Prof. Ricardo BastosMétodo TEF-MED
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UNESP · 2006 — Meio de Ano — 1ª Fase — Questões de Física comentadas

Universidade Estadual Paulista

Vestibular 2006 · Meio de Ano · 12 questões de Física · Enunciados e figuras do caderno original.

Q37
Mecânica — Cinemática — Aceleração média

O fabricante informa que um carro, partindo do repouso, atinge 100 km/h em 10 segundos. A melhor estimativa para o valor da aceleração nesse intervalo de tempo, em m/s2, é

A)

3,0⋅10–3.

B)

2,8.

C)

3,6.

D)

9,8.

E)

10.

Alternativa correta: B

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2006 · Meio de Ano.

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.

100 km/h = 100/3,6 ≈ 27,8 m/s.

A aceleração média é Δv/Δt = 27,8/10 ≈ 2,8 m/s².

Alternativa B.

Q38
Mecânica — Cinemática — Queda e lançamento vertical

Um corpo A é abandonado de uma altura de 80 m no mesmo instante em que um corpo B é lançado verticalmente para baixo com velocidade inicial de 10 m/s, de uma altura de 120 m. Desprezando a resistência do ar e considerando a aceleração da gravidade como sendo 10 m/s2, é correto afirmar, sobre o movimento desses dois corpos, que

A)

os dois chegam ao solo no mesmo instante.

B)

o corpo B chega ao solo 2,0 s antes que o corpo A.

C)

o tempo gasto para o corpo A chegar ao solo é 2,0 s menor que o tempo gasto pelo B.

D)

o corpo A atinge o solo 4,0 s antes que o corpo B.

E)

o corpo B atinge o solo 4,0 s antes que o corpo A.

Alternativa correta: A

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2006 · Meio de Ano.

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.

Para A, 80 = 5t², logo t = 4 s.

Para B, 120 = 10t+5t²; a raiz positiva também é 4 s.

Os dois chegam juntos.

Alternativa A.

Q39
Mecânica — Dinâmica — Equilíbrio dinâmico

Sobre um avião voando em linha reta com velocidade constante, pode-se afirmar que a força

A)

de resistência do ar é nula.

B)

de sustentação das asas é maior que a força peso.

C)

resultante é nula.

D)

de resistência do ar é o dobro da força de sustentação das asas.

E)

da gravidade pode ser desprezada.

Alternativa correta: C

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2006 · Meio de Ano.

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.

Velocidade vetorial constante significa aceleração nula.

Pela segunda lei de Newton, a força resultante sobre o avião é nula.

Alternativa C.

Q40
Mecânica — Dinâmica — Tração em movimento circular

Um garoto amarra uma pedra de 250 g na ponta de um barbante de 1,0 m de comprimento e massa desprezível. Segurando na outra extremidade do barbante, ele gira o sistema fazendo a pedra descrever círculos verticais com velocidade escalar constante igual a 6,0 m/s em torno do ponto em que o barbante é seguro. Adotando g = 10 m/s2, as trações no fio no ponto mais alto (Ta) e no ponto mais baixo (Tb) da trajetória valem:

A)

Ta= Tb= 9,0 N.

B)

Ta= 2,0 N; Tb= 5,0 N.

C)

Ta= 5,0 N; Tb= 2,0 N.

D)

Ta= 6,5 N; Tb= 11,5 N.

E)

Ta= 11,5 N; Tb= 6,5 N.

Alternativa correta: D

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2006 · Meio de Ano.

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.

A resultante centrípeta é mv²/r = 0,25·36/1 = 9 N.

No alto, Ta+mg = 9, dando 6,5 N.

Embaixo, Tb−mg = 9, dando 11,5 N.

Alternativa D.

Q41
Mecânica — Gravitação — Imponderabilidade orbital

Considere um astronauta dentro de uma nave espacial em órbita da Terra. Pode-se afirmar que

A)

a força gravitacional que atua no astronauta é nula, por isso ele flutua.

B)

o fato de a nave estar no vácuo faz com que o astronauta flutue.

C)

o fato de a força gravitacional da Terra, que atua no astronauta, ser oposta à da Lua permite a flutuação do astronauta.

D)

o ar contido no interior da nave fornece uma força de empuxo, que neutraliza a força peso, fazendo o astronauta flutuar.

E)

a nave, junto com o astronauta, está em constante queda, o que causa a ilusão da falta de peso.

Alternativa correta: E

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2006 · Meio de Ano.

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.

A nave e o astronauta caem continuamente sob ação da gravidade, com a mesma aceleração orbital.

A ausência de apoio causa a sensação de falta de peso.

Alternativa E.

Q42
Mecânica — Dinâmica — Atrito em plano inclinado

Um corpo de massa 1,0 kg desliza com velocidade constante sobre um plano inclinado de 30º em relação à horizontal. Considerando g = 10 m/s2 e que somente as forças peso, normal e de atrito estejam agindo sobre o corpo, o valor estimado da força de atrito é (se necessário, usar cos 30º = 0,9 e sen 30º = 0,5)

A)

20 N.

B)

10 N.

C)

5,0 N.

D)

3,0 N.

E)

1,0 N.

Alternativa correta: C

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2006 · Meio de Ano.

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.

Com velocidade constante, a resultante paralela ao plano é zero.

O atrito equilibra mg sen 30° = 1·10·0,5 = 5 N.

Alternativa C.

Q43
Mecânica — Hidrostática — Flutuação de balões

Em 2006, comemora-se o centenário do vôo do 14-Bis. Além desse feito, Santos-Dumont contribuiu para aprimorar os balões, em especial os dirigíveis. A principal causa relacionada ao fato de os balões levantarem vôo é

A)

o seu volume ser pequeno em relação ao da atmosfera terrestre.

B)

a sua massa ser pequena em relação à da Terra.

C)

o seu peso ser zero.

D)

a sua densidade ser pequena em relação a do ar.

E)

a forma aerodinâmica desses veículos, em particular, a esférica.

Alternativa correta: D

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2006 · Meio de Ano.

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.

O balão sobe quando o empuxo do ar supera seu peso.

Isso ocorre quando a densidade média do conjunto é menor que a densidade do ar.

Alternativa D.

Q44
Termologia — Calorimetria — Fluxo médio de calor

Uma garrafa térmica possui em seu interior 1,0 kg de água a 80ºC. Meia hora depois, a temperatura da água caiu para 50ºC. Nessas condições, e lembrando que o calor específico da água é 1,0 cal/(gºC), o fluxo de calor perdido pela água foi em média de

A)

1,0 cal/min.

B)

100 cal/min.

C)

500 cal/min.

D)

1 000 cal/min.

E)

4 180 cal/min.

Alternativa correta: D

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2006 · Meio de Ano.

Resolução

Para aquecimento sem mudança de fase, use $Q=mc\Delta T$. Em trocas térmicas, contabilize calor recebido, calor cedido e perdas indicadas pelo enunciado.

A perda de calor é mcΔT = 1000·1·30 = 30000 cal em 30 min.

O fluxo médio é 1000 cal/min.

Alternativa D.

Q45
Física Moderna — Física Quântica — Energia de fótons

Sabe-se que a energia de um fóton é proporcional à sua freqüência. Também é conhecido experimentalmente que o comprimento de onda da luz vermelha é maior que o comprimento de onda da luz violeta que, por sua vez, é maior que o comprimento de onda dos raios X. Adotando a constância da velocidade da luz, pode-se afirmar que

A)

a energia do fóton de luz vermelha é maior que a energia do fóton de luz violeta.

B)

a energia do fóton de raio X é menor que a energia do fóton de luz violeta.

C)

as energias são iguais, uma vez que as velocidades são iguais.

D)

as energias dos fótons de luz vermelha e violeta são iguais, pois são parte do espectro visível, e são menores que a energia do fóton de raio X.

E)

a energia do fóton de raio X é maior que a do fóton de luz violeta, que é maior que a energia do fóton de luz vermelha.

Alternativa correta: E

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2006 · Meio de Ano.

Resolução

A energia de um fóton é $E=hf=hc/\lambda$. Frequência maior significa energia maior e comprimento de onda menor.

E = hf = hc/λ.

Quanto menor o comprimento de onda, maior a energia do fóton: raios X, depois violeta, depois vermelho.

Alternativa E.

Q46
Óptica — Refração — Índice de refração

O índice de refração absoluto de um determinado material é encontrado fazendo uma relação entre a velocidade da luz no vácuo e no material. Considerando o índice de refração da água como sendo, aproximadamente, 1,3 e a velocidade da luz no vácuo como sendo 3,0⋅108 m/s, a melhor estimativa para a velocidade da luz na água é

A)

0,4⋅108 m/s.

B)

0,9⋅108 m/s.

C)

2,3⋅108 m/s.

D)

3,0⋅108 m/s.

E)

3,9⋅108 m/s.

Alternativa correta: C

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2006 · Meio de Ano.

Resolução

A lei de Snell, $n_1\sin i=n_2\sin r$, usa ângulos medidos a partir da normal. A reflexão total só ocorre ao passar para um meio menos refringente, acima do ângulo limite.

n = c/v, logo v = c/n = 3,0×10⁸/1,3 ≈ 2,3×10⁸ m/s.

Alternativa C.

Q47
Eletricidade — Eletrodinâmica — Resistência equivalente

Um circuito elétrico é montado usando-se onze resistores iguais, de resistência 10 Ω cada. Aplicando-se uma ddp de 22 V ao circuito, foi observada uma corrente elétrica total de 2,0 A. Nessas condições, uma possível disposição dos resistores seria

A)

todos os resistores ligados em série.

B)

um conjunto de dez resistores associados em paralelo ligado, em série, ao décimo primeiro resistor.

C)

um conjunto com cinco resistores em paralelo ligado, em série, a um outro conjunto, contendo seis resistores em paralelo.

D)

um conjunto de cinco resistores em paralelo ligado, em série, aos outros seis resistores restantes, também em série.

E)

todos os resistores ligados em paralelo.

Alternativa correta: B

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2006 · Meio de Ano.

Resolução

Reconstrua os ramos do circuito antes de aplicar $U=RI$ e $P=UI$. Resistores em série compartilham corrente; em paralelo, compartilham tensão. Mudanças nas conexões podem alterar o caminho da corrente.

A resistência necessária é U/I = 22/2 = 11 Ω.

Dez resistores de 10 Ω em paralelo equivalem a 1 Ω.

Em série com o último resistor de 10 Ω, o conjunto tem 11 Ω.

Alternativa B.

Q48
Eletricidade — Indução Eletromagnética — Fluxo magnético constante

Sobre uma espira que se move da esquerda para a direita, sem girar, perpendicularmente a um campo magnético constante e uniforme, pode-se afirmar que

A)

não aparecerá corrente elétrica na espira.

B)

aparecerá uma corrente elétrica na espira no sentido antihorário.

C)

uma corrente elétrica surgirá na espira, cujo sentido dependerá da direção do campo magnético.

D)

haverá uma corrente elétrica na espira no sentido horário.

E)

o valor da corrente elétrica que surgirá na espira será proporcional ao valor do módulo da velocidade da espira.

Alternativa correta: A

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2006 · Meio de Ano.

Resolução

A indução depende da variação do fluxo magnético. Pela lei de Lenz, a corrente induzida produz um campo que se opõe à variação do fluxo, e não necessariamente ao campo já existente.

A espira se desloca inteiramente em um campo uniforme sem mudar área ou orientação.

O fluxo permanece constante, portanto não há força eletromotriz nem corrente induzida.

Alternativa A.

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