Vestibular 2º Semestre 2011 dos demais cursos da PUC-Campinas, prova geral datada de Inverno 2011. As questões de Física selecionadas são 20, 21, 28, 31, 40.
Michael Faraday (1791-1867), cientista autodidata inglês, dedicou seus estudos aos diversos ramos da Física, especialmente ao eletromagnetismo. Sua grande descoberta foi o fenômeno da indução eletromagnética. Considere um condutor elétrico, de 20 cm de comprimento, que se desloca perpendicularmente às linhas de indução magnética de um campo magnético uniforme, de intensidade 15 T, com velocidade constante de 90 km/h. A tensão induzida nas extremidades do condutor, em volts, nessas condições é de
A)270
B)225
C)150
D)75
E)25
Resposta pela resolução — Geral, Inverno 2011
D
Resolução comentada
Convertemos comprimento e velocidade para o SI. No modelo do enunciado, o movimento corta perpendicularmente as linhas de campo.
Considere o gráfico que representa uma transformação termodinâmica sofrida por 2 mols de um gás ideal. A energia interna é dada por U = 3nRT/2, com R = 8 J/(mol·K) e T a temperatura absoluta. Sobre essa transformação é correto afirmar que
A)a temperatura do gás no estado inicial A é 50 °C.
B)quando o volume do gás for igual a 5 L, sua temperatura vale 250 K.
C)o trabalho realizado pelo gás na transformação de A para B é 1,5 × 10⁶ J.
D)o calor recebido na transformação de A para B é 1,5 × 10⁵ J.
E)a energia interna inicial do gás é a mesma que a final.
Resposta pela resolução — Geral, Inverno 2011
E
Resolução comentada
Para o gás ideal monoatômico, a energia interna é proporcional a pV.
O produto pV coincide nos extremos. Isso não significa que a temperatura permaneça constante durante todo o percurso retilíneo.
Alternativa correta: E.
Q28
Rendimento de um plano inclinado
As máquinas simples são ferramentas que o homem utiliza para facilitar a realização de trabalhos. Como exemplos dessas máquinas podemos citar: alavancas, associações de roldanas, "macaco" de automóvel, plano inclinado, dentre outros. Um plano inclinado é utilizado para elevar uma máquina pesada, de massa 200 kg, até a carroçaria de um caminhão, à altura de 2,0 m do nível do solo. O comprimento do plano inclinado é de 10 m e a máquina é empurrada com velocidade constante por uma força paralela ao plano inclinado e de intensidade 500 N. Adotando g = 10 m/s2, o rendimento do plano inclinado, nessa situação, é de
A)72%
B)80%
C)88%
D)94%
E)98%
Resposta pela resolução — Geral, Inverno 2011
B
Resolução comentada
O trabalho útil é o aumento da energia potencial gravitacional. O trabalho fornecido é calculado ao longo dos 10 m da rampa.
$$W_u=mgh=200\cdot10\cdot2=4000\,\mathrm J$$
$$W_f=Fd=500\cdot10=5000\,\mathrm J$$
$$\eta=\frac{W_u}{W_f}=0{,}80$$
$$\eta=80\%$$
Alternativa correta: B.
Q31
Aceleração média e distância em um gráfico
À medida que o tempo avança de 0 a 10 s, a velocidade de um carro varia como representado no gráfico. A aceleração escalar média, em m/s², e a distância percorrida aproximada, em metros, são, respectivamente,
A)3,0 e 200.
B)3,0 e 150.
C)2,0 e 200.
D)2,0 e 150.
E)1,5 e 250.
Resposta pela resolução — Geral, Inverno 2011
C
Resolução comentada
A aceleração média depende apenas das velocidades inicial e final.
$$a_m=\frac{30-10}{10}=2{,}0\,\mathrm{m/s^2}$$
A distância é a área sob a curva v(t). A curva fica abaixo da linha tracejada na primeira metade e acima dela na segunda, com áreas aproximadamente compensadas.
$$\Delta s\approx\frac{10+30}{2}\cdot10$$
$$\Delta s\approx200\,\mathrm m$$
A inclinação varia ao longo do gráfico: não é um movimento de aceleração constante.
Alternativa correta: C.
Q40
Velocidade da luz em um meio transparente
Considere um raio luminoso que forma ângulos de 45° e 60° com a superfície que separa o vácuo do meio transparente e homogêneo M, como representado na figura. A velocidade da luz no vácuo é 3,0 × 10⁸ m/s. De acordo com a situação apresentada, a velocidade da luz no meio M, em m/s, vale
A)1,0 × 10⁸.
B)1,0√2 × 10⁸.
C)1,5 × 10⁸.
D)1,0√3 × 10⁸.
E)1,5√2 × 10⁸.
Resposta pela resolução — Geral, Inverno 2011
E
Resolução comentada
Os ângulos indicados são medidos com a superfície. Para a lei de Snell usamos os complementares em relação à normal.
