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UNESP · 2012 — Meio de Ano — 1ª Fase — Questões de Física comentadas

Universidade Estadual Paulista

Vestibular 2012 · Meio de Ano · 7 questões de Física · Enunciados e figuras do caderno original.

Q77
Mecânica — Cinemática — Alcance no lançamento oblíquo

O gol que Pelé não fez Na copa de 1970, na partida entre Brasil e Tchecoslováquia, Pelé pega a bola um pouco antes do meio de campo, vê o goleiro tcheco adiantado, e arrisca um chute que entrou para a história do futebol brasileiro. No início do lance, a bola parte do solo com velocidade de 108 km/h (30 m/s), e três segundos depois toca novamente o solo atrás da linha de fundo, depois de descrever uma parábola no ar e passar rente à trave, para alívio do assustado goleiro. Na figura vemos uma simulação do chute de Pelé.

Figura da questão 77 de Física — 2 2012 CG

Considerando que o vetor velocidade inicial da bola após o chute de Pelé fazia um ângulo de 30º com a horizontal (sen30º = 0,50 e cos30º = 0,85) e desconsiderando a resistência do ar e a rotação da bola, pode-se afirmar que a distância horizontal entre o ponto de onde a bola partiu do solo depois do chute e o ponto onde ela tocou o solo atrás da linha de fundo era, em metros, um valor mais próximo de

A)

52,0.

B)

64,5.

C)

76,5.

D)

80,4.

E)

86,6.

Alternativa correta: C

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2012 · 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.

A velocidade horizontal é v₀ cos 30° = 30·0,85 = 25,5 m/s.

Em 3 s, o alcance é 25,5·3 = 76,5 m.

Alternativa C.

Q78
Mecânica — Estática — Equilíbrio de carga suspensa

Em uma operação de resgate, um helicóptero sobrevoa horizontalmente uma região levando pendurado um recipiente de 200 kg com mantimentos e materiais de primeiros socorros. O recipiente é transportado em movimento retilíneo e uniforme, sujeito às forças peso ( P ), de resistência do ar horizontal ( F ) e tração ( T) , exercida pelo cabo inextensível que o prende ao helicóptero.

Figura da questão 78 de Física — 2 2012 CG

Sabendo que o ângulo entre o cabo e a vertical vale θ, que senθ = 0,6, cosθ = 0,8 e g = 10 m/s2, a intensidade da força de resistência do ar que atua sobre o recipiente vale, em N,

A)

500.

B)

1 250.

C)

1 500.

D)

1 750.

E)

2 000.

Alternativa correta: C

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2012 · Meio de Ano.

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 vertical, T cos θ = mg = 2000 N.

Na horizontal, F = T sen θ.

Assim, F = mg tan θ = 2000·0,6/0,8 = 1500 N.

Alternativa C.

Q79
Mecânica — Hidrostática — Peso e empuxo

Duas esferas, A e B, maciças e de mesmo volume, são totalmente imersas num líquido e mantidas em repouso pelos fios mostrados na figura. Quando os fios são cortados, a esfera A desce até o fundo do recipiente e a esfera B sobe até a superfície, onde passa a flutuar, parcialmente imersa no líquido.

Figura da questão 79 de Física — 2 2012 CG

Sendo PA e PB os módulos das forças Peso de A e B, e EA e EB os módulos das forças Empuxo que o líquido exerce sobre as esferas quando elas estão totalmente imersas, é correto afirmar que

A)

PA < PB e EA = EB.

B)

PA < PB e EA < EB.

C)

PA > PB e EA > EB.

D)

PA > PB e EA < EB.

E)

PA > PB e EA = EB.

Alternativa correta: E

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2012 · 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.

Os volumes imersos são iguais no mesmo líquido, logo EA = EB.

A afunda porque PA > E, enquanto B sobe porque PB < E.

Portanto, PA > PB.

Alternativa E.

Q80
Termologia — Gases Ideais — Transformação isotérmica

Um frasco para medicamento com capacidade de 50 mL, contém 35 mL de remédio, sendo o volume restante ocupado por ar. Uma enfermeira encaixa uma seringa nesse frasco e retira 10 mL do medicamento, sem que tenha entrado ou saído ar do frasco. Considere que durante o processo a temperatura do sistema tenha permanecido constante e que o ar dentro do frasco possa ser considerado um gás ideal.

Figura da questão 80 de Física — 2 2012 CG
Figura da questão 80 de Física — 2 2012 CG

Na situação final em que a seringa com o medicamento ainda estava encaixada no frasco, a retirada dessa dose fez com que a pressão do ar dentro do frasco passasse a ser, em relação à pressão inicial,

A)

60% maior.

B)

40% maior.

C)

60% menor.

D)

40% menor.

E)

25% menor.

Alternativa correta: D

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2012 · Meio de Ano.

Resolução

Identifique quais grandezas permanecem constantes na equação $pV=nRT$. As razões entre temperaturas exigem a escala absoluta, em kelvin.

O ar ocupa inicialmente 50−35 = 15 mL.

Após retirar 10 mL de remédio, passa a ocupar 25 mL.

De P₁V₁ = P₂V₂, P₂/P₁ = 15/25 = 0,60: redução de 40%.

Alternativa D.

Q81
Óptica — Princípios da Óptica Geométrica — Sombra e penumbra

Os gatos 1 e 2 encontram-se parados em um ambiente iluminado apenas por duas lâmpadas puntiformes penduradas no teto. O único obstáculo existente nesse ambiente é uma mesa opaca de tampo horizontal, apoiada no solo, também horizontal e opaco. Os gatos estão em um mesmo plano vertical (o plano da figura), que contém as lâmpadas e que passa pelo centro da mesa.

Duas lâmpadas acima de uma mesa opaca, com gato 1 à esquerda e gato 2 à direita

Desconsiderando a reflexão da luz em qualquer superfície e efeitos de difração nas bordas da mesa, pode-se afirmar que os gatos 1 e 2 encontram-se, respectivamente, em regiões de

A)

sombra e de penumbra.

B)

sombra e de sombra.

C)

sombra e iluminada pelas duas lâmpadas.

D)

penumbra e iluminada pelas duas lâmpadas.

E)

penumbra e de penumbra.

Alternativa correta: A

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2012 · Meio de Ano.

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.

Traçando raios das duas lâmpadas até as bordas do tampo, o gato 1 fica sem receber luz de nenhuma delas, na sombra.

O gato 2 recebe luz de apenas uma lâmpada, na penumbra.

Alternativa A.

Q82
Eletricidade — Eletrostática — Eletrização por indução

Indução eletrostática é o fenômeno no qual pode-se provocar a separação de cargas em um corpo neutro pela aproximação de um outro já eletrizado. O condutor que está eletrizado é chamado indutor e o condutor no qual a separação de cargas ocorreu é chamado induzido. A figura mostra uma esfera condutora indutora positivamente eletrizada induzindo a separação de cargas em um condutor inicialmente neutro.

Figura da questão 82 de Física — 2 2012 CG

Analisando a figura e sobre o processo de eletrização por indução, são feitas as seguintes afirmações: I. Para eletrizar o corpo neutro por indução, deve-se aproximar o indutor, conectar o induzido à terra, afastar o indutor e, finalmente, cortar o fio terra. II. Para eletrizar o corpo neutro por indução, deve-se aproximar o indutor, conectar o induzido à terra, cortar o fio terra e, finalmente, afastar o indutor. III. Na situação da figura, a conexão do induzido à terra, com o indutor nas suas proximidades, faz com que prótons do induzido escoem para a terra, por repulsão. IV. No final do processo de eletrização por indução, o corpo inicialmente neutro e que sofreu indução, adquire carga de sinal negativo. Está correto, apenas, o contido em

A)

II.

B)

I e III.

C)

I e IV.

D)

II e IV.

E)

II, III e IV.

Alternativa correta: D

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2012 · Meio de Ano.

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.

É necessário desligar a conexão com a terra antes de afastar o indutor, como em II.

Com indutor positivo, elétrons vêm da terra para o induzido, que termina negativo, como em IV.

Prótons não escoam pelo fio.

Alternativa D.

Q83
Eletricidade — Eletrodinâmica — Lâmpadas em paralelo

Para iluminar determinado ambiente, o circuito a seguir foi montado com duas lâmpadas L1 e L2, de valores nominais (120 V – 100 W) e (120 V – 60 W), respectivamente, com duas chaves interruptoras C1 e C2, ambas de resistência desprezível, e com fios de ligação ideais. O circuito é alimentado por uma diferença de potencial constante de 120 V.

Figura da questão 83 de Física — 2 2012 CG

Com a chave C1 fechada e C2 aberta, o circuito dissipa 100 W. Com a chave C1 aberta e C2 fechada, dissipa 60 W. Se as duas chaves forem fechadas simultaneamente, o circuito dissipará, em W, uma potência igual a

A)

320.

B)

160.

C)

120.

D)

80.

E)

40.

Alternativa correta: B

Gabarito oficial VUNESP — UNESP 2012 · 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.

Com as duas chaves fechadas, as lâmpadas ficam em paralelo e recebem 120 V.

Ambas operam nominalmente: Ptotal = 100+60 = 160 W.

Alternativa B.

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