Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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PUC-Campinas · Geral 2017.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Pontifícia Universidade Católica de Campinas

Vestibular 1º Semestre 2017 · Geral · Física (Q20, Q30, Q41, Q44, Q46) — prova de 22/10/2016 — resolução comentada Método TEF.

Q20
Tração no ponto inferior de um pêndulo

Alguns relógios utilizam-se de um pêndulo simples para funcionarem. Um pêndulo simples é um objeto preso a um fio que é colocado a oscilar, de acordo com a figura abaixo. Desprezando-se a resistência do ar, este objeto estará sujeito à ação de duas forças: o seu peso e a tração exercida pelo fio. Pode-se afirmar que enquanto o pêndulo oscila, a tração exercida pelo fio

Pêndulo suspenso por um fio, com arco pontilhado indicando sua oscilação em torno da posição inferior.
A)tem valor igual ao peso do objeto apenas no ponto mais baixo da trajetória.
B)tem valor igual ao peso do objeto em qualquer ponto da trajetória.
C)tem valor menor que o peso do objeto em qualquer ponto da trajetória.
D)tem valor maior que o peso do objeto no ponto mais baixo da trajetória.
E)e a força peso constituem um par ação-reação.

Gabarito oficial — Geral, 22/10/2016

D
Resolução comentada

No ponto mais baixo de uma oscilação não nula, o pêndulo tem velocidade e precisa de resultante radial para cima, dirigida ao ponto de suspensão.

$$T-mg=\frac{mv^2}{L}$$

$$T=mg+\frac{mv^2}{L}>mg$$

Logo, a tração é maior que o peso nesse ponto. Peso e tração atuam sobre o mesmo corpo, portanto não formam um par de ação e reação.

Alternativa correta: D.

Q30
Economia mensal com troca de lâmpadas

Há alguns anos a iluminação residencial era predominantemente feita por meio de lâmpadas incandescentes. Atualmente, dando-se atenção à política de preservação de bens naturais, estas lâmpadas estão sendo trocadas por outros tipos de lâmpadas muito mais econômicas, como as fluorescentes compactas e de LED. Numa residência usavam-se 10 lâmpadas incandescentes de 100 W que ficavam ligadas em média 5 horas por dia. Estas lâmpadas foram substituídas por 10 lâmpadas fluorescentes compactas que consomem 20 W cada uma e também ficam ligadas em média 5 horas por dia. Adotando o valor R$ 0,40 para o preço do quilowatt-hora, a economia que esta troca proporciona em um mês de trinta dias é de

A)R$ 18,00.
B)R$ 48,00.
C)R$ 60,00.
D)R$ 120,00.
E)R$ 248,00.

Gabarito oficial — Geral, 22/10/2016

B
Resolução comentada

A economia de potência de cada lâmpada é 100−20=80 W. Para dez lâmpadas:

$$\Delta P=10\cdot80=800\,\mathrm W=0{,}80\,\mathrm{kW}$$

Em 30 dias, o tempo de funcionamento é:

$$\Delta t=30\cdot5=150\,\mathrm h$$

$$\Delta E=0{,}80\cdot150=120\,\mathrm{kWh}$$

$$\text{economia}=120\cdot0{,}40=48{,}00\,\text{reais}$$

Alternativa correta: B.

Q41
Potência mínima para fundir e aquecer gelo

Um chef de cuisine precisa transformar 10 g de gelo a 0 °C em água a 40 °C em 10 minutos. Para isto utiliza uma resistência elétrica percorrida por uma corrente elétrica que fornecerá calor para o gelo. Supondo-se que todo calor fornecido pela resistência seja absorvido pelo gelo e desprezando-se perdas de calor para o meio ambiente e para o frasco que contém o gelo, a potência desta resistência deve ser, em watts, no mínimo, igual a: Dados: calor específico da água 1 cal/(g·°C), calor latente de fusão 80 cal/g e 1 cal=4 J.

A)4.
B)8.
C)10.
D)80.
E)120.

Gabarito oficial — Geral, 22/10/2016

B
Resolução comentada

O gelo já está a 0 °C. Primeiro recebe calor latente para fundir, depois calor sensível para aquecer a água.

$$Q_f=10\cdot80=800\,\mathrm{cal}$$

$$Q_a=10\cdot1{,}0\cdot40=400\,\mathrm{cal}$$

$$Q_{total}=1200\,\mathrm{cal}=4800\,\mathrm J$$

O prazo é de 10 minutos, equivalentes a 600 segundos.

$$P_{min}=\frac{4800}{600}=8{,}0\,\mathrm W$$

O calor específico do gelo não é usado porque sua temperatura inicial já é a de fusão.

Alternativa correta: B.

Q44
Altura máxima de um lançamento com dissipação

Na formação escolar é comum tratarmos de problemas ideais, como lançamentos verticais de objetos nos quais se despreza a resistência do ar. Mas podemos também abordar um problema destes sem esta simplificação. Um objeto é lançado verticalmente pra cima, a partir do solo, com velocidade 20 m/s. Na subida este objeto sofre uma perda de 15% em sua energia mecânica devido às forças dissipativas. Adotando-se g = 10 m/s², a altura máxima que será atingida por este objeto em relação ao solo será, em metros, de:

A)17.
B)10.
C)25.
D)8.
E)150.

Gabarito oficial — Geral, 22/10/2016

A
Resolução comentada

A energia mecânica inicial é apenas cinética, usando o solo como referência de energia potencial. Durante a subida, 15% é dissipado, sobrando 85%.

$$mgh=0{,}85\frac{mv_0^2}{2}$$

$$h=0{,}85\frac{20^2}{2\cdot10}=17\,\mathrm m$$

Sem dissipação, a altura seria 20 m. A perda energética reduz a altura máxima para 17 m.

Alternativa correta: A.

Q46
Sublimação do gelo seco

Uma revista traz a seguinte informação científica: O gás carbônico no estado sólido é também conhecido como “gelo seco”. Ao ser colocado na temperatura ambiente, ele sofre um fenômeno chamado sublimação, ou seja, passa diretamente do estado sólido para o estado gasoso. É correto afirmar que a sublimação é um fenômeno

A)químico, uma vez que o gás carbônico se transforma em água.
B)físico, uma vez que ocorreu transformação de substância.
C)físico, uma vez que não ocorreu transformação de substância.
D)químico, uma vez que ocorreu transformação de substância.
E)químico, uma vez que não ocorreu transformação de substância.

Gabarito oficial — Geral, 22/10/2016

C
Resolução comentada

A sublimação é a passagem direta do estado sólido para o gasoso.

No caso do gelo seco, as moléculas continuam sendo de CO₂. Muda o estado físico, enquanto a identidade química da substância é preservada.

Assim, é um fenômeno físico, pois não ocorre transformação em outra substância. O nome “gelo seco” não indica água congelada.

Alternativa correta: C.

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