IFSP 2009.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo
Ensino Técnico e EJA · Processo Seletivo 2009.1 · 8 questões de Física com resolução comentada.
Dados da prova
Instituto Federal de São Paulo (IFSP)
Ensino Técnico e EJA · ingresso 2009.1
Prova aplicada em 21/12/2008
Física: questões 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
Q01
Mecânica — Cinemática — Velocidade média
O crescente aumento do número de veículos automotores e o conseqüente aumento de engarrafamentos têm levado a Prefeitura do Município de São Paulo a um monitoramento intensivo das condições de circulação nas vias da cidade. Em uma sondagem, um funcionário da companhia de trânsito deslocou seu veículo, constatando que – permaneceu parado, durante 30 minutos; – movimentou-se com velocidade de 20 km/h, durante 12 minutos; – movimentou-se com velocidade de 45 km/h, durante 6 minutos. Da análise de seus movimentos, pôde-se constatar que, para o deslocamento realizado, a velocidade média desenvolvida foi, em km/h,
A)10,5.
B)12,0.
C)13,5.
D)15,0.
E)17,5.
Gabarito oficial — IFSP 2009.1 — Ensino Técnico e EJA — Q01
A
Resolução
Nos dois trechos em movimento, o carro percorre \(20\cdot12/60=4\text{ km}\) e \(45\cdot6/60=4{,}5\text{ km}\). O tempo total inclui os 30 minutos em que o carro ficou parado.
Ondulatória — Acústica — Foco de um refletor côncavo
Você já visitou a “Estação Ciência” localizada no bairro da Lapa? Além de temas da matemática, geologia e biologia, esse museu, um tanto diferente, tem como tema a Física... O mais interessante é que em determinado ponto do museu, para que a explicação de um experimento seja ouvida com a mesma intensidade sonora por todos que integram o grupo de visitação, o guia se posiciona sob o centro de uma grande concha acústica presa ao teto. Apesar de a concha acústica servir para refletir ondas sonoras, é possível traçar uma perfeita analogia com os espelhos esféricos côncavos. Desse modo, para que sons produzidos sob o centro da concha, quando refletidos, sejam igualmente distribuídos pelo ambiente abaixo da concha, a fonte do som deve localizar-se, relativamente à superfície refletora,
A)entre o vértice e o foco.
B)sobre o foco.
C)entre o foco e o centro de curvatura.
D)sobre o centro de curvatura.
E)além do centro de curvatura.
Gabarito oficial — IFSP 2009.1 — Ensino Técnico e EJA — Q02
B
Resolução
Na aproximação geométrica sugerida, a concha reflete as ondas sonoras como um espelho côncavo reflete a luz. Pela reversibilidade dos raios, se uma onda incidente paralela ao eixo é refletida em direção ao foco, ondas emitidas no foco retornam aproximadamente paralelas ao eixo. Posicionar o guia no foco é o que produz o feixe refletido para a região abaixo da concha.
Alternativa B.
Q03
Termologia — Calorimetria — Calor sensível até a ebulição
O morador da cidade de São Paulo, relativamente àquele que mora no litoral, pode economizar gás de cozinha toda manhã, ao ferver a água para o café. De fato, em São Paulo, a água ferve a cerca de 98 ºC, diferente do litoral, onde ela ferve a 100 ºC. Se a água que sai da torneira, em ambos os lugares, estiver inicialmente a 20 ºC, a energia economizada pelo santista para que 800 mL de água atinjam a temperatura de ebulição é, em cal, relativamente ao paulistano, Dados: densidade da água = 1 g/mL
calor específico da água = 1 cal/(g.ºC)
A)1 600.
B)1 800.
C)2 400.
D)3 400.
E)7 850.
Gabarito oficial — IFSP 2009.1 — Ensino Técnico e EJA — Q03
A
Resolução
Pela densidade, \(800\text{ mL}\) correspondem a \(800\text{ g}\). Como a água só precisa atingir o ponto de ebulição, usamos calor sensível, \(Q=mc\Delta T\).
A diferença coincide com o gabarito. O último período do enunciado troca quem economiza: pelos dados, é o paulistano que precisa fornecer 1600 cal a menos.
Alternativa A.
Q04
Eletromagnetismo — Circuitos — Consumo em kWh
A preocupação com possíveis “apagões” está tomando conta das mentes dos moradores e administradores da cidade de São Paulo, estimulando-os a buscar soluções alternativas para o uso mais racional da energia elétrica. Nesse sentido, a instalação de aquecedores solares de água está gradativamente aumentando, permitindo que se evite a utilização do chuveiro elétrico nos dias de forte insolação. De fato, esse arcaico modo de aquecer água por efeito resistivo é um vilão, sobretudo nos horários de pico, sendo fácil calcular esse desperdício de energia. Se cada um dos integrantes de uma família de quatro indivíduos demora em média 20 minutos em seu banho diário, usando o chuveiro elétrico, ao longo de um mês inteiro de 30 dias, a energia elétrica utilizada por um chuveiro de 4 000 W, para aquecimento de água para banho, soma um total, em kWh, de
A)20.
B)60.
C)160.
D)280.
E)320.
Gabarito oficial — IFSP 2009.1 — Ensino Técnico e EJA — Q04
C
Resolução
Quatro pessoas, com banhos diários de 20 min, usam o chuveiro por \(4\cdot20\cdot30=2400\text{ min}=40\text{ h}\) em 30 dias. Como \(4000\text{ W}=4\text{ kW}\), a energia consumida é
Uma das características que traçam a paisagem de uma metrópole é o elevado número de edifícios, residenciais ou comerciais. As empresas especializadas em transporte sabem que, de uma forma ou de outra, precisam capacitar seus funcionários para contornar circunstâncias de alto grau de complexidade. Assim, objetos de grande porte e impossíveis de serem desmontados devem ser içados pelo lado de fora dos prédios. Um piano de 400 kg, que estava sendo erguido pelo lado externo de um prédio de apartamentos encontrava-se a 60 m do chão quando, tragicamente, a corda que o suspendia se rompeu. A velocidade de chegada desse piano ao solo, supondo uma aceleração da gravidade de intensidade 10 m/s2, é, em m/s, aproximadamente, Dado: considere que o piano cai a partir do repouso e que
a influência do ar é desprezível para esse problema.
A)15.
B)20.
C)25.
D)30.
E)35.
Gabarito oficial — IFSP 2009.1 — Ensino Técnico e EJA — Q05
E
Resolução
O piano parte do repouso e cai 60 m com aceleração constante. Pela equação de Torricelli, tomando o sentido para baixo como positivo,
$$v^2=2gh=2\cdot10\cdot60\text{ m}^2/\text{s}^2$$
Portanto, \(v\approx34{,}6\text{ m/s}\) para baixo. A massa não entra no cálculo porque a resistência do ar é desprezada.
Alternativa E.
Q06
Mecânica — Astronomia — Eclíptica e eclipse lunar
Sobre o céu que você vê, analise: I. A Lua, os planetas e o Sol têm seus movimentos aparentes contidos, aproximadamente, num mesmo plano, conhecido como plano da eclíptica. II. Nos dias em que há eclipse da Lua, total ou parcial, o fato presenciado se dá por conta de nosso planeta, que se interpõe aos raios solares que acabam por não iluminar a Lua. III. Quando vemos diariamente o Sol nascer ao Leste, percorrer o céu e se pôr ao Oeste, estamos praticando uma visão geocentrista do movimento do Sol. Está correto o contido em
A)I, apenas.
B)II, apenas.
C)I e III, apenas.
D)II e III, apenas.
E)I, II e III.
Gabarito oficial — IFSP 2009.1 — Ensino Técnico e EJA — Q06
E
Resolução
I é verdadeira em termos aproximados. As órbitas dos planetas são próximas do plano da órbita terrestre, que define a eclíptica. A órbita da Lua também tem pequena inclinação em relação a esse plano. II descreve o eclipse lunar, que ocorre quando a Lua atravessa a sombra da Terra. III usa o ponto de vista de um observador na Terra para descrever o movimento aparente do Sol, no sentido observacional empregado pela prova. O movimento diário aparente é explicado pela rotação da Terra.
Alternativa E.
Q07
Mecânica — Dinâmica — Força externa em dois veículos
O cotidiano da cidade está repleto de situações como a quebra de veículos. Para facilitar a sua retirada, fabricantes de automóveis acrescentaram uma alça para reboque, fixa ao chassi dos carros. Suponha que um carro quebrado seja puxado por um segundo veículo de igual modelo e marca. Para que o conjunto sofra uma aceleração constante de 0,05 m/s2, a intensidade da força que o asfalto exerce sobre os pneus que tracionam o carro da frente, quando estes giram devido à ação do motor, é, em N, Dados: – A massa de um desses carros = 900 kg. – Esse modelo de carro tem tração dianteira. – Exceto o atrito entre os pneus dianteiros do carro que reboca, os demais atritos são desprezíveis.
A)45.
B)60.
C)90.
D)120.
E)180.
Gabarito oficial — IFSP 2009.1 — Ensino Técnico e EJA — Q07
C
Resolução
A figura mostra o carro trator e o rebocado. Para o conjunto, a força do engate é interna. A única força externa horizontal relevante é a que o solo exerce nos pneus dianteiros do carro trator.
O obelisco em homenagem aos “soldados constitucionalistas de 32” foi vítima de um trágico acidente. Com a construção do túnel “Airton Senna”, o alicerce do monumento se viu abalado, fazendo com que toda sua estrutura pendesse para um lado, perdendo sua verticalidade. Com relação a essa circunstância, analise: I. Antes da construção do túnel, a força com que o planeta atraía o obelisco para baixo, o peso, e a força com que o solo sustentava o obelisco, a força normal, constituíam um par ação-reação. Após a obra do túnel, a força normal deixou de atuar, apesar da estrutura ainda manter o equilíbrio. II. Supondo que o monumento se comportasse como um corpo rígido apenas apoiado sobre o solo, o risco dele efetivamente tombar só pode ocorrer no momento em que a projeção de seu centro de gravidade cair em um ponto fora da área de sua base. III. Apesar de sua posição ligeiramente inclinada em relação ao solo em que se apóia, se há garantias que hoje o monumento não mais se movimente relativamente ao solo onde foi construído, pode-se entender que a resultante de todas as forças que nele atuam hoje é nula. Pode-se afirmar que está correto o contido apenas em
A)II.
B)III.
C)I e II.
D)I e III.
E)II e III.
Gabarito oficial — IFSP 2009.1 — Ensino Técnico e EJA — Q08
E
Resolução
I é falsa porque peso e normal atuam ambos no obelisco. As forças de um par de ação e reação atuam em corpos diferentes. Em II, enquanto a vertical do centro de gravidade atravessa a base, o apoio pode equilibrar o momento do peso. Quando a projeção sai da base, o peso produz um momento que tende a tombar o bloco. III é verdadeira porque, estando em repouso permanente em relação ao solo, o obelisco tem aceleração e resultante de forças nulas.