Unitau 2016.2 Cursos — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade de Taubaté

2016.2 Cursos · Vestibular de Inverno · Demais cursos · questões de Física (Q31–35) — resolução comentada Método TEF.

Q31
Mecânica — Cinemática — Movimento uniforme e distância percorrida

Em uma longa estrada reta, um veículo automotor desloca-se com velocidade constante de módulo $70\,\mathrm{km/h}$, durante $45$ minutos. É CORRETO afirmar que a distância percorrida nesse tempo foi de

A)$60{,}0\,\mathrm{km}$
B)$35{,}2\,\mathrm{km}$
C)$40{,}5\,\mathrm{km}$
D)$45{,}6\,\mathrm{km}$
E)$52{,}5\,\mathrm{km}$

Gabarito oficial

E
Resolução comentada

Como $45\,\mathrm{min}=0{,}75\,\mathrm{h}$:

$$d=v\,t$$

$$d=70\cdot0{,}75$$

$$d=52{,}5\,\mathrm{km}$$

Alternativa correta: E.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 1
Movimento uniforme.
M · Matemática — 1
Minutos em horas.
E · Etapas — 2
Converter tempo e calcular distância.
C · Contexto — 1
45 minutos e 70 km/h.
S · Sacada — 0
Aplicação direta.
D · Distratores — 1
Números sem grande sobreposição conceitual.
R · Relações — 0
Somente cinemática.
Q32
Mecânica — Gravitação — Aceleração da gravidade e raio do planeta

O planeta denominado Kepler 438b tem diâmetro $60\%$ maior do que o da Terra. É esférico e sua densidade é, aproximadamente, a mesma que a da Terra. Esse planeta está orbitando uma estrela $1{,}5$ milhões de vezes maior do que o Sol. Nessas condições, pode-se afirmar que, colocando $1\,\mathrm{kg}$ de massa na superfície do planeta Kepler 438b, a intensidade da força peso será

A)maior que a intensidade da força peso na superfície da Terra.
B)menor que a intensidade da força peso na superfície da Terra.
C)igual à intensidade da força peso na superfície da Terra.
D)negativa na superfície do planeta Kepler 438b.
E)nula na superfície do planeta Kepler 438b.

Gabarito oficial

A
Resolução comentada

Na superfície, $g=\dfrac{GM}{R^2}$ e, com densidade $\rho$ constante, $M=\rho\,\dfrac43\pi R^3$, logo:

$$g=\frac{4}{3}\pi G\rho\,R$$

Com a mesma densidade, $g$ é proporcional ao raio. O raio do planeta é $1{,}6$ vez o da Terra, então $g$ e o peso de $1\,\mathrm{kg}$ são $1{,}6$ vez maiores. A estrela que o planeta orbita não altera o peso na superfície, e o peso nunca é negativo nem nulo aí.

Limite do modelo: A comparação considera esferas de mesma densidade e despreza rotação e efeitos de maré da estrela. O dado sobre o tamanho da estrela é dispensável para o modelo solicitado.

Alternativa correta: A.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 2
Gravidade de esfera de densidade constante.
M · Matemática — 2
Proporção M com R³ e g com R.
E · Etapas — 2
Substituir massa e comparar.
C · Contexto — 2
Diâmetro 60% maior e densidade igual.
S · Sacada — 1
g cresce com raio para mesma densidade.
D · Distratores — 2
Massa do corpo e estrela são distrações.
R · Relações — 0
Somente gravitação.
Q33
Termologia — Gases — Panela de pressão

Item para estudo, fora da pontuação. A revisão editorial identificou ambiguidade. O gabarito documental foi preservado; consulte a resolução.

Um utensílio doméstico muito popular nas cozinhas brasileiras é a chamada “panela de pressão”. Esse instrumento é usado porque possibilita o cozimento de alimentos em intervalos de tempo menores do que os obtidos com as panelas convencionais. Assim, é possível economizar energia. Sobre o processo de cozimento de alimentos em “panelas de pressão” em fogões tradicionais a gás, é totalmente CORRETO afirmar que, no estágio final do cozimento,

A)as panelas de pressão mantêm os alimentos em seu interior à pressão constante, possibilitando que sejam atingidas temperaturas mais altas do que em panelas convencionais.
B)as panelas de pressão mantêm os alimentos em seu interior à temperatura constante, possibilitando que sejam atingidas temperaturas mais altas do que em panelas convencionais.
C)as panelas de pressão mantêm os alimentos em seu interior a volume constante, possibilitando que sejam mantidas temperaturas mais baixas do que em panelas convencionais.
D)as panelas de pressão mantêm os alimentos em seu interior a volume constante, possibilitando que sejam atingidas temperaturas mais altas do que em panelas convencionais.
E)as panelas de pressão mantêm os alimentos em seu interior à pressão constante, possibilitando que sejam mantidas temperaturas mais baixas do que em panelas convencionais.

Gabarito documental · com ressalva editorial

D
Resolução comentada

Uma panela de pressão é aproximadamente rígida. Ao aumentar a pressão interna, a temperatura de ebulição da água fica acima da obtida em uma panela aberta.

No estágio final usual, com água em ebulição e válvula operando, a válvula regula a pressão aproximadamente constante. A temperatura de ebulição também pode permanecer aproximadamente constante, em valor elevado.

Portanto, volume aproximadamente constante e pressão regulada não são descrições mutuamente exclusivas nessa situação. A alternativa documental não é a única defensável: a afirmação sobre pressão constante também descreve o regime final.

A ambiguidade é da seleção de uma única resposta, não da relação entre maior pressão e maior temperatura de ebulição. O item fica fora da pontuação editorial.

Por que o item não recebe pontuação?
F · Física — sem nota
Pressão e temperatura de ebulição.
M · Matemática — sem nota
Sem cálculo.
E · Etapas — sem nota
Considerar recipiente e válvula.
C · Contexto — sem nota
Estágio final com válvula reguladora.
S · Sacada — sem nota
Volume rígido e pressão regulada coexistem.
D · Distratores — sem nota
A, B e D podem ser defendidas sob regime de ebulição.
R · Relações — sem nota
Somente termologia.
Q34
Mecânica — Trabalho e energia — Potência média

Um halterofilista eleva um conjunto de barra e anilhas cuja massa total é de $200\,\mathrm{kg}$. Inicialmente, o conjunto estava em equilíbrio estático, apoiado sobre a superfície do piso. O halterofilista eleva o conjunto até uma altura de dois metros em relação ao piso. O movimento de elevação do conjunto foi realizado em um intervalo de tempo de quatro segundos. Considere o módulo da aceleração gravitacional terrestre como $10\,\mathrm{m/s^2}$. A potência média gasta pelo halterofilista para elevar o conjunto de barra e halteres foi de

A)$0{,}5\times10^{3}$ watts
B)$10^{2}$ watts
C)$10^{3}$ watts
D)$2\times10^{3}$ watts
E)$4\times10^{3}$ watts

Gabarito oficial

C
Resolução comentada

O trabalho realizado é a variação da energia potencial gravitacional:

$$\tau=m\,g\,h$$

$$\tau=200\cdot10\cdot2$$

$$\tau=4000\,\mathrm{J}$$

$$P_m=\frac{\tau}{\Delta t}$$

$$P_m=\frac{4000}{4}$$

$$P_m=10^{3}\,\mathrm{W}$$

Alternativa correta: C.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 2
Trabalho contra peso e potência média.
M · Matemática — 1
Produtos e divisão.
E · Etapas — 2
Obter mgh e dividir por tempo.
C · Contexto — 1
Potência mecânica útil e não metabólica.
S · Sacada — 0
Pressupor início e fim em repouso.
D · Distratores — 2
4000 J confunde trabalho e potência.
R · Relações — 0
Somente mecânica.
Q35
Óptica — Óptica física — Reflexão, refração, difração e polarização

Item para estudo, fora da pontuação. A revisão editorial identificou inconsistência. O gabarito documental foi preservado; consulte a resolução.

A chamada Ótica Física é o estudo dos fenômenos luminosos que podem ser compreendidos considerando-se a luz uma onda eletromagnética. São, usualmente, estudados dessa forma os fenômenos de reflexão, refração, absorção, difração e polarização. As afirmativas apresentadas a seguir abordam esses fenômenos. Identifique, dentre elas, a única afirmativa TOTALMENTE CORRETA.

A)A reflexão de uma onda luminosa, que acontece ao atingir uma superfície de separação de dois meios distintos de propagação, só ocorre porque a onda luminosa refletida apresentará velocidade diferente da velocidade da onda incidente, garantindo, assim, o Princípio de Fermat.
B)A refração de uma onda luminosa, que acontece ao atingir uma superfície de separação de dois meios distintos de propagação, só acontece porque a onda luminosa refratada apresentará velocidade diferente da velocidade da onda incidente, garantindo, assim, o Princípio de Fermat.
C)A difração de uma onda luminosa, que acontece ao atingir uma superfície de separação de dois meios distintos de propagação, só acontece porque a onda luminosa difratada apresentará velocidade diferente da velocidade da onda incidente, garantindo, assim, o Princípio de Fermat.
D)A refração ocorre quando, por exemplo, uma onda luminosa encontra uma fenda ou um obstáculo. Essa onda luminosa consegue contornar o obstáculo ou se espalha ao transpor uma fenda.
E)A polarização da luz deve-se à característica eletromagnética determinada pelos arranjos moleculares da substância do material polarizador, e essa polarização só é possível para as ondas longitudinais, como as ondas eletromagnéticas.

Gabarito documental · com ressalva editorial

A
Resolução comentada

Na reflexão, a onda permanece no mesmo meio e mantém a velocidade, de modo que afirmar que ela “só ocorre” porque a velocidade muda está errado. Na refração, a velocidade da luz muda ao passar para outro meio, e é isso que desvia o raio, em consonância com o Princípio de Fermat (caminho de tempo mínimo).

A difração é o contorno de obstáculos ou o espalhamento em fendas, e não ocorre por mudança de velocidade na separação de meios, e descrever a refração dessa maneira confunde os dois fenômenos. A polarização só ocorre com ondas transversais, e as ondas eletromagnéticas são transversais, não longitudinais.

Pela análise física, a afirmativa sobre a refração e a mudança de velocidade é a única sem erro. O gabarito oficial diverge dessa análise, e por isso a questão fica fora do desempenho.

Limite do modelo: No contexto usual, a descrição pretendida da refração está na segunda opção, não no gabarito documental. O princípio de Fermat refere-se a caminho de tempo óptico estacionário; não se deve defini-lo universalmente como mínimo.

Por que o item não recebe pontuação?
F · Física — sem nota
Reflexão, refração, difração e polarização.
M · Matemática — sem nota
Sem cálculo.
E · Etapas — sem nota
Verificar cada definição.
C · Contexto — sem nota
Comando exige afirmativa totalmente correta.
S · Sacada — sem nota
Fermat envolve tempo estacionário, não sempre mínimo.
D · Distratores — sem nota
A troca velocidade na reflexão.
R · Relações — sem nota
Somente óptica.
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