Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

FTT 2019.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Faculdade de Tecnologia Termomecânica · São Bernardo do Campo/SP

Processo Seletivo 2019.2 (prova de 09/06/2019) · Prova de Conhecimentos Gerais — questões de Física (Q1 a Q8) com gabarito e resolução comentada Método TEF.

Q01
Mecânica — Cinemática — Velocidades de uma placa de radar

Observe a figura, onde se destaca uma placa de fiscalização eletrônica de velocidade.

Placa de fiscalização eletrônica de velocidade: 80 km/h para veículos leves e 60 km/h para veículos pesados.

No Sistema Internacional de Unidades, os valores indicados na placa estão compreendidos no intervalo de

A)15 m/s a 25 m/s.
B)18 m/s a 22 m/s.
C)10 m/s a 20 m/s.
D)18 m/s a 32 m/s.
E)20 m/s a 50 m/s.

Gabarito

A
Resolução comentada

Para converter km/h em m/s, divide-se por 3,6:

$$80\ \mathrm{km/h}=\dfrac{80}{3{,}6}\approx22{,}2\ \mathrm{m/s}\qquad 60\ \mathrm{km/h}=\dfrac{60}{3{,}6}\approx16{,}7\ \mathrm{m/s}$$

Os dois valores, 16,7 m/s e 22,2 m/s, ficam entre 15 m/s e 25 m/s. Os intervalos que começam em 18 m/s ou 20 m/s deixam de fora o valor 16,7 m/s.

Q02
Mecânica — Cinemática — Gráfico da aceleração de um móvel

O gráfico representa a variação da velocidade escalar de um móvel em função do tempo, sendo t1 o instante em que a reta intercepta o eixo do tempo.

Gráfico v por t: reta decrescente que parte de um valor positivo e cruza o eixo do tempo em t1.

A alternativa que representa corretamente o gráfico da aceleração escalar desse móvel, também em função do tempo, é:

A)Gráfico a por t: reta crescente que cruza o eixo em t1.
B)Gráfico a por t: reta decrescente que cruza o eixo em t1.
C)Gráfico a por t: reta horizontal constante acima do eixo do tempo.
D)Gráfico a por t: reta horizontal constante abaixo do eixo do tempo.
E)Gráfico a por t: curva com concavidade para cima, que cruza o eixo em t1.

Gabarito

D
Resolução comentada

A aceleração escalar é a inclinação do gráfico v × t:

$$a=\dfrac{\Delta v}{\Delta t}$$

A reta tem inclinação constante, e a velocidade diminui. A aceleração é, portanto, constante e negativa: uma reta horizontal abaixo do eixo do tempo.

Q03
Mecânica — Dinâmica — Blocos ligados por polia

A ilustração mostra dois blocos, A, de 40 kg, e B, de 20 kg, estando A apoiado sobre um plano inclinado sem atrito, enquanto B está pendurado numa corda ideal que interliga os dois blocos.

Bloco A sobre um plano inclinado de 30°, ligado por uma corda que passa por uma polia ideal a um bloco B pendurado.

A polia por onde a corda passa sem deslizar também é ideal, e a aceleração da gravidade é igual a 10 m/s2. É dado que $\mathrm{sen}\,30^\circ=\dfrac{1}{2}$ e $\cos30^\circ=\dfrac{\sqrt3}{2}$. Sabendo que os dois blocos foram liberados do repouso, a alternativa que descreve corretamente o que se seguirá é:

A)os dois blocos se manterão em repouso.
B)o bloco A subirá sobre o plano inclinado com aceleração 2 m/s2.
C)o bloco A descerá sobre o plano inclinado com aceleração 2 m/s2.
D)o bloco B descerá com velocidade constante igual a 2 m/s.
E)o bloco B subirá com velocidade constante igual a 2 m/s.

Gabarito

A
Resolução comentada

A força que puxa B para baixo é o seu peso:

$$P_B=m_B\,g=20\cdot10=200\ \mathrm{N}$$

A força que puxa A para baixo ao longo do plano é a componente do peso:

$$P_{A,x}=m_A\,g\,\mathrm{sen}\,30^\circ=40\cdot10\cdot\dfrac12=200\ \mathrm{N}$$

As duas forças têm o mesmo valor e sentidos opostos ao longo da corda. A resultante é nula e, como os blocos partem do repouso, permanecem em repouso.

Q04
Mecânica — Energia — Velocidade de um patinador no declive

Considere o patinador da figura lançando-se horizontalmente sobre uma superfície de gelo sem atrito, inicialmente a 40 metros de altitude e com velocidade 20 m/s, como mostra a figura.

Patinador no alto, a 40 m de altitude, com velocidade de 20 m/s, descendo um declive até a altitude de 15 m.

A aceleração da gravidade é igual a 10 m/s2 e não há dissipação de energia mecânica em todo o movimento do patinador, considerado como um ponto material. Sabendo que ele atinge o declive a 15 metros de altitude, a alternativa que indica corretamente sua velocidade, nesse instante, é

A)25 m/s.
B)30 m/s.
C)35 m/s.
D)40 m/s.
E)45 m/s.

Gabarito

B
Resolução comentada

Sem dissipação, a energia mecânica se conserva. A massa se cancela:

$$\dfrac{v_0^{2}}{2}+g\,h_0=\dfrac{v^{2}}{2}+g\,h$$

$$v^{2}=v_0^{2}+2\,g\,(h_0-h)=20^{2}+2\cdot10\cdot25=900$$

$$v=30\ \mathrm{m/s}$$

Q05
Hidrostática — Empuxo — Densidade do caroço de um corpo que flutua

Considere um corpo esférico, constituído de casca e caroço, ambos homogêneos e de mesmo volume, mas feitos com materiais diferentes, como mostra a figura.

Corpo esférico formado por uma casca e um caroço, indicados por setas.

Verifica-se que, quando colocado na superfície da água, o corpo flutua com 60% de seu volume total submerso. Sendo a densidade absoluta da água igual a 1,0 kg/L, e a densidade absoluta do material que constitui a casca igual a 0,4 kg/L, a alternativa que indica corretamente a densidade absoluta do material que constitui o caroço é

A)0,4 kg/L.
B)0,6 kg/L.
C)0,8 kg/L.
D)1,0 kg/L.
E)1,2 kg/L.

Gabarito

C
Resolução comentada

Na flutuação, o empuxo é igual ao peso:

$$\mu_{\acute{a}gua}\,(0{,}6\,V)\,g=\mu_{corpo}\,V\,g\ \Rightarrow\ \mu_{corpo}=0{,}6\ \mathrm{kg/L}$$

Com a casca e o caroço de mesmo volume, a densidade do corpo é a média das duas:

$$\mu_{corpo}=\dfrac{\mu_{\text{casca}}+\mu_{\text{caroço}}}{2}\ \Rightarrow\ 0{,}6=\dfrac{0{,}4+\mu_{\text{caroço}}}{2}$$

$$\mu_{\text{caroço}}=0{,}8\ \mathrm{kg/L}$$

Q06
Termologia — Calorimetria — Temperatura de um forno

Com o propósito de medir a temperatura de um forno, um fragmento de ferro é inserido em seu interior, sendo aí deixado um tempo suficiente para que entre em equilíbrio térmico com o forno. Num dado momento, o fragmento é retirado do forno e rapidamente jogado dentro de um calorímetro ideal, contendo água inicialmente a 20 ºC e com uma massa igual à do fragmento de ferro. O calor específico do ferro é 0,12 cal/(g · ºC) e da água é 1,0 cal/(g · ºC). Após um certo tempo, verifica-se que a temperatura de equilíbrio térmico entre o ferro e a água é igual a 80 ºC. Sabendo que durante a passagem do forno para o calorímetro não houve variação de temperatura no fragmento de ferro e que a troca de calor ocorreu apenas entre o ferro e a água, a alternativa que indica corretamente a temperatura do forno é:

A)320 ºC.
B)410 ºC.
C)460 ºC.
D)540 ºC.
E)580 ºC.

Gabarito

E
Resolução comentada

O calor cedido pelo ferro é igual ao calor recebido pela água, com a mesma massa m:

$$m\,c_{Fe}\,(T-80)=m\,c_{\acute{a}gua}\,(80-20)$$

$$0{,}12\,(T-80)=1{,}0\cdot60\ \Rightarrow\ T-80=500$$

$$T=580\ ^\circ\mathrm{C}$$

Q07
Ondulatória — Ondas — Harmônicos de uma corda

A figura mostra os primeiros quatro modos de vibração de uma corda em regime estacionário e com os dois extremos fixos, onde V é o ventre, e N, o nó da onda.

Corda de comprimento L com os quatro primeiros harmônicos, com 1, 2, 3 e 4 ventres.

Sendo L a distância entre os dois extremos fixos no modo fundamental, o comprimento de onda no décimo harmônico será de

A)0,1 L.
B)0,2 L.
C)0,3 L.
D)0,4 L.
E)0,5 L.

Gabarito

B
Resolução comentada

No modo fundamental, a corda de comprimento L tem meio comprimento de onda: $\lambda_1=2L$.

No harmônico de ordem n, a corda tem n meios comprimentos de onda:

$$L=n\,\dfrac{\lambda_n}{2}\ \Rightarrow\ \lambda_n=\dfrac{2L}{n}$$

$$\lambda_{10}=\dfrac{2L}{10}=0{,}2\,L$$

Q08
Eletricidade — Eletrodinâmica — Circuito com dois geradores

A figura mostra um circuito elétrico formado por duas malhas, havendo um gerador elétrico em cada uma.

Circuito com três ramos: à esquerda, resistor de 0,5 Ω com 2 A para baixo e gerador de 5 V no alto; no meio, resistor R com corrente I para cima; à direita, resistor de 3 Ω com 6 A para baixo e gerador U na parte de baixo.

Sabendo que as setas indicam os sentidos reais das correntes elétricas nestes ramos, a alternativa que apresenta os valores corretos de I, R e U, respectivamente, é

A)5 A ; 1,0 Ω ; 12 V.
B)5 A ; 1,2 Ω ; 14 V.
C)8 A ; 1,0 Ω ; 10 V.
D)8 A ; 0,5 Ω ; 22 V.
E)10 A ; 5 Ω ; 9 V.

Gabarito

D
Resolução comentada

No nó superior, as correntes de 2 A e 6 A saem para baixo e a corrente I chega pelo ramo do meio:

$$I=2+6=8\ \mathrm{A}$$

Malha da esquerda: a corrente atravessa o gerador de 5 V no sentido de seu polo positivo, ganhando 5 V, e perde $0{,}5\cdot2=1$ V no resistor de 0,5 Ω:

$$5-0{,}5\cdot2-R\,I=0\ \Rightarrow\ R\cdot8=4\ \Rightarrow\ R=0{,}5\ \Omega$$

Malha da direita: a corrente atravessa o gerador U ganhando U e perde nos resistores de 3 Ω e R:

$$U-3\cdot6-R\,I=0\ \Rightarrow\ U=18+0{,}5\cdot8=22\ \mathrm{V}$$

Ressalva: o enunciado informa que as setas indicam os sentidos reais das correntes, e a resolução usa essas orientações para determinar os sinais dos termos de cada malha.

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