Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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PUC-Campinas · Geral 2009.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Pontifícia Universidade Católica de Campinas

Vestibular 1º Semestre 2009 · Geral · Física (Q20, Q25, Q29, Q33, Q46) — prova de 29/11/2008 — resolução comentada Método TEF.

Q20
Frequência e propagação de ondas na água

Num grande tanque com água, uma torneira despeja gotas a intervalos regulares de tempo, dando origem a uma onda periódica que se move com velocidade de 0,80 m/s e comprimento de onda de 0,20 m. Um barquinho de papel encontra-se na água a 0,60 m do ponto de impacto das gotas. A esse respeito, considere as afirmações: I. As gotas caem com freqüência de 4 gotas/s. II. Quanto à natureza de propagação, a onda em questão é transversal. III. Se o barquinho for colocado a 1,20 m do ponto de impacto das gotas, ocorre diminuição no seu período de oscilação. Está correto o que se afirma SOMENTE em

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

Gabarito oficial — Geral, 29/11/2008

D
Resolução comentada

I é verdadeira: a frequência da fonte é a frequência da onda.

$$f=\frac v\lambda=\frac{0{,}80}{0{,}20}=4\,\mathrm{Hz}$$

II é verdadeira no modelo transversal adotado pela prova: a perturbação vertical da superfície é perpendicular ao avanço horizontal da onda.

III é falsa: mudar a posição do barquinho não muda a frequência imposta pela fonte, nem seu período de oscilação.

$$T=\frac1f=0{,}25\,\mathrm s$$

Somente I e II são verdadeiras.

Alternativa correta: D.

Q25
Foco de uma lente que projeta imagem ampliada

Uma lente projeta sobre uma tela a imagem de um objeto ampliada quatro vezes. A distância do objeto à tela é de 1,25 m. Nestas condições, o tipo de lente e sua distância focal são, respectivamente,

A)convergente e 10 cm.
B)convergente e 20 cm.
C)convergente e 40 cm.
D)divergente e 10 cm.
E)divergente e 20 cm.

Gabarito oficial — Geral, 29/11/2008

B
Resolução comentada

A projeção na tela indica imagem real e lente convergente. A ampliação de quatro implica p′=4p.

$$p+p\prime=125\,\mathrm{cm}$$

$$5p=125$$

$$p=25\,\mathrm{cm}$$

$$p\prime=100\,\mathrm{cm}$$

$$f=\frac{pp\prime}{p+p\prime}=\frac{25\cdot100}{125}=20\,\mathrm{cm}$$

Alternativa correta: B.

Q29
Velocidade de lançamento para acertar a trave

Uma bola é chutada do solo a 40 m das traves, com velocidade inicial v₀ formando 37° com a horizontal. Despreze o ar e use g=10 m/s², sen37°=0,60 e cos37°=0,80. Se ela acerta a trave superior a 3,0 m do solo, o módulo de v₀, em m/s, é:

A)12
B)17
C)22
D)27
E)32

Gabarito oficial — Geral, 29/11/2008

C
Resolução comentada

Usamos o movimento horizontal para expressar o instante em que a bola chega a x=40 m.

$$t=\frac{40}{0{,}80v_0}=\frac{50}{v_0}$$

Nesse instante a altura é 3 m.

$$3=0{,}60v_0t-5t^2$$

$$3=30-\frac{12500}{v_0^2}$$

$$v_0^2=\frac{12500}{27}$$

$$v_0\approx21{,}5\,\mathrm{m/s}$$

O valor aproximado é 22 m/s. A bola deve atingir a altura de 3 m na posição da trave, não retornar ao nível do solo.

Alternativa correta: C.

Q33
Energia equivalente liberada por fissão

Um grama de urânio U-235 totalmente fissionado fornece energia equivalente à queima de 10 toneladas de petróleo, cujo calor de combustão é $3{,}0\times10^4$ J/g. A energia liberada na fissão de 100 kg de U-235 é, em joules:

A)$3\times10^{16}$
B)$3\times10^{15}$
C)$3\times10^{14}$
D)$3\times10^{13}$
E)$3\times10^{12}$

Gabarito oficial — Geral, 29/11/2008

A
Resolução comentada

A equivalência fornecida permite obter a energia por grama de urânio a partir da massa de petróleo.

$$10\,\mathrm t=10^7\,\mathrm g$$

$$E_{1g}=10^7\cdot3{,}0\times10^4=3{,}0\times10^{11}\,\mathrm J$$

A massa de urânio é:

$$100\,\mathrm{kg}=10^5\,\mathrm g$$

$$E=10^5\cdot3{,}0\times10^{11}=3{,}0\times10^{16}\,\mathrm J$$

O cálculo usa a equivalência energética dada, sem precisar calcular a diferença de massas dos núcleos.

Alternativa correta: A.

Q46
Tempo mínimo para aquecer água com um ebulidor

Um ebulidor, constituído por um resistor ôhmico, converte energia elétrica em térmica. Considere um ebulidor com os dados nominais 40 W − 110 V. Se ele for utilizado, dentro de suas especificações, para aquecer 100 g de água da temperatura de 20 °C para 80 °C, o tempo mínimo necessário para isso é Use calor específico da água=1 cal/(g·°C) e 1 cal=4 J.

A)10 s.
B)30 s.
C)1,0 min.
D)3,0 min.
E)10 min.

Gabarito oficial — Geral, 29/11/2008

E
Resolução comentada

Usamos os dados da água fornecidos no original: c=1 cal/(g·°C) e 1 cal=4 J.

$$Q=100\cdot1\cdot(80-20)=6000\,\mathrm{cal}$$

$$Q=24000\,\mathrm J$$

Para o menor tempo, toda a potência nominal de 40 W aquece a água, sem perdas.

$$t_{min}=\frac QP=\frac{24000}{40}=600\,\mathrm s$$

$$t_{min}=10\,\mathrm{min}$$

Alternativa correta: E.

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