B)a NFT é uma tecnologia que envolve apenas conceitos de eletrônica quântica.
C)a Argentina consome, em kWh/ano, o equivalente a 120 milhões de kWh de energia.
D)a principal operadora de blockchain citada consome muito menos energia do que a Argentina.
E)a principal operadora de NFT pode usar, por cada transação, em 1 h, até 50 000 W de potência.

Gabarito oficial

E
Resolução comentada

Potência é a razão entre energia e intervalo de tempo:

$P=\dfrac{E}{\Delta t}$.

Consumir $50\text{ kWh}$ em $1\text{ h}$ corresponde a uma potência média de $50\text{ kW}$.

$50\text{ kW}=50\,000\text{ W}$.

Q45
ENERGIA — ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA E CINÉTICA

Apesar de escasso, o circo com tenda, picadeiro, arquibancada e diversos artistas existe até hoje em várias partes do mundo, inclusive no Brasil.

Um de seus espetáculos mais famosos é realizado por um malabarista andando por uma “corda bamba” (elástica) esticada sobre o picadeiro. Com o intuito de provocar comoção na plateia, ao chegar próximo ao ponto central da corda, o artista finge uma queda e cai sentado na corda, fazendo-a sofrer uma deflexão máxima em relação ao ponto de equilíbrio.

Na cena descrita, após o artista simular a queda, no instante em que a corda atinge a deflexão máxima, podemos afirmar corretamente que

A)não há energia potencial envolvida no sistema.
B)há apenas energia potencial gravitacional envolvida.
C)as energias cinética e potencial elástica são máximas.
D)a energia potencial elástica é máxima e a cinética é mínima.
E)a energia potencial elástica e a energia potencial gravitacional são nulas.

Gabarito oficial

D
Resolução comentada

Na deflexão máxima, a corda está no ponto de maior deformação. Assim, a energia potencial elástica associada à deformação é máxima.

Nesse instante extremo do movimento, a velocidade do artista é momentaneamente nula, logo a energia cinética é mínima.

Q46
MOVIMENTO CIRCULAR — VELOCIDADE ANGULAR

Apesar de a estreia, em 1877, do balé “O Lago dos Cisnes”, do compositor russo P. I. Tchaikovsky, ter sido um fracasso, hoje ele é um dos mais aclamados no mundo das artes.

No terceiro ato do balé, o(a) bailarino(a) que interpreta o Cisne Negro realiza uma sequência de 32 fouettés. Um fouetté é um movimento circular em torno do próprio corpo do(a) bailarino(a), que funciona como um eixo central. Nesse movimento giratório, considerado um dos mais difíceis do balé, o(a) bailarino(a) mantém o corpo ereto com apenas a ponta de um dos pés no piso. A cada volta, o calcanhar do pé, que está no chão, sobe e desce à medida que mantém a energia envolvida no sistema. Enquanto isso, o(a) bailarino(a) dobra e estica a outra perna, mantendo-a no ar sem tocar o piso.

Adotando-se um observador externo como referencial e baseando-se na descrição apresentada, é correto afirmar que uma das grandezas físicas observada para a manutenção desse movimento rotacional é

A)a massa vetorial do corpo.
B)a força centrífuga da perna.
C)a força elástica da perna.
D)a velocidade angular do corpo.
E)a temperatura do corpo.

Gabarito oficial

D
Resolução comentada

O movimento descrito é rotacional em torno de um eixo associado ao corpo do(a) bailarino(a).

Uma grandeza cinemática própria da rotação é a velocidade angular, que mede a taxa de variação da posição angular no tempo.

Q49
CINEMÁTICA — LANÇAMENTO OBLÍQUO E MOVIMENTO HORIZONTAL

“A Matadeira” era o apelido dado, pelos sertanejos conselheiristas, ao canhão modelo Withworth 32 de fabricação inglesa e pertencente à Marinha do Brasil. Com cerca de 1,8 tonelada, era considerado impróprio para transporte em terrenos acidentados, como o local da batalha de Canudos, mas, mesmo com todas as dificuldades, foi utilizado pelo Exército Brasileiro à época. Seu tiro alcançava cerca de $3\,800\text{ m}$ em aproximadamente $10\text{ s}$, na posição de alcance máximo.

Nas mesmas condições de alcance máximo, suponha que a bala do canhão responsável pela queda do Forte de Antônio Conselheiro atingiu seu alvo em $0{,}5\text{ s}$ após o disparo.

Desprezando quaisquer forças dissipativas, podemos afirmar corretamente que, em relação ao Forte, “a Matadeira” estava posicionada a aproximadamente

A)$190\text{ m}$.
B)$380\text{ m}$.
C)$760\text{ m}$.
D)$1{,}6\text{ km}$.
E)$3{,}8\text{ km}$.

Gabarito oficial

A
Classificação oficial: Multidisciplinar.
Resolução comentada

Sem forças dissipativas, a componente horizontal da velocidade permanece constante.

Para o tiro de alcance máximo informado, a componente horizontal pode ser obtida pela razão entre alcance e tempo total:

$v_x=\dfrac{3\,800}{10}=380\text{ m/s}$.

Em $0{,}5\text{ s}$, a distância horizontal é

$\Delta x=v_x\Delta t=380\cdot0{,}5=190\text{ m}$.

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