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PUC-Campinas · Geral 2014.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Pontifícia Universidade Católica de Campinas

Vestibular 2º Semestre 2014 · Geral · Física (Q25, Q32, Q43, Q48, Q50) — prova de 08/06/2014 — resolução comentada Método TEF.

Q25
Temperatura da fonte quente de uma máquina

A física térmica começou a se desenvolver a partir do final do século XVIII, influenciada pelas necessidades sociais da época, associada com a Revolução Industrial ocorrida na Europa. Uma máquina térmica apresenta potência útil de 12 kW e, a cada segundo, rejeita 4,5 kcal no seu condensador que está a temperatura ambiente de 27 °C. Sabendo que o rendimento dessa máquina é 80% do rendimento de uma máquina de Carnot, operando entre as mesmas fontes, a temperatura da caldeira, em °C, é de Considere 1 cal=4 J.

Considere: 1 cal = 4 J.

A)277.
B)177.
C)227.
D)127.
E)327.

Gabarito oficial — Geral, 08/06/2014

E
Resolução comentada

A máquina entrega 12 kJ de trabalho por segundo e rejeita 4,5 kcal por segundo. Usamos a conversão fornecida, 1 cal=4 J.

$$P_F=4{,}5\cdot1000\cdot4=18000\,\mathrm W$$

$$P_Q=12000+18000=30000\,\mathrm W$$

$$\eta=\frac{12000}{30000}=0{,}40$$

O rendimento real corresponde a 80% do de Carnot.

$$\eta_C=\frac{0{,}40}{0{,}80}=0{,}50$$

A temperatura da fonte fria deve estar em kelvins.

$$T_F=27+273=300\,\mathrm K$$

$$0{,}50=1-\frac{300}{T_Q}$$

$$T_Q=600\,\mathrm K$$

$$\theta_Q=600-273=327\,{}^\circ\mathrm C$$

Alternativa correta: E.

Q32
Alcance de um projétil lançado horizontalmente

Durante a Segunda Guerra, um canhão situado no alto de um morro a 500 m de altura do solo horizontal, lança horizontalmente uma bala com velocidade de 80 m/s. Adotando g = 10 m/s² e desprezando a resistência do ar, pode-se prever que a bala atinge o solo após percorrer uma distância horizontal, em metros, de aproximadamente

A)1.600.
B)600.
C)800.
D)1.200.
E)400.

Gabarito oficial — Geral, 08/06/2014

C
Resolução comentada

O movimento vertical determina o tempo de queda a partir de 500 m.

$$h=\frac{gt^2}{2}$$

$$500=\frac{10t^2}{2}$$

$$t=10\,\mathrm s$$

A velocidade horizontal permanece 80 m/s.

$$\Delta x=v_xt=80\cdot10=800\,\mathrm m$$

Alternativa correta: C.

Q43
Energia mensal consumida por um forno

Um forno de padaria, cuja potência total é de $2{,}0\times10^4$ W, permanece ligado durante 5,0 horas por dia, todos os dias. O consumo mensal, em joules, desse item da padaria é de, aproximadamente,

A)$4{,}8\times10^8$
B)$3{,}0\times10^9$
C)$1{,}1\times10^{10}$
D)$6{,}0\times10^{10}$
E)$3{,}6\times10^{11}$

Gabarito oficial — Geral, 08/06/2014

C
Resolução comentada

Adotamos um mês de 30 dias para a estimativa pedida.

$$\Delta t=30\cdot5{,}0=150\,\mathrm h$$

$$\Delta t=150\cdot3600=540000\,\mathrm s$$

$$E=P\Delta t$$

$$E=2{,}0\times10^4\cdot540000=1{,}08\times10^{10}\,\mathrm J$$

O valor aproximado é 1,1×10¹⁰ J. A potência está em W, por isso o tempo deve estar em segundos para obter joules.

Alternativa correta: C.

Q48
Velocidade mínima no topo do globo da morte

Um motociclista em sua moto descreve uma curva num plano vertical no interior de um globo da morte num espetáculo de circo. O raio da trajetória é de 4,9 m e adota-se g = 10 m/s². A mínima velocidade para a moto não perder contato com a pista é, em m/s,

A)4,0.
B)8,0.
C)6,0.
D)7,0.
E)5,0.

Gabarito oficial — Geral, 08/06/2014

D
Resolução comentada

O ponto crítico é o topo da trajetória. Ali, peso e normal apontam para o centro.

$$mg+N=\frac{mv^2}{R}$$

No limite de contato, a normal é zero.

$$v_{min}^2=gR$$

$$v_{min}=\sqrt{10\cdot4{,}9}=7{,}0\,\mathrm{m/s}$$

Esse valor se refere à velocidade no topo, que determina a condição mínima de contato.

Alternativa correta: D.

Q50
Objeto com imagem virtual quatro vezes maior

Um espelho côncavo de raio de curvatura 20 cm fornece uma imagem ampliada 4 vezes de um objeto real, colocado entre o vértice e o foco do espelho. Nestas condições, a distância do objeto ao vértice do espelho é, em centímetros,

A)7,5.
B)4,0.
C)5,0.
D)2,5.
E)9,0. 14 REDAÇÃO INSTRUÇÕES GERAIS I. Dos cuidados gerais a serem tomados pelos candidatos: 1. Leia atentamente as propostas, escolhendo uma das três para sua prova de Redação. 2. Escreva, na primeira linha do formulário de redação, o número da proposta escolhida e dê um título ao texto. 3. Redija seu texto à tinta (em preto). 4. Apresente o texto redigido com letra legível (cursiva ou de forma), em padrão estético conveniente (margens, paragrafação etc.). 5. Não coloque o seu nome na folha de redação. 6. Tenha como padrão básico o mínimo de 30 (trinta) linhas. II. Da elaboração da redação: 1. Atenda, com cuidado, em todos os seus aspectos, à proposta escolhida. À redação que não atender à proposta (adequação ao tema e ao gênero de texto) será atribuída nota zero. 2. Empregue nível de linguagem apropriado à sua escolha. 3. Estruture seu texto utilizando recursos gramaticais e vocabulário adequados. Lembre-se de que o uso correto de pronomes e de conjunções mantém a coesão textual. 4. Seja claro e coerente na exposição de suas ideias. III. Das propostas: PROPOSTA I − DISSERTAÇÃO O paradoxo costuma rondar sistemas democráticos. Até que ponto se pode tolerar a intolerância, ser liberal com quem pretende demolir as liberdades, assegurar os direitos dos que não os reconhecem? Em alguns casos, a dúvida se resolve facilmente. Criminaliza-se a tentativa de derrubar pela força um governo legítimo. Atentados terroristas recebem sanções severas, não importando a fundamentação política que possam ter. Nos chamados crimes de opinião, todavia, o debate se torna mais complexo. Poucas coisas são mais repugnantes e estúpidas do que o preconceito racial, e têm sido frequentes manifestações desse tipo nos estádios de futebol. Do Reino Unido ao Peru, do Japão ao Brasil, registram-se atos de insulto a jogadores afrodescendentes por parte de alguns (ou muitos) torcedores que estão prontos a aplaudir o jogador negro ou mulato quando estes fazem gols para seus times de dileção. Várias iniciativas se tomam para punir os responsáveis. Uma equipe peruana foi condenada a pagar multa (meros US$ 12 mil) depois de seus torcedores terem emitido gritos de "macaco" para agredir o jogador Tinga, do Cruzeiro. No Brasil, um time gaúcho perdeu nove pontos e foi rebaixado pelo fato de seus fãs terem atirado bananas contra um árbitro. A questão é saber se punições como essas cumprem um papel determinante, pedagógico e civilizatório, no sentido de modificar a mentalidade do torcedor racista. A repressão a um sentimento, por mais odioso que seja, não o desarma. Pode-se desencorajar, pela lei, certos comportamentos que o manifestem de forma explícita. Seu fundo de ressentimento e destrutividade permanece e pode até fermentar, depois de recalcado. Não poderia ser mais educativa − no que teve de superioridade, humor e indiferença − a reação do brasileiro Daniel Alves, que soberanamente comeu a banana que lhe fora atirada. Uma agência publicitária tomou daí a inspiração, a pedido do atacante Neymar, também hostilizado nos campos espanhóis, para campanha contra o racismo. "Somos todos macacos", diz o slogan, obtendo a adesão de inúmeras celebridades. Torna-se moda, nas redes sociais, divulgar fotos com a fruta em mãos; o insulto se neutraliza, o agressor se desconcerta, o símbolo inverte o sentido. É no campo das formas de expressão que o embate se leva a efeito. Gesto contra gesto, solidariedade contra particularismo, ironia contra estupidez: ainda que essa luta jamais tenha fim, é bom que seu lado mais inteligente tenha, também, as armas mais inteligentes a seu dispor. (Folha de S. Paulo. 01/05/2014) Leia o editorial abaixo procurando apreender o tema nele desenvolvido. Em seguida, elabore uma dissertação, na qual você exporá, de modo claro e coerente, suas ideias acerca desse tema. 15 PROPOSTA II − DISSERTAÇÃO Leia com atenção os textos abaixo. Texto I A escola tem como obrigação facilitar os caminhos de aprendizagem. A pedagogia serve exatamente para remover as dificuldades e tornar mais rápido o processo de conhecimento. Adaptações literárias, por exemplo, ajudam o estudante a conhecer de perto obras a que ele não teria acesso, se fosse ler na forma original. Texto II A função da escola é fornecer aos alunos meios para reconhecer e enfrentar as dificuldades, a complexidade da vida. Não há como suavizar caminhos que são naturalmente ásperos. No caso da literatura, a facilitação das obras mais complexas significa também reduzir o prazer de admirá-las na profundidade em que foram concebidas. PROPOSTA III − NARRAÇÃO Atente para a seguinte situação: Um grupo de jovens, viajando numa van, decidiu passar um feriado prolongado numa região rural, circundada por pequena floresta. No meio do caminho, ao anoitecer, ouviram um forte estampido, que os fez parar e passar a noite dentro do veículo. Para passar o tempo, resolveram contar, cada um, um fato que marcou significativamente sua infância. Escreva uma dissertação em prosa, na qual você argumentará em favor de uma das posições representadas nos textos acima. Redija uma redação em que você apresente um desses relatos. Faça uma introdução caracterizando o grupo − especialmente o jovem que vai contar seu caso de criança − e o que provocou a interrupção da viagem. Seja criativo ao apresentar o que teria acionado a memória do narrador escolhido e as emoções envolvidas.

Gabarito oficial — Geral, 08/06/2014

A
Resolução comentada

O foco é metade do raio de curvatura.

$$f=\frac{20}{2}=10\,\mathrm{cm}$$

O objeto fica entre vértice e foco, portanto a imagem é virtual e direita. A ampliação positiva de quatro implica:

$$p\prime=-4p$$

$$\frac1{10}=\frac1p-\frac1{4p}$$

$$\frac1{10}=\frac3{4p}$$

$$p=7{,}5\,\mathrm{cm}$$

Alternativa correta: A.

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