Caderno dos cursos que não são Medicina e gabarito oficial (arquivos 2017.1 e 2017.1_gab). Esta prova tem cinco questões de Física, numeradas de 31 a 35. Numeração, enunciados e alternativas preservados. Nas figuras das Q34 e Q35 o fundo amarelo do caderno foi removido. A prova de Medicina do mesmo semestre tem outras questões e está em outra página.
Q35: o gabarito oficial indica a alternativa B (E = 40 V), que contradiz o gráfico, em que a reta intercepta o eixo vertical em 100 V. Mantive o gabarito oficial e a questão fica fora do desempenho. As demais quatro questões têm gabarito compatível com a resolução.
Q31
Mecânica — Dinâmica — Plano inclinado com atrito
Um objeto, cujas dimensões são desprezíveis, desliza apoiado sobre uma superfície plana, formando um ângulo de $30^\circ$ com a superfície plana do solo, isto é, um plano inclinado. A massa do objeto é de $6\,\mathrm{kg}$, e a trajetória do movimento é uma linha reta. Considere desprezível o atrito entre o objeto e o ar. O movimento do objeto é devido somente à ação da força gravitacional terrestre e do atrito entre a superfície do objeto e do plano inclinado. Considere o objeto inicialmente em repouso; o módulo da aceleração gravitacional terrestre $10\,\mathrm{m/s^2}$; $\mathrm{sen}(30^\circ)=0{,}5$; $\cos(30^\circ)=0{,}87$.
Sobre o movimento de descida do objeto ao longo da superfície do plano inclinado, é TOTALMENTE CORRETO afirmar:
A)O módulo da aceleração de descida do objeto será igual ao da gravidade, se o atrito entre as superfícies do plano e do objeto for desprezível.
B)O módulo da aceleração de descida do objeto será maior do que o módulo da aceleração gravitacional terrestre, se o coeficiente de atrito cinético entre a superfície do objeto e do plano for de até $0{,}2$.
C)O módulo da aceleração de descida do objeto será maior do que o módulo da aceleração gravitacional terrestre, mesmo se o coeficiente de atrito cinético entre a superfície do objeto e do plano for desprezível.
D)O módulo da aceleração de descida do objeto será igual ao módulo da aceleração gravitacional terrestre, independentemente do valor do coeficiente de atrito cinético entre a superfície do objeto e do plano.
E)O módulo da aceleração de descida do objeto será menor do que o módulo da aceleração gravitacional terrestre, mesmo se o coeficiente de atrito cinético entre a superfície do objeto e do plano for desprezível.
Gabarito oficial
E
Resolução comentada
Ao longo do plano, $m a=m g\,\mathrm{sen}\,\theta-\mu\,m g\cos\theta$, então:
$$a=g\,(\mathrm{sen}\,30^\circ-\mu\cos30^\circ)$$
$$a=10\,(0{,}5-0{,}87\mu)$$
Sem atrito ($\mu=0$), $a=5\,\mathrm{m/s^2}$, que já é menor que $g$, e o atrito só reduz ainda mais essa aceleração. Portanto $a<g$ para qualquer $\mu\ge0$, e a massa não influencia.
Limite do modelo: A fórmula com atrito cinético pressupõe que o objeto já deslize para baixo. Não se pode extrapolar essa descrição para qualquer coeficiente e concluir que ele sempre começa a descer do repouso.
Alternativa correta: E.
Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 2
Componente do peso e atrito.
M · Matemática — 1
Comparação com g.
E · Etapas — 2
Projetar e comparar acelerações.
C · Contexto — 2
Plano de 30 graus.
S · Sacada — 1
Mesmo sem atrito a aceleração é g/2.
D · Distratores — 3
Todas as outras atribuem a maior ou igual a g.
R · Relações — 0
Somente dinâmica.
Q32
Mecânica — Trabalho e energia — Energia potencial elástica
Uma mola foi comprimida em $10\,\mathrm{cm}$ e, quando solta, foi usada para lançar um objeto, cujas dimensões são desprezíveis e cuja massa é de $200\,\mathrm{g}$. O objeto é lançado verticalmente para cima e atinge uma altura máxima de $4{,}0\,\mathrm{m}$ em relação ao ponto de compressão máxima da mola. Considere o módulo da aceleração gravitacional terrestre como $10\,\mathrm{m/s^2}$, e despreze qualquer tipo de atrito. A constante elástica da mola usada é de
A)$1{,}6\times10^{-2}\,\mathrm{N/m}$
B)$1{,}6\times10^{-1}\,\mathrm{N/m}$
C)$1{,}6\times10^{3}\,\mathrm{N/m}$
D)$1{,}6\times10^{4}\,\mathrm{N/m}$
E)$1{,}6\times10^{5}\,\mathrm{N/m}$
Gabarito oficial
C
Resolução comentada
Sem atrito, a energia elástica armazenada vira energia potencial gravitacional no ponto mais alto, e a altura vale $4{,}0\,\mathrm{m}$ desde a compressão máxima:
A figura a seguir mostra um raio de luz que incide sobre um prisma equilátero com um ângulo de incidência de $60$ graus.
Sabendo que o raio emergente forma um ângulo de $60$ graus com a normal à superfície na outra face do prisma, é CORRETO afirmar:
A)O deslocamento angular é de $60$ graus.
B)O deslocamento angular é nulo.
C)O deslocamento angular é de $30$ graus.
D)O deslocamento angular é de $90$ graus.
E)O deslocamento angular é de $45$ graus.
Gabarito oficial
A
Resolução comentada
O prisma equilátero tem ângulo de abertura $A=60^\circ$. Com incidência $i=60^\circ$ e emergência $e=60^\circ$, o desvio total é:
$$\delta=i+e-A$$
$$\delta=60^\circ+60^\circ-60^\circ$$
$$\delta=60^\circ$$
Isso equivale a somar o desvio de cada face, $(i-r)+(e-r)$ com $r=30^\circ$, o que dá $30^\circ+30^\circ$.
Alternativa correta: A.
Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 2
Desvio total em prisma.
M · Matemática — 1
Soma de ângulos.
E · Etapas — 2
Identificar abertura e somar desvios.
C · Contexto — 2
Prisma equilátero e ângulos com normais.
S · Sacada — 1
δ=i+e−A.
D · Distratores — 3
30 graus confunde um desvio parcial.
R · Relações — 0
Somente óptica.
Q34
Eletromagnetismo — Campo magnético — Força magnética sobre carga em movimento
Uma partícula carregada com carga $-Q$ e massa $m$ viaja com velocidade constante, quando mergulha numa região do espaço onde está presente somente o campo magnético $\vec B$. A figura mostra que a direção do campo aponta para a direção positiva do eixo $z$.
Segundo o referencial inercial $XY$ proposto, é CORRETO afirmar:
A)A partícula é acelerada ao longo do eixo $x$, no sentido de $x>0$.
B)A partícula é acelerada ao longo do eixo $x$, no sentido de $x<0$.
C)A partícula sofre um desvio na direção do eixo $y$, no sentido de $y>0$.
D)A partícula sofre um desvio na direção do eixo $y$, no sentido de $y<0$.
E)A partícula não sofre qualquer tipo de desvio.
Gabarito oficial
C
Resolução comentada
No instante de entrada, a velocidade aponta para +x e o campo para +z.
$$\vec F=q\,\vec v\times\vec B$$
$$\hat x\times\hat z=-\hat y$$
Como a carga é negativa, a força inicial aponta para +y.
Durante o movimento, a força permanece perpendicular à velocidade instantânea e curva a trajetória. Isso não significa que a componente x da aceleração permaneça nula em toda a órbita: a direção da velocidade muda continuamente.
Alternativa correta: C.
Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 2
Força magnética sobre carga negativa.
M · Matemática — 1
Orientação de produto vetorial.
E · Etapas — 2
Determinar v×B e inverter pelo sinal.
C · Contexto — 2
v em +x e B em +z na figura.
S · Sacada — 1
Sinal negativo reverte orientação.
D · Distratores — 3
±y e ausência de força são erros concretos.
R · Relações — 1
Magnetismo e dinâmica.
Q35
Eletricidade — Geradores — Curva característica de um gerador
Item para estudo, fora da pontuação. A revisão editorial identificou inconsistência. O gabarito documental foi preservado; consulte a resolução.
O gráfico abaixo mostra a diferença de potencial ($V$) fornecida por um gerador de resistência interna $r$ (medida em ohms, cujo símbolo é $\Omega$) e a força eletromotriz $E$ (medida em volts, cujo símbolo é V), alimentando um resistor ideal de carga, em função da corrente $i$, medida em ampère.
É CORRETO afirmar que os valores de $E$, $r$ e da corrente $i_c$ são, respectivamente,
A)$100\,\mathrm{V}$, $40\,\Omega$ e $2{,}5\,\mathrm{A}$
B)$40\,\mathrm{V}$, $40\,\Omega$ e $2{,}5\,\mathrm{A}$
C)$60\,\mathrm{V}$, $60\,\Omega$ e $2{,}5\,\mathrm{A}$
D)$40\,\mathrm{V}$, $60\,\Omega$ e $2{,}5\,\mathrm{A}$
E)$60\,\mathrm{V}$, $40\,\Omega$ e $2{,}5\,\mathrm{A}$
Gabarito documental · com ressalva editorial
B
Resolução comentada
A curva do gerador é $V=E-r\,i$. Em $i=0$ o gráfico marca $V=100\,\mathrm{V}$, logo $E=100\,\mathrm{V}$.
Em $i=1{,}5\,\mathrm{A}$, $V=40\,\mathrm{V}$, então:
$$r=\frac{E-V}{i}$$
$$r=\frac{100-40}{1{,}5}$$
$$r=40\,\Omega$$
A corrente $i_c$ é a de curto-circuito, em que $V=0$:
$$i_c=\frac{E}{r}$$
$$i_c=\frac{100}{40}$$
$$i_c=2{,}5\,\mathrm{A}$$
Esses valores diferem do gabarito oficial, que indica $E=40\,\mathrm{V}$, incompatível com o gráfico. Por isso a questão fica fora do desempenho.
