Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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PUC-Campinas · Geral 2008.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Pontifícia Universidade Católica de Campinas

Vestibular 1º Semestre 2008 · Geral · Física (Q21, Q24, Q25, Q26, Q32) — prova de 01/12/2007 — resolução comentada Método TEF.

Q21
Inclinação de uma curva sem atrito

Num velódromo, a pista tem inclinação θ com a horizontal em uma curva de raio R. Um ciclista com velocidade v faz uma curva horizontal sem contar com atrito entre pneus e pista. A aceleração da gravidade é g. Nessas condições:

A)$\tan\theta=v^2/(Rg)$
B)$\tan\theta=Rg/v^2$
C)$\sin\theta=v/(Rg)$
D)$\cos\theta=Rg/v$
E)$\sec\theta=v/(Rg)$

Gabarito oficial — Geral, 01/12/2007

A
Resolução comentada

A normal à pista tem componente vertical que equilibra o peso e componente horizontal que fornece a resultante centrípeta.

$$N\cos\theta=mg$$

$$N\sin\theta=\frac{mv^2}{R}$$

Dividindo a segunda relação pela primeira:

$$\tan\theta=\frac{v^2}{Rg}$$

Não existe atrito para fornecer força radial: a inclinação da pista orienta a força normal.

Alternativa correta: A.

Q24
Consumo e resistência de mil spots

Cada um dos mil spots de luz opera nas especificações 220 V–220 W e se comporta como resistor ôhmico. Analise: I. A corrente em cada spot vale $1{,}0\times10^3$ A. II. A energia consumida pelo conjunto aceso durante 4,0 h é $8{,}8\times10^2$ kWh. III. A resistência equivalente da associação é $2{,}2\times10^{-1}\,\Omega$. Está correto o que se afirma em:

A)II, somente.
B)I e II, somente.
C)I e III, somente.
D)II e III, somente.
E)I, II e III.

Gabarito oficial — Geral, 01/12/2007

D
Resolução comentada

Cada spot opera com 220 V e 220 W. Sua corrente é:

$$I_{spot}=\frac{220}{220}=1{,}0\,\mathrm A$$

I é falsa: 1000 A seria a corrente total, não a de cada spot.

A potência conjunta é 220 kW.

$$E=220\cdot4{,}0=880\,\mathrm{kWh}$$

II é verdadeira. Para todos operarem sob 220 V, consideramos ligação em paralelo.

$$R_{spot}=\frac{220^2}{220}=220\,\Omega$$

$$R_{eq}=\frac{220}{1000}=0{,}22\,\Omega$$

III é verdadeira; somente II e III estão corretas.

Alternativa correta: D.

Q25
Imagem com objeto dentro do foco de uma lente

Raios de luz, paralelos ao eixo principal de uma lente esférica, convergem para um ponto situado a 20 cm da lente. Se um objeto for colocado a 10 cm da lente, obtém-se uma imagem

A)real e direita.
B)virtual e invertida.
C)virtual e duas vezes maior que o objeto.
D)real e a 20 cm da lente.
E)invertida e duas vezes menor que o objeto.

Gabarito oficial — Geral, 01/12/2007

C
Resolução comentada

Os raios paralelos convergem a 20 cm, portanto a lente é convergente e f=20 cm. O objeto está a 10 cm.

$$\frac1{20}=\frac1{10}+\frac1{p\prime}$$

$$p\prime=-20\,\mathrm{cm}$$

A distância negativa indica imagem virtual.

$$A=-\frac{p\prime}{p}=-\frac{-20}{10}=2$$

A imagem é direita e duas vezes maior que o objeto.

Alternativa correta: C.

Q26
Potência útil de uma máquina a partir de seu ciclo

Considere uma máquina térmica operando em ciclos conforme o gráfico. O período de realização de cada ciclo é de 0,10 s. A potência útil desenvolvida, em watts, é:

Ciclo retangular horário em p por V: volume de 2 a 6 em escala 10^-3 m³ e pressão de 4 a 12 em escala 10^4 Pa.
A)$2{,}4\times10^2$
B)$7{,}2\times10^2$
C)$1{,}2\times10^3$
D)$1{,}8\times10^3$
E)$3{,}2\times10^3$

Gabarito oficial — Geral, 01/12/2007

E
Resolução comentada

O trabalho por ciclo é a área do retângulo no gráfico p × V. As escalas dos dois eixos devem ser aplicadas.

$$\Delta p=(12-4)10^4=8\times10^4\,\mathrm{Pa}$$

$$\Delta V=(6-2)10^{-3}=4\times10^{-3}\,\mathrm{m^3}$$

$$W_c=\Delta p\Delta V=320\,\mathrm J$$

O ciclo é horário, portanto o trabalho do gás é positivo.

$$P=\frac{W_c}{T_c}=\frac{320}{0{,}10}=3200\,\mathrm W$$

Alternativa correta: E.

Q32
Peso e massa de um corpo em Júpiter

Na superfície da Terra, onde g=10 m/s2, um corpo de massa 2,0 kg apresenta peso P. Na superfície de Júpiter, onde a aceleração gravitacional vale 26 m/s2 ,

A)o peso do corpo é de 520 N.
B)o peso do corpo é de 52 N.
C)o peso do corpo é de 52 kg.
D)a massa do corpo é de 52 kg.
E)a massa do corpo é de 5,2 kg.

Gabarito oficial — Geral, 01/12/2007

B
Resolução comentada

A massa do corpo permanece 2,0 kg ao mudar de planeta. Em Júpiter, calculamos o peso com a aceleração local fornecida.

$$P_J=mg_J$$

$$P_J=2{,}0\cdot26=52\,\mathrm N$$

O peso é medido em newtons; não se altera a massa para 52 kg.

Alternativa correta: B.

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