Prof. Ricardo BastosMétodo TEF-MED
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UNESP · 2010 — 1ª Fase — Questões de Física comentadas

Universidade Estadual Paulista

Vestibular 2010 · 7 questões de Física · Enunciados e figuras do caderno original.

Q69
Mecânica — Dinâmica — Aceleração centrípeta

Curvas com ligeiras inclinações em circuitos automobilísticos são indicadas para aumentar a segurança do carro a altas velocidades, como, por exemplo, no Talladega Superspeedway, um circuito utilizado para corridas promovidas pela NASCAR (National Association for Stock Car Auto Racing). Considere um carro como sendo um ponto material percorrendo uma pista circular, de centro C, inclinada de um ângulo a e com raio R, constantes, como mostra a figura, que apresenta a frente do carro em um dos trechos da pista.

Figura da questão 69 de Física — 1 2010 CG

Se a velocidade do carro tem módulo constante, é correto afirmar que o carro

A)

não possui aceleração vetorial.

B)

possui aceleração com módulo variável, direção radial e no sentido para o ponto C.

C)

possui aceleração com módulo variável e tangente à trajetória circular.

D)

possui aceleração com módulo constante, direção radial e no sentido para o ponto C.

E)

possui aceleração com módulo constante e tangente à trajetória circular.

Alternativa correta: D

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2010.

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 movimento circular uniforme, a velocidade muda de direção.

A aceleração é centrípeta, aponta para C e tem módulo constante v²/R.

Alternativa D.

Q70
Termologia — Termometria — Calibração linear do termoscópio

Um termoscópio é um dispositivo experimental, como o mostrado na figura, capaz de indicar a temperatura a partir da variação da altura da coluna de um líquido que existe dentro dele. Um aluno verificou

Termoscópio com coluna de líquido e bulbo

que, quando a temperatura na qual o termoscópio estava submetido era de 10oC, ele indicava uma altura de 5 mm. Percebeu ainda que, quando a altura havia aumentado para 25 mm, a temperatura era de 15 °C. Quando a temperatura for de 20oC, a altura da coluna de líquido, em mm, será de

A)

25.

B)

30.

C)

35.

D)

40.

E)

45.

Alternativa correta: E

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2010.

Resolução

Uma escala termométrica é construída a partir de pontos de calibração. Distinga temperatura de intervalo de temperatura: deslocamentos entre origens das escalas não entram na conversão de uma variação.

Entre 10 °C e 15 °C, a altura passa de 5 mm para 25 mm.

A taxa é (25−5)/(15−10) = 4 mm/°C.

Para 20 °C, h = 5+4(20−10) = 45 mm.

Alternativa E.

Q71
Óptica — Princípios da Óptica Geométrica — Visibilidade de raios luminosos

Um professor de física propôs aos seus alunos que idealizassem uma experiência relativa ao fenômeno luminoso. Pediu para que eles se imaginassem numa sala completamente escura, sem qualquer material em suspensão no ar e cujas paredes foram pintadas com uma tinta preta ideal, capaz de absorver toda a luz que incidisse sobre ela. Em uma das paredes da sala, os alunos deveriam imaginar uma fonte de luz emitindo um único raio de luz branca que incidisse obliquamente em um extenso espelho plano ideal, capaz de refletir toda a luz nele incidente, fixado na parede oposta àquela na qual o estudante estaria encostado (observe a figura).

Figura da questão 71 de Física — 1 2010 CG

Se tal experiência pudesse ser realizada nas condições ideais propostas pelo professor, o estudante dentro da sala

A)

enxergaria somente o raio de luz.

B)

enxergaria somente a fonte de luz.

C)

não enxergaria nem o espelho, nem o raio de luz.

D)

enxergaria somente o espelho em toda sua extensão.

E)

enxergaria o espelho em toda sua extensão e também o raio de luz.

Alternativa correta: C

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2010.

Resolução

Trace os caminhos pelos quais a luz alcança o observador ou a região examinada. Propagação, espalhamento, sombra e resolução visual exigem interpretar a geometria indicada.

Para enxergar um objeto, luz proveniente dele deve chegar aos olhos.

Sem partículas que espalhem luz e sem o raio refletido dirigido ao observador, ele não enxerga o raio nem o espelho.

Alternativa C.

Q72
Óptica — Lentes — Telescópio de Galileu

Escolhido como o Ano Internacional da Astronomia, 2009 marcou os 400 anos do telescópio desenvolvido pelo físico e astrônomo italiano Galileu Galilei. Tal instrumento óptico é constituído de duas lentes: uma convergente (objetiva) e outra divergente (ocular). A tabela indica o perfil de 4 lentes I, II, III e IV que um aluno dispõe para montar um telescópio como o de Galileu.

Figura da questão 72 de Física — 1 2010 CG

Para que o telescópio montado pelo aluno represente adequadamente um telescópio semelhante ao desenvolvido por Galileu, ele deve utilizar a lente

A)

I como objetiva e a lente II como ocular.

B)

II como objetiva e a lente I como ocular.

C)

I como objetiva e a lente IV como ocular.

D)

III como objetiva e a lente I como ocular.

E)

III como objetiva e a lente IV como ocular.

Alternativa correta: A

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2010.

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.

A objetiva deve ser convergente e a ocular divergente.

Para lentes de vidro no ar, a biconvexa I é convergente e a plano-côncava II é divergente.

Portanto, I é a objetiva e II a ocular.

Alternativa A.

Q73
Eletricidade — Eletrostática — Eletrização por contato e indução

Um dispositivo simples capaz de detectar se um corpo está ou não eletrizado, é o pêndulo eletrostático, que pode ser feito com uma pequena esfera condutora suspensa por um fio fino e isolante. Um aluno, ao aproximar um bastão eletrizado do pêndulo, observou que ele foi repelido (etapa I). O aluno segurou a esfera do pêndulo com suas mãos, descarregando-a e, então, ao aproximar novamente o bastão, eletrizado com a mesma carga inicial, percebeu que o pêndulo foi atraído (etapa II). Após tocar o bastão, o pêndulo voltou a sofrer repulsão (etapa III). A partir dessas informações, considere as seguintes possibilidades para a carga elétrica presente na esfera do pêndulo:

Figura da questão 73 de Física — 1 2010 CG

Somente pode ser considerado verdadeiro o descrito nas possibilidades

A)

1 e 3.

B)

1 e 2.

C)

2 e 4.

D)

4 e 5.

E)

2 e 5.

Alternativa correta: E

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2010.

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.

Na etapa I, a repulsão exige esfera e bastão com cargas de mesmo sinal.

Na II, a esfera descarregada está neutra e é atraída por indução.

Na III, após contato, adquire o sinal do bastão e volta a ser repelida.

As possibilidades compatíveis são 2 e 5.

Alternativa E.

Q74
Eletricidade — Magnetismo — Raio no movimento de carga

Uma tecnologia capaz de fornecer altas energias para partículas elementares pode ser encontrada nos aceleradores de partículas, como, por exemplo, nos cíclotrons. O princípio básico dessa tecnologia consiste no movimento de partículas eletricamente carregadas submetidas a um campo magnético perpendicular à sua trajetória. Um cíclotron foi construído de maneira a utilizar um campo magnético uniforme, B , de módulo constante igual a 1,6 T, capaz de gerar uma força magnética, F , sempre perpendicular à velocidade da partícula. Considere que esse campo magnético, ao atuar sobre uma partícula positiva de massa igual a 1,7 x 10–27 kg e carga igual a 1,6 x 10–19 C, faça com que a partícula se movimente em uma trajetória que, a cada volta, pode ser considerada circular e uniforme, com velocidade igual a 3,0 x 104 m/s. Nessas condições, o raio dessa trajetória circular seria aproximadamente

A)

1 x 10–4 m.

B)

2 x 10–4 m.

C)

3 x 10–4 m.

D)

4 x 10–4 m.

E)

5 x 10–4 m.

Alternativa correta: B

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2010.

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.

qvB = mv²/r, logo r = mv/(qB) = (1,7×10⁻²⁷)(3×10⁴)/[(1,6×10⁻¹⁹)(1,6)] ≈ 2×10⁻⁴ m.

Alternativa B.

Q75
Mecânica — Estática — Equilíbrio de trações

Um professor de física pendurou uma pequena esfera, pelo seu centro de gravidade, ao teto da sala de aula, conforme a figura:

Figura da questão 75 de Física — 1 2010 CG

Em um dos fios que sustentava a esfera ele acoplou um dinamômetro e verificou que, com o sistema em equilíbrio, ele marcava 10N. O peso, em newtons, da esfera pendurada é de

A)$5\sqrt3$
B)$10$
C)$10\sqrt3$
D)$20$
E)$20\sqrt3$
Alternativa correta: D

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2010.

Resolução

Decomponha as forças nas direções adequadas. No equilíbrio translacional, as somas de componentes são nulas; para testar se há equilíbrio, compare a resultante com zero antes de impor essa condição.

Na horizontal, T cos 60° = 10 cos 30°, dando T = 10√3 N.

Na vertical, P = 10 sen 30° + T sen 60° = 5+15 = 20 N.

Alternativa D.

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