Unifesp · 2004 · CG — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade Federal de São Paulo

Edição 2004 · Prova de Conhecimentos Gerais, 15 questões de Física (Q46-Q60) — resolução comentada.

Q46
Física Geral — Grandezas e Unidades — Algarismos significativos em termometria

Na medida de temperatura de uma pessoa por meio de um termômetro clínico, observou-se que o nível de mercúrio estacionou na região entre 38oC e 39oC da escala, como está ilustrado na figura.

Figura da questão 46 de Física — UNIFESP 2004 CG

Após a leitura da temperatura, o médico necessita do valor transformado para uma nova escala, definida por tx = 2tc /3 e em unidadesoX, onde tc é a temperatura na escala Celsius. Lembrando de seus conhecimentos sobre algarismos significativos, ele conclui que o valor mais apropriado para a temperatura tx é

A)

25,7oX.

B)

25,7667oX.

C)

25,766oX.

D)

25,77oX.

E)

26oX.

Alternativa correta: D
Resolução comentada

A leitura é aproximadamente 38,65 °C, incluindo o algarismo estimado.

Pela transformação $$t_x=2t_C/3,$$ resulta $$t_x=25{,}766\ldots$$ °X.

Mantendo precisão compatível com a leitura, registra-se 25,77 °X.

Resposta: D

Q47
Mecânica — Cinemática — Relação entre posição e velocidade

Em um teste, um automóvel é colocado em movimento retilíneo uniformemente acelerado a partir do repouso até atingir a velocidade máxima. Um técnico constrói o gráfico

Figura da questão 47 de Física — UNIFESP 2004 CG

onde se registra a posição x do veículo em função de sua velocidade v. Através desse gráfico, pode-se afirmar que a aceleração do veículo é

A)

1,5 m/s2.

B)

2,0 m/s2.

C)

2,5 m/s2.

D)

3,0 m/s2.

E)

3,5 m/s2.

Alternativa correta: B
Resolução comentada

A relação de Torricelli, para partida do repouso, é $$v^2=2a\Delta x.$$

No ponto $$v=6\ m/s$$ e $$x=9\ \text{m}$$ do gráfico, $$a=36/(2\cdot9)=2\ m/s^2.$$

Resposta: B

Q48
Mecânica — Dinâmica — Velocidade terminal e resistência do ar

Em um salto de pára-quedismo, identificam-se duas fases no movimento de queda do pára-quedista. Nos primeiros instantes do movimento, ele é acelerado. Mas devido à força de resistência do ar, o seu movimento passa rapidamente a ser uniforme com velocidade v1, com o pára-quedas ainda fechado. A segunda fase tem início no momento em que o pára-quedas é aberto. Rapidamente, ele entra novamente em um regime de movimento uniforme, com velocidade v2. Supondo que a densidade do ar é constante, a força de resistência do ar sobre um corpo é proporcional à área sobre a qual atua a força e ao quadrado de sua velocidade. Se a área efetiva aumenta 100 vezes no momento em que o pára-quedas se abre, pode-se afirmar que

A)

v2/v1 = 0,08.

B)

v2/v1 = 0,1.

C)

v2/v1 = 0,15.

D)

v2/v1 = 0,21.

E)

v2/v1 = 0,3.

Alternativa correta: B
Resolução comentada

Em cada regime uniforme, $$mg=kAv^2.$$

Como a área final é 100 vezes a inicial, $$A_1v_1^2=100A_1v_2^2.$$

Logo $$v_2/v_1=1/10=0{,}1.$$

Resposta: B

Q49
Mecânica — Cinemática — Lançamento horizontal e choque elástico

Uma pequena esfera maciça é lançada de uma altura de 0,6 m na direção horizontal, com velocidade inicial de 2,0 m/s. Ao chegar ao chão, somente pela ação da gravidade, colide elasticamente com o piso e é lançada novamente para o alto. Considerando g = 10,0 m/s2, o módulo da velocidade e o ângulo de lançamento do solo, em relação à direção horizontal, imediatamente após a colisão, são respectivamente dados por

A)

4,0 m/s e 30o.

B)

3,0 m/s e 30o.

C)

4,0 m/s e 60o.

D)

6,0 m/s e 45o.

E)

6,0 m/s e 60o.

Alternativa correta: C
Resolução comentada

Antes do impacto, $$v_x=2\ m/s$$ e $$|v_y|=\sqrt{2gh}=\sqrt{12}=2\sqrt3\ m/s.$$

O choque elástico inverte a componente vertical e preserva a horizontal.

Assim $$v=\sqrt{4+12}=4\ m/s$$ e $$\tan\theta=\sqrt3,$$ portanto $$\theta=60°.$$

Resposta: C

Q50
Termologia — Termodinâmica — Trabalho em diferentes trajetórias pV

O diagrama PV da figura mostra a transição de um sistema termodinâmico de um estado inicial A para o estado final B, segundo três caminhos possíveis.

Figura da questão 50 de Física — UNIFESP 2004 CG

O caminho pelo qual o gás realiza o menor trabalho e a expressão correspondente são, respectivamente,

A)

A → C → B e P1 (V2 – V1).

B)

A → D → B e P2 (V2 – V1).

C)

A → B e (P1 + P2) (V2 – V1)/2.

D)

A → B e (P1 – P2) (V2 – V1)/2.

E)

A → D → B e (P1 + P2) (V2 – V1)/2.

Alternativa correta: B
Resolução comentada

O trabalho do gás é a área sob a curva no diagrama pressão × volume.

A expansão em A→D→B ocorre à menor pressão, $P_2$; o trecho vertical não realiza trabalho.

Portanto $$W=P_2(V_2-V_1).$$

Resposta: B

Q51
Mecânica — Hidrostática — Densímetro por volume deslocado

Um estudante adota um procedimento caseiro para obter a massa específica de um líquido desconhecido. Para isso, utiliza um tubo cilíndrico transparente e oco, de secção circular, que flutua tanto na água quanto no líquido desconhecido. Uma pequena régua e um pequeno peso são colocados no interior desse tubo e ele é fechado. Qualquer que seja o líquido, a função da régua é registrar a porção submersa do tubo, e a do peso, fazer com que o tubo fique parcialmente submerso, em posição estática e vertical, como ilustrado na figura.

Figura da questão 51 de Física — UNIFESP 2004 CG

14 Quando no recipiente com água, a porção submersa da régua é de 10,0 cm e, quando no recipiente com o líquido desconhecido, a porção submersa é de 8,0 cm. Sabendose que a massa específica da água é 1,0 g/cm3, o estudante deve afirmar que a massa específica procurada é

A)

0,08 g/cm3.

B)

0,12 g/cm3.

C)

0,8 g/cm3.

D)

1,0 g/cm3.

E)

1,25 g/cm3.

Alternativa correta: E
Resolução comentada

O peso do dispositivo é o mesmo nos dois líquidos.

No equilíbrio, $$\rho_agAh_a=\rho_LgAh_L.$$

Assim $$\rho_L=1{,}0\cdot10/8=1{,}25\ \text{g/cm³}.$$

Resposta: E

Q52
Termologia — Calorimetria — Equilíbrio com calores específicos diferentes

Dois corpos, A e B, com massas iguais e a temperaturas tA = 50oC e tB = 10oC, são colocados em contato até atingirem a temperatura de equilíbrio. O calor específico de A é o triplo do de B. Se os dois corpos estão isolados termicamente, a temperatura de equilíbrio é

A)

28oC.

B)

30oC.

C)

37oC.

D)

40oC.

E)

45oC.

Alternativa correta: D
Resolução comentada

Sem perdas, $$3mc_B(T-50)+mc_B(T-10)=0.$$

Cancelando os fatores comuns, $$4T=160,$$ de onde a temperatura de equilíbrio é 40 °C.

Resposta: D

Q53
Termologia — Calorimetria — Resfriamento pela evaporação do suor

Em dias muito quentes e secos, como os do último verão europeu, quando as temperaturas atingiram a marca de 40oC, nosso corpo utiliza-se da transpiração para transferir para o meio ambiente a energia excedente em nosso corpo. Através desse mecanismo, a temperatura de nosso corpo é regulada e mantida em torno de 37oC. No processo de transpiração, a água das gotas de suor sofre uma mudança de fase a temperatura constante, na qual passa lentamente da fase líquida para a gasosa, consumindo energia, que é cedida pelo nosso corpo. Se, nesse processo, uma pessoa perde energia a uma razão de 113 J/s, e se o calor latente de vaporização da água é de 2,26 × 103 J/g, a quantidade de água perdida na transpiração pelo corpo dessa pessoa, em 1 hora, é de

A)

159 g.

B)

165 g.

C)

180 g.

D)

200 g.

E)

225 g.

Alternativa correta: C
Resolução comentada

Em uma hora, a energia cedida é $$Q=113\cdot3600=406800\ \text{J}.$$

Pela vaporização, $$m=Q/L=406800/2260=180\ \text{g}.$$

Resposta: C

Q54
Ondas — Conceitos básicos — Sensibilidade visual e frequência

Quando adaptado à claridade, o olho humano é mais sensível a certas cores de luz do que a outras. Na figura, é apresentado um gráfico da sensibilidade relativa do olho em função dos comprimentos de onda do espectro visível, dados em nm (1,0 nm = 10–9 m).

Figura da questão 54 de Física — UNIFESP 2004 CG

Considerando as cores correspondentes aos intervalos de freqüências da tabela seguinte Cor freqüência (hertz) Violeta 6,9 × 1014 a 7,5 × 1014 Azul 5,7 × 1014 a 6,9 × 1014 Verde 5,3 × 1014 a 5,7 × 1014 Amarelo 5,1 × 1014 a 5,3 × 1014 Laranja 4,8 × 1014 a 5,1 × 1014 Vermelho 4,3 × 1014 a 4,8 × 1014 assim como o valor de 3,0 x 108 m/s para a velocidade da luz e as informações apresentadas no gráfico, pode-se afirmar que a cor à qual o olho humano é mais sensível é o

A)

violeta.

B)

vermelho.

C)

azul.

D)

verde.

E)

amarelo.

Alternativa correta: D
Resolução comentada

O máximo de sensibilidade está próximo de 550 nm.

A frequência correspondente é $$f=3\times10^8/(550\times10^{-9})\approx5{,}45\times10^{14}\ \text{Hz},$$ situada na faixa verde da tabela.

Resposta: D

Q55
Ondas — Conceitos básicos — Interferência de fontes em fase

Duas fontes, FA e FB, separadas por uma distância de 3,0 m, emitem, continuamente e em fase, ondas sonoras com comprimentos de onda iguais. Um detector de som é colocado em um ponto P, a uma distância de 4,0 m da fonte FA, como ilustrado na figura.

Figura da questão 55 de Física — UNIFESP 2004 CG

Embora o aparelho detector esteja funcionando bem, o sinal sonoro captado por ele em P, é muito mais fraco do que aquele emitido por uma única fonte. Pode-se dizer que

A)

há interferência construtiva no ponto P e o comprimento de onda do som emitido pelas fontes é de 5,0 m.

B)

há interferência destrutiva no ponto P e o comprimento de onda do som emitido pelas fontes é de 3,0 m.

C)

há interferência construtiva no ponto P e o comprimento de onda do som emitido pelas fontes é de 4,0 m.

D)

há interferência construtiva no ponto P e o comprimento de onda do som emitido pelas fontes é de 2,0 m.

E)

há interferência destrutiva no ponto P e o comprimento de onda do som emitido pelas fontes é de 2,0 m.

Alternativa correta: E
Resolução comentada

As distâncias até P são 4 m e 5 m, pelo triângulo retângulo 3–4–5.

A diferença de percurso é 1 m.

Para interferência destrutiva, $$\Delta d=(2k+1)\lambda/2;$$ a opção compatível é $$\lambda=2\ \text{m}.$$

Resposta: E

Q56
Óptica — Refração — Reflexão total em prisma

Um raio de luz monocromático, propagando-se no ar, incide perpendicularmente à face AB de um prisma de vidro, cuja secção reta é apresentada na figura. A face AB é paralela à DC e a face AD é paralela à BC.

Figura da questão 56 de Física — UNIFESP 2004 CG

Considerando que as faces DC e BC formam um ângulo de 45o e que o ângulo limite de refração para esse raio, quando se propaga do vidro para o ar, é 42o, o percurso que melhor representa a trajetória do raio de luz é

A)

1.

B)

2.

C)

3.

D)

4.

E)

5.

Alternativa correta: D
Resolução comentada

A entrada perpendicular não altera a direção do raio.

Ao atingir a face inclinada, a incidência é de 45°, superior ao ângulo limite de 42°, ocorrendo reflexão total.

Ao traçar o raio refletido até a face de saída, obtém-se o percurso 4.

Resposta: D

Q57
Óptica — Lentes — Lente convergente imersa em água

Uma lente convergente tem uma distância focal f = 20,0 cm quando o meio ambiente onde ela é utilizada é o ar. Ao colocarmos um objeto a uma distância p = 40,0 cm da lente, uma imagem real e de mesmo tamanho que o objeto é formada a uma distância p’ = 40,0 cm da lente. Quando essa lente passa a ser utilizada na água, sua distância focal é modificada e passa a ser 65,0 cm. Se mantivermos o mesmo objeto à mesma distância da lente, agora no meio aquoso, é correto afirmar que a imagem será

A)

virtual, direita e maior.

B)

virtual, invertida e maior.

C)

real, direita e maior.

D)

real, invertida e menor.

E)

real, direita e menor.

Alternativa correta: A
Resolução comentada

Na água, $$f=65\ \text{cm}$$ e $$p=40\ \text{cm}.$$

Pela equação $$1/f=1/p+1/p',$$ $$p'=104\ \text{cm}$$ com sinal negativo.

Logo a imagem é virtual.

O aumento $$A=-p'/p=2{,}6$$ é positivo e maior que um: imagem direita e ampliada.

Resposta: A

Q58
Eletricidade — Eletrostática — Trabalho elétrico e variação de energia cinética

Uma carga positiva Q em movimento retilíneo uniforme, com energia cinética W, penetra em uma região entre as placas de um capacitor de placas paralelas, como ilustrado na figura.

Figura da questão 58 de Física — UNIFESP 2004 CG

Mantendo o movimento retilíneo, em direção perpendicular às placas, ela sai por outro orifício na placa oposta com velocidade constante e energia cinética reduzida para W/4 devido à ação do campo elétrico entre as placas. Se as placas estão separadas por uma distância L, pode-se concluir que o campo elétrico entre as placas tem módulo

A)

3W/(4QL) e aponta no sentido do eixo x.

B)

3W/(4QL) e aponta no sentido contrário a x.

C)

W/(2QL) e aponta no sentido do eixo x.

D)

W/(2QL) e aponta no sentido contrário a x.

E)

W/(4QL) e aponta no sentido do eixo x.

Alternativa correta: B
Resolução comentada

O campo realiza trabalho $$W_{el}=W/4-W=-3W/4.$$

Como a carga positiva percorre L no sentido de x e é freada, o campo aponta no sentido oposto.

Seu módulo é $$E=3W/(4QL).$$

Resposta: B

Q59
Eletricidade — Eletrodinâmica — Corrente total em associação paralela

Por falta de tomadas extras em seu quarto, um jovem utiliza um benjamin (multiplicador de tomadas) com o qual, ao invés de um aparelho, ele poderá conectar à rede elétrica três aparelhos simultaneamente. Ao se conectar o primeiro aparelho, com resistência elétrica R, sabe-se que a corrente na rede é I. Ao se conectarem os outros dois aparelhos, que possuem resistências R/2 e R/4, respectivamente, e considerando constante a tensão da rede elétrica, a corrente total passará a ser

A)

17 I /12.

B)

3 I.

C)

7 I.

D)

9 I.

E)

11 I.

Alternativa correta: C
Resolução comentada

Os três aparelhos recebem a mesma tensão.

Suas correntes são $$U/R=I,$$ $$U/(R/2)=2I$$ e $$U/(R/4)=4I.$$

A corrente total é $7I$.

Resposta: C

Q60
Eletromagnetismo — Força magnética — Força magnética e conservação da energia

Uma partícula eletricamente carregada, inicialmente em movimento retilíneo uni→forme, adentra uma região de campo magnético uniforme B, perpendicular à trajetória da partícula. O plano da figura ilustra a trajetória da partícula, assim como a região de campo magnético uniforme, delimitada pela área sombreada.

Figura da questão 60 de Física — UNIFESP 2004 CG

Se nenhum outro campo estiver presente, pode-se afirmar corretamente que, durante a passagem da partícula pela região de campo uniforme, sua aceleração é

A)

tangente à trajetória, há realização de trabalho e a sua energia cinética aumenta.

B)

tangente à trajetória, há realização de trabalho e a sua energia cinética diminui.

C)

normal à trajetória, não há realização de trabalho e a sua energia cinética permanece constante.

D)

normal à trajetória, há realização de trabalho e a sua energia cinética aumenta.

E)

normal à trajetória, não há realização de trabalho e a sua energia cinética diminui.

Alternativa correta: C
Resolução comentada

A força magnética é perpendicular à velocidade e produz aceleração normal à trajetória.

Como $$\vec F\cdot\vec v=0,$$ não realiza trabalho: altera a direção, preservando a energia cinética e o módulo da velocidade.

Resposta: C

↑ Voltar ao topo