← Voltar às edições do Vestibular Anual

UNESP · 2008 — 1ª Fase — Questões de Física comentadas

Universidade Estadual Paulista

Vestibular 2008 · 12 questões de Física · Enunciados e figuras do caderno original.

Q37
Mecânica — Cinemática — Movimento uniforme e uniformemente variado

Os movimentos de dois veículos, I e II, estão registrados nos gráficos da figura.

Figura da questão 37 de Física — 1 2008 CG

Sendo os movimentos retilíneos, a velocidade do veículo II no instante em que alcança I é

A)

15 m/s.

B)

20 m/s.

C)

25 m/s.

D)

30 m/s.

E)

35 m/s.

Alternativa correta: D

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2008.

Resolução

Identifique o referencial, o intervalo de tempo e o tipo de movimento antes de escolher a relação matemática. Em gráficos, inclinação e área representam grandezas diferentes.

O veículo I tem v = 300/20 = 15 m/s.

O veículo II parte do repouso e encontra I em t = 15 s, na posição 225 m.

De 225 = at²/2, a = 2 m/s².

Assim, vII = at = 30 m/s.

Alternativa D.

Q38
Mecânica — Cinemática — Queda e frenagem

Em um aparelho simulador de queda livre de um parque de diversões, uma pessoa devidamente acomodada e presa a uma poltrona é abandonada a partir do repouso de uma altura h acima do solo. Inicia-se então um movimento de queda livre vertical, com todos os cuidados necessários para a máxima segurança da pessoa. Se g é a aceleração da gravidade, a altura mínima a partir da qual deve-se iniciar o processo de frenagem da pessoa, com desaceleração constante 3g, até o repouso no solo é

A)

h/8.

B)

h/6.

C)

h/5.

D)

h/4.

E)

h/2.

Alternativa correta: D

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2008.

Resolução

Identifique o referencial, o intervalo de tempo e o tipo de movimento antes de escolher a relação matemática. Em gráficos, inclinação e área representam grandezas diferentes.

Se y é a altura de início da frenagem, a queda livre fornece v² = 2g(h−y).

A frenagem até o solo exige v² = 2·3g·y.

Igualando, h−y = 3y, logo y = h/4.

Alternativa D.

Q39
Mecânica — Gravitação — Segunda lei de Kepler

A órbita de um planeta é elíptica e o Sol ocupa um de seus focos, como ilustrado na figura (fora de escala). As regiões limitadas pelos contornos OPS e MNS têm áreas iguais a A.

Figura da questão 39 de Física — 1 2008 CG

Se tOP e tMN são os intervalos de tempo gastos para o planeta percorrer os trechos OP e MN, respectivamente, com velocidades médias vOP e vMN, pode-se afirmar que

A)

tOP > tMN e vOP < vMN.

B)

tOP = tMN e vOP > vMN.

C)

tOP = tMN e vOP < vMN.

D)

tOP > tMN e vOP > vMN.

E)

tOP < tMN e vOP < vMN.

Alternativa correta: B

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2008.

Resolução

Use a distância ao centro do astro na lei $F=GMm/r^2$. Em órbitas, a gravidade fornece a aceleração orbital; para corpos em torno do mesmo astro, a terceira lei de Kepler relaciona período e raio orbital.

Áreas iguais são varridas em tempos iguais: tOP = tMN.

O trecho OP está mais próximo do Sol e tem maior velocidade média que MN.

Alternativa B.

Q40
Mecânica — Dinâmica — Equilíbrio de forças em subida e descida

Certos automóveis possuem um recurso destinado a manter a velocidade do veículo constante durante a viagem. Suponha que, em uma parte de uma estrada sem curvas, o veículo passe por um longo trecho em subida seguido de uma longa descida, sempre com velocidade constante. Desprezando o efeito de atrito com o ar e supondo que o controle da velocidade é atribuído exclusivamente ao motor, considere as afirmações: I. Durante o percurso, a resultante das forças aplicadas sobre o automóvel é constante e não nula. II. Durante o percurso, a resultante das forças aplicadas sobre o automóvel é nula. III. A força tangencial aplicada pela pista às rodas tem mesmo sentido da velocidade na descida e contrário na subida. Estão corretas as afirmações:

A)

II, apenas.

B)

I e II, apenas.

C)

I e III, apenas.

D)

II e III, apenas.

E)

I, II e III.

Alternativa correta: A

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2008.

Resolução

Aplique a segunda lei de Newton à resultante, $\sum\vec F=m\vec a$. A direção da aceleração determina qual componente da força deve ser considerada; uma força isolada não representa necessariamente a resultante.

No modelo dos trechos retilíneos com velocidade constante, a aceleração é nula e a resultante é zero.

Na subida, a força tangencial da pista favorece o movimento; na descida, ela se opõe ao movimento.

Somente II está correta.

Alternativa A.

Q41
Mecânica — Trabalho e Energia — Potência mecânica

O teste Margaria de corrida em escada é um meio rápido de medida de potência anaeróbica de uma pessoa. Consiste em fazê-la subir uma escada de dois em dois degraus, cada um com 18 cm de altura, partindo com velocidade máxima e constante de uma distância de alguns metros da escada. Quando pisa no 8.º degrau, a pessoa aciona um cronômetro, que se desliga quando pisa no 12.º degrau. Se o intervalo de tempo registrado para uma pessoa de 70 kg foi de 2,8 s e considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, a potência média avaliada por este método foi de

A)

180 W.

B)

220 W.

C)

432 W.

D)

500 W.

E)

644 W.

Alternativa correta: A

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2008.

Resolução

Organize o balanço de energia, considerando o trabalho das forças e eventuais perdas. A potência média é energia transferida por tempo, $P_m=\Delta E/\Delta t$, e rendimento compara energia útil com energia fornecida.

A subida cronometrada vai do 8.º ao 12.º degrau: Δh = 4·0,18 = 0,72 m.

P = mgΔh/Δt = 70·10·0,72/2,8 = 180 W.

Alternativa A.

Q42
Mecânica — Hidrostática — Pressão hidrostática

Para que se administre medicamento via endovenosa, o frasco deve ser colocado a uma certa altura acima do ponto de aplicação no paciente. O frasco fica suspenso em um suporte vertical com pontos de fixação de altura variável e se conecta ao paciente por um cateter, por onde desce o medicamento. A pressão na superfície livre é a pressão atmosférica; no ponto de aplicação no paciente, a pressão deve ter um valor maior do que a atmosférica. Considere que dois medicamentos diferentes precisam ser administrados. O frasco do primeiro foi colocado em uma posição tal que a superfície livre do líquido encontra-se a uma altura h do ponto de aplicação. Para aplicação do segundo medicamento, de massa específica 1,2 vezes maior que a do anterior, a altura de fixação do frasco deve ser outra. Tomando h como referência, para a aplicação do segundo medicamento deve-se

A)

diminuir a altura de h/5.

B)

diminuir a altura de h/6.

C)

aumentar a altura de h/5.

D)

aumentar a altura de 2h/5.

E)

aumentar a altura de h/6.

Alternativa correta: B

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2008.

Resolução

Distinga pressão, força e empuxo. Em um líquido em repouso, a diferença de pressão é $\Delta p=\rho g\Delta h$; o empuxo corresponde ao peso do fluido deslocado.

Para manter a mesma pressão no ponto de aplicação, ρ₁gh = 1,2ρ₁gh₂.

Logo, h₂ = 5h/6: a altura deve diminuir em h/6.

Alternativa B.

Q43
Termologia — Propagação de Calor — Transferência de calor por radiação

Um corpo I é colocado dentro de uma campânula de vidro transparente evacuada. Do lado externo, em ambiente à pressão atmosférica, um corpo II é colocado próximo à campânula, mas não em contato com ela, como mostra a figura.

Figura da questão 43 de Física — 1 2008 CG

As temperaturas dos corpos são diferentes e os pinos que os sustentam são isolantes térmicos. Considere as formas de transferência de calor entre esses corpos e aponte a alternativa correta.

A)

Não há troca de calor entre os corpos I e II porque não estão em contato entre si.

B)

Não há troca de calor entre os corpos I e II porque o ambiente no interior da campânula está evacuado.

C)

Não há troca de calor entre os corpos I e II porque suas temperaturas são diferentes.

D)

Há troca de calor entre os corpos I e II e a transferência se dá por convecção.

E)

Há troca de calor entre os corpos I e II e a transferência se dá por meio de radiação eletromagnética.

Alternativa correta: E

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2008.

Resolução

Condução, convecção e radiação têm mecanismos diferentes. A convecção envolve transporte de matéria; a radiação pode transportar energia através do vácuo.

A radiação eletromagnética pode atravessar o vácuo e transferir energia entre os corpos.

Condução e convecção não explicam a transferência entre os corpos separados pela região evacuada.

Alternativa E.

Q44
Termologia — Termodinâmica — Primeira lei da termodinâmica

Um recipiente contendo um certo gás tem seu volume aumentado graças ao trabalho de 1664 J realizado pelo gás. Neste processo, não houve troca de calor entre o gás, as paredes e o meio exterior. Considerando que o gás seja ideal, a energia de 1 mol desse gás e a sua temperatura obedecem à relação U = 20,8T, onde a temperatura T é medida em kelvins e a energia U em joules. Pode-se afirmar que nessa transformação a variação de temperatura de um mol desse gás, em kelvins, foi de

A)

50.

B)

– 60.

C)

– 80.

D)

100.

E)

90.

Alternativa correta: C

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2008.

Resolução

Adotando trabalho positivo quando realizado pelo gás, a primeira lei é $\Delta U=Q-W$. Em um processo adiabático, $Q=0$, mas trabalho e variação de energia interna podem ser diferentes de zero.

Como Q = 0 e o gás realiza 1664 J de trabalho, ΔU = Q−W = −1664 J.

De ΔU = 20,8ΔT, ΔT = −1664/20,8 = −80 K.

Alternativa C.

Q45
Óptica — Lentes — Dispersão e distância focal

Três feixes paralelos de luz, de cores vermelha, amarela e azul, incidem sobre uma lente convergente de vidro crown, com direções paralelas ao eixo da lente. Sabe-se que o índice de refração n desse vidro depende do comprimento de onda da luz, como mostrado no gráfico da figura.

Figura da questão 45 de Física — 1 2008 CG

Após atravessar a lente, cada feixe irá convergir para um ponto do eixo, a uma distância f do centro da lente. Sabendo que os comprimentos de onda da luz azul, amarela e vermelha são 450 nm, 575 nm e 700 nm respectivamente, pode-se afirmar que

A)

fazul = famarelo = fvermelho.

B)

fazul = famarelo < fvermelho.

C)

fazul > famarelo > fvermelho.

D)

fazul < famarelo < fvermelho.

E)

fazul = famarelo > fvermelho.

Alternativa correta: D

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2008.

Resolução

Identifique o tipo de lente e a natureza da imagem. Quando aplicável, use $1/f=1/p+1/p\prime$ e o aumento $A=-p\prime/p$, mantendo a convenção de sinais.

O gráfico mostra nazul > namarelo > nvermelho.

Para a mesma lente, a vergência aumenta com n−1.

Assim, fazul < famarelo < fvermelho.

Alternativa D.

Q46
Ondulatória — Conceitos Básicos — Refração de ondas

Considere um lago onde a velocidade de propagação das ondas na superfície não dependa do comprimento de onda, mas apenas da profundidade. Essa relação pode ser dada por $v=\sqrt{gd}$, onde g é a aceleração da gravidade e d é a profundidade. Duas regiões desse lago têm diferentes profundidades, como ilustrado na figura.

Figura da questão 46 de Física — 1 2008 CG

O fundo do lago é formado por extensas plataformas planas em dois níveis; um degrau separa uma região com 2,5 m de profundidade de outra com 10 m de profundidade. Uma onda plana, com comprimento de onda λ, forma-se na superfície da região rasa do lago e propaga-se para a direita, passando pelo desnível. Considerando que a onda em ambas as regiões possui mesma freqüência, pode-se dizer que o comprimento de onda na região mais profunda é

A)

λ/2.

B)

2λ.

C)

λ.

D)

3λ/2.

E)

2λ/3.

Alternativa correta: B

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2008.

Resolução

Relacione velocidade, comprimento de onda e frequência por $v=\lambda f$. Interprete a configuração espacial e o instante representado; a distância entre cristas não é necessariamente a distância total marcada no desenho.

A velocidade é proporcional à raiz da profundidade.

De 2,5 m para 10 m, v₂/v₁ = √(10/2,5) = 2.

A frequência se conserva, portanto o comprimento de onda também dobra: 2λ.

Alternativa B.

Q47
Eletricidade — Eletrostática — Trabalho e potencial elétrico

A figura é a intersecção de um plano com o centro C de um condutor esférico e com três superfícies equipotenciais ao redor desse condutor.

Figura da questão 47 de Física — 1 2008 CG

Uma carga de 1,6 × 10–19 C é levada do ponto M ao ponto N. O trabalho realizado para deslocar essa carga foi de

A)

3,2 × 10–20J.

B)

16,0 × 10–19J.

C)

8,0 × 10–19J.

D)

4,0 × 10–19J.

E)

3,2 × 10–18J.

Alternativa correta: C

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2008.

Resolução

Examine os sinais das cargas e os sentidos das forças. A força elétrica é $\vec F=q\vec E$; a lei de Coulomb depende do produto das cargas e do quadrado da distância.

M está na equipotencial de 5 V e N na de 10 V.

O trabalho necessário para transportar a carga positivamente contra o campo é q(VN−VM) = 1,6×10⁻¹⁹·5 = 8×10⁻¹⁹ J.

O trabalho da força elétrica tem sinal oposto.

Alternativa C.

Q48
Eletricidade — Magnetismo — Trajetórias em campo magnético

Uma mistura de substâncias radiativas encontra-se confinada em um recipiente de chumbo, com uma pequena abertura por onde pode sair um feixe paralelo de partículas emitidas. Ao saírem, três tipos de partícula, 1, 2 e 3, adentram uma região de campo magnético uniforme B com velocidades perpendiculares às linhas de campo magnético e descrevem trajetórias conforme ilustradas na figura.

Figura da questão 48 de Física — 1 2008 CG

Considerando a ação de forças magnéticas sobre cargas elétricas em movimento uniforme, e as trajetórias de cada partícula ilustradas na figura, pode-se concluir com certeza que

A)

as partículas 1 e 2, independentemente de suas massas e velocidades, possuem necessariamente cargas com sinais contrários e a partícula 3 é eletricamente neutra (carga zero).

B)

as partículas 1 e 2, independentemente de suas massas e velocidades, possuem necessariamente cargas com sinais contrários e a partícula 3 tem massa zero.

C)

as partículas 1 e 2, independentemente de suas massas e velocidades, possuem necessariamente cargas de mesmo sinal e a partícula 3 tem carga e massa zero.

D)

as partículas 1 e 2 saíram do recipiente com a mesma velocidade.

E)

as partículas 1 e 2 possuem massas iguais, e a partícula 3 não possui massa.

Alternativa correta: A

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2008.

Resolução

A força magnética sobre uma carga em movimento é $\vec F=q\vec v\times\vec B$. Seu sentido depende do sinal da carga; quando fornece a resultante centrípeta, altera a direção do movimento.

Com velocidades iniciais na mesma direção, os desvios para lados opostos revelam cargas de sinais contrários.

A partícula 3 não se desvia apesar de entrar perpendicularmente ao campo, portanto é eletricamente neutra.

O desenho não permite deduzir massas ou velocidades iguais.

Alternativa A.

↑ Voltar ao topo