FAMERP 2018 — Questões de Física comentadas — Método TEF
Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto
Vestibular 2018 · Prova de Conhecimentos Gerais, questões de Física (Q61–Q70) — resolução comentada Método TEF. O pacote-fonte fornecido não contém a prova discursiva deste ano.
Q61
Mecânica — Cinemática — Composição de velocidades
No interior de um vagão hermeticamente fechado que se move horizontalmente em trajetória retilínea com velocidade 4,0 m/s em relação ao solo, uma pessoa arremessa uma pequena esfera verticalmente para cima, com velocidade 3,0 m/s em relação ao vagão. (http://portaldoprofessor.mec.gov.br. Adaptado.) Desprezando o atrito com o ar, os módulos das velocidades da esfera, em relação ao solo, no ponto mais alto de sua trajetória e no instante em que retorna à mão da pessoa são, respectivamente,
A)4,0 m/s e 3,0 m/s.
B)zero e 5,0 m/s.
C)4,0 m/s e 5,0 m/s.
D)zero e 3,0 m/s.
E)5,0 m/s e zero.
Gabarito oficial / validado para a versão do caderno
C
Resolução
Em relação ao solo, a componente horizontal da velocidade da esfera é sempre $4\text{ m/s}$. No ponto mais alto, a componente vertical é nula, logo $v=4\text{ m/s}$. Ao retornar à mão, as componentes têm módulos $4$ e $3\text{ m/s}$; portanto, $v=\sqrt{4^2+3^2}=5\text{ m/s}$.
Q62
Mecânica — Dinâmica — Atrito em plano inclinado
Um caminhão transporta em sua carroceria um bloco de peso 5 000 N. Após estacionar, o motorista aciona o mecanismo que inclina a carroceria. Sabendo que o ângulo máximo em relação à horizontal que a carroceria pode atingir sem que o bloco deslize é θ, tal que sen θ = 0,60 e cos θ = 0,80, o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície da carroceria do caminhão vale
A)0,55.
B)0,15.
C)0,30.
D)0,40.
E)0,75.
Gabarito oficial / validado para a versão do caderno
E
Resolução
No limite de escorregamento, $mg\sin\theta=\mu_e mg\cos\theta$. Assim, $\mu_e=\tan\theta=0{,}60/0{,}80=0{,}75$.
Q63
Mecânica — Trabalho e Energia — Trabalho da força elástica por gráfico
A figura mostra o deslocamento horizontal de um bloco preso a uma mola, a partir da posição A e até atingir a posição C. (www.mundoeducacao.bol.uol.br. Adaptado.) O gráfico representa o módulo da força que a mola exerce sobre o bloco em função da posição deste. O trabalho realizado pela força elástica aplicada pela mola sobre o bloco, quando este se desloca da posição A até a posição B, é
A)0,60 J.
B)– 0,60 J.
C)– 0,30 J.
D)0,80 J.
E)0,30 J.
Gabarito oficial / validado para a versão do caderno
A
Resolução
O trabalho da mola de A até B é a área sob o gráfico $F\times x$ nesse intervalo, com sinal positivo porque força e deslocamento têm o mesmo sentido: $W=(8+4)\cdot0{,}10/2=0{,}60\text{ J}$.
Q64
Mecânica — Gravitação — Órbita circular de satélite
Um satélite de massa m foi colocado em órbita ao redor da Terra a uma altitude h em relação à superfície do planeta, com velocidade angular ω. (www.inpe.br. Adaptado.) Para que um satélite de massa 2·m possa ser colocado em órbita ao redor da Terra, na mesma altitude h, sua velocidade angular deve ser
A)$\dfrac{3\omega}{4}$
B)$\omega$
C)$2\omega$
D)$\dfrac{\omega}{2}$
E)$\dfrac{4\omega}{3}$
Gabarito oficial / validado para a versão do caderno
B
Resolução
Na mesma altitude, a aceleração gravitacional e o raio orbital são os mesmos. De $GMm/r^2=m\omega^2r$, a massa do satélite cancela; portanto, a velocidade angular continua sendo $\omega$.
Q65
Termologia — Calorimetria — Aquecimento e mistura com potência constante
Em um recipiente de capacidade térmica desprezível, 300 g de água, inicialmente a 20 ºC, foram aquecidos. Após 2,0 minutos, quando a temperatura da água era 40 ºC, mais 300 g de água a 20 ºC foram adicionados ao recipiente. Considerando que não ocorreu perda de calor da água para o meio e que a fonte fornece calor a uma potência constante durante o processo, o tempo decorrido, após a adição da água, para que a temperatura da água atingisse 80 ºC foi de
A)5,0 min.
B)14,0 min.
C)10,0 min.
D)15,0 min.
E)8,0 min.
Gabarito oficial / validado para a versão do caderno
C
Resolução
Nos primeiros $2\text{ min}$, a fonte eleva $300\text{ g}$ de água em $20^\circ\text{C}$. Ao adicionar mais $300\text{ g}$ a $20^\circ\text{C}$, o equilíbrio instantâneo fica em $30^\circ\text{C}$. Para levar $600\text{ g}$ de $30$ a $80^\circ\text{C}$, a energia requerida equivale a dez minutos da mesma fonte.
Q66
Termologia — Termodinâmica — Trabalho em diagrama P×V
Certa massa de gás ideal sofre a transformação cíclica 1-2-3-4-5-1 representada no diagrama de pressão (P) e volume (V). O trecho em que a força exercida pelo gás realiza o maior trabalho é
A)2-3.
B)4-5.
C)3-4.
D)1-2.
E)5-1.
Gabarito oficial / validado para a versão do caderno
D
Resolução
Em uma transformação isobárica, $W=P\Delta V$, isto é, a área sob o trecho horizontal no diagrama. O segmento 1–2 combina a maior pressão com expansão significativa e produz o maior trabalho positivo.
Q67
Óptica — Reflexão e Espelhos — Espelho côncavo e equação de Gauss
Um objeto luminoso encontra-se a 40 cm de uma parede e a 20 cm de um espelho côncavo, que projeta na parede uma imagem nítida do objeto, como mostra a figura. (www.geocities.ws. Adaptado.) Considerando que o espelho obedece às condições de nitidez de Gauss, a sua distância focal é
A)15 cm.
B)20 cm.
C)30 cm.
D)25 cm.
E)35 cm.
Gabarito oficial / validado para a versão do caderno
A
Resolução
O objeto está a $p=20\text{ cm}$ do espelho. A parede está $40\text{ cm}$ atrás do objeto, portanto a imagem real está a $q=60\text{ cm}$ do espelho. Pela equação de Gauss, $1/f=1/20+1/60$, logo $f=15\text{ cm}$.
A tabela mostra a classificação das ondas eletromagnéticas em função das suas frequências. Região do espectro Faixa de eletromagnético frequência (Hz) Ondas de rádio < $3{,}0\times10^{9}$ Micro-ondas $3{,}0\times10^{9}$ a $3{,}0\times10^{12}$ Infravermelho $3{,}0\times10^{12}$ a $4{,}3\times10^{14}$ Visível $4{,}3\times10^{14}$ a $7{,}5\times10^{14}$ Ultravioleta $7{,}5\times10^{14}$ a $3{,}0\times10^{17}$ Raios X $3{,}0\times10^{17}$ a $3{,}0\times10^{19}$ Raios gama > $3{,}0\times10^{19}$ (www.if.ufrgs.br. Adaptado.) Considere que as ondas eletromagnéticas se propagam pelo ar com velocidade $3{,}0\times10^{8}\ \text{m}/\text{s}$ aproximadamente e que um radar emite ondas eletromagnéticas de comprimento 2,0 cm. As ondas emitidas por esse radar são
A)infravermelho.
B)ultravioleta.
C)raios X.
D)micro-ondas.
E)ondas de rádio.
Gabarito oficial / validado para a versão do caderno
D
Resolução
$\lambda=2{,}0\text{ cm}=2{,}0\times10^{-2}\text{ m}$. Assim, $f=c/\lambda=3\times10^8/(2\times10^{-2})=1{,}5\times10^{10}\text{ Hz}$, faixa de micro-ondas.
Q69
Eletricidade — Eletrostática — Campo elétrico e movimento do elétron
A figura representa um elétron atravessando uma região onde existe um campo elétrico. O elétron entrou nessa região pelo ponto X e saiu pelo ponto Y, em trajetória retilínea. Sabendo que na região do campo elétrico a velocidade do elétron aumentou com aceleração constante, o campo elétrico entre os pontos X e Y tem sentido
A)de Y para X, com intensidade maior em Y.
B)de Y para X, com intensidade maior em X.
C)de Y para X, com intensidade constante.
D)de X para Y, com intensidade constante.
E)de X para Y, com intensidade maior em X.
Gabarito oficial / validado para a versão do caderno
C
Resolução
O elétron acelera de X para Y, então a força elétrica aponta de X para Y. Como sua carga é negativa, o campo aponta em sentido oposto, de Y para X. A aceleração constante implica força e campo de intensidade constante.
Q70
Eletricidade — Eletrodinâmica — Gerador real
Quando um gerador de força eletromotriz 12 V é ligado a um resistor R de resistência 5,8 Ω, uma corrente elétrica i de intensidade 2,0 A circula pelo circuito. A resistência interna desse gerador é igual a
A)0,40 Ω.
B)0,20 Ω.
C)0,10 Ω.
D)0,30 Ω.
E)0,50 Ω.
Gabarito oficial / validado para a versão do caderno
B
Resolução
A tensão nos terminais do resistor é $U=Ri=5{,}8\cdot2=11{,}6\text{ V}$. Para o gerador real, $\mathcal E=U+ri$; logo, $12=11{,}6+2r$, dando $r=0{,}20\,\Omega$.
