Física

UFPR - 1a. fase - PROVA DE FÍSICA - RESOLUÇÃO COMENTADA

64 - A unidade de uma grandeza física pode ser escrita como kg.m²/s³.A. Considerando que essa unidade foi escrita em termos das unidades fundamentais do SI, assinale a alternativa correta para o nome dessa grandeza.

a) Resistência elétrica.

b) Potencial elétrico.

c) Fluxo magnético.

d) Campo elétrico.

e) Energia elétrica.

Resolução:

Questão sobre análise dimensional envolvendo grandezas físicas da mecânica e da eletricidade. Podendo ser resolvida por análise dimensional ou ainda por substituição de unidades de grandezas físicas conhecidas.

Alternativa B

65 - Três blocos de massas m₁, m₂ e m₃, respectivamente, estão unidos por cordas de massa desprezível, conforme mostrado na figura. O sistema encontra-se em equilíbrio estático. Considere que não há atrito no movimento da roldana e que o bloco de massa m₁ está sobre uma superfície horizontal.

Assinale a alternativa que apresenta corretamente (em função de m₁ e m₃) o coeficiente de atrito estático entre o bloco de massa m₁ e a superfície em que ele está apoiado.

Resolução:

A questão envolve o equilíbrio do corpo extenso, onde a força resultante deve ser nula. Montando o esquema de forças, tem-se:

Alternativa A

66 - Um reservatório contém um líquido de densidade ?_L = 0,8 g/cm³. Flutuando em equilíbrio hidrostático nesse líquido, há um cilindro com área da base de 400 cm² e altura de 12 cm. Observa-se que as bases desse cilindro estão paralelas à superfície do líquido e que somente 1/4 da altura desse cilindro encontra-se acima da superfície.

Considerando g = 10 m/s², assinale a alternativa que apresenta corretamente a densidade do material desse cilindro.

a) 0,24 g/cm³.

b) 0,80 g/cm³.

c) 0,48 g/cm³.

d) 0,60 g/cm³.

e) 0,12 g/cm³.

Resolução:

A questão de hidrostática, envolve o conhecimento do teorema de Arquimedes (empuxo). Como o corpo está flutuando em equilíbrio, o peso do corpo é igual ao empuxo que ele recebe:

Alternativa D

67 - Um ciclista movimenta-se com sua bicicleta em linha reta a uma velocidade constante de 18 km/h. O pneu, devidamente montado na roda, possui diâmetro igual a 70 cm. No centro da roda traseira, presa ao eixo, há uma roda dentada de diâmetro 7,0 cm. Junto ao pedal e preso ao seu eixo há outra roda dentada de diâmetro 20 cm. As duas rodas dentadas estão unidas por uma corrente, conforme mostra a figura.

Não há deslizamento entre a corrente e as rodas dentadas. Supondo que o ciclista imprima aos pedais um movimento circular uniforme, assinale a alternativa correta para o número de voltas por minuto que ele impõe aos pedais durante esse movimento. Nesta questão, considere ? = 3.

a) 0,25 rpm.

b) 2,50 rpm.

c) 5,00 rpm.

d) 25,0 rpm.

e) 50,0 rpm.

Resolução:

Na transmissão do movimento circular, deve-se lembrar que na transmissão concêntrica mantém-se a frequencia, enquanto que na transmissão periférica é a velocidade linear que se conserva.

Dados fornecidos:

V = 18 km/h = 5 m/s

D_p = 70 cm Þ R_p= 35 cm = 0,35 m

D_cat = 7 cm Þ R_cat= 3,5 cm

D_cor = 20 cm Þ R_cor= 10 cm

Alternativa E

68 - Uma cerca elétrica foi instalada em um muro onde existe um buraco de forma cilíndrica e fechado na base, conforme representado na figura. Os fios condutores da cerca elétrica estão fixos em ambas as extremidades e esticados sob uma tensão de 80 N. Cada fio tem comprimento igual a 2,0 m e massa de 0,001 kg. Certo dia, alguém tocou no fio da cerca mais próximo do muro e esse fio ficou oscilando em sua frequência fundamental. Essa situação fez com que a coluna de ar no buraco, por ressonância, vibrasse na mesma frequência do fio condutor. As paredes do buraco têm um revestimento adequado, de modo que ele age como um tubo sonoro fechado na base e aberto no topo.

Considerando que a velocidade do som no ar seja de 330 m/s e que o ar no buraco oscile no modo fundamental, assinale a alternativa que apresenta corretamente a profundidade do buraco.

a) 0,525 m.

b) 0,650 m.

c) 0,825 m.

d) 1,250 m.

e) 1,500 m.

Resolução

A questão envolve o estudo de cordas sonoras e tubos sonoros. Os dados fornecidos são:

F = 80 N;

L = 2,0 m

µ = 0,001 kg

v_som= 330 m/s

Inicia-se a resolução calculando a densidade linear da corda:

Alternativa C

69 - Segundo a teoria cinética, um gás é constituído por moléculas que se movimentam desordenadamente no espaço do reservatório onde o gás está armazenado. As colisões das moléculas entre si e com as paredes do reservatório são perfeitamente elásticas. Entre duas colisões sucessivas, as moléculas descrevem um MRU. A energia cinética de translação das moléculas é diretamente proporcional à temperatura do gás. Com base nessas informações, considere as seguintes afirmativas:

1. As moléculas se deslocam todas em trajetórias paralelas entre si.

2. Ao colidir com as paredes do reservatório, a energia cinética das moléculas é conservada.

3. A velocidade de deslocamento das moléculas aumenta se a temperatura do gás for aumentada.

Assinale a alternativa correta.

a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.

b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.

c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.

d) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.

e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.

Resolução:

1. FALSA- de acordo com o texto, as moléculas se movimentam desordenadamente no espaço do reservatório onde o gás está armazenado.

2. VERDADEIRA- de acordo com o texto, as colisões das moléculas com as paredes do reservatório são perfeitamente elásticas, então, a energia cinética das moléculas é conservada.

3. VERDADEIRA- de acordo como texto, energia cinética de translação das moléculas é diretamente proporcional à temperatura do gás, assim, a velocidade das moléculas aumenta se a temperatura do gás for aumentada.

Alternativa E

70 - Um próton movimenta-se em linha reta paralelamente às linhas de força de um campo elétrico uniforme, conforme mostrado na figura. Partindo do repouso no ponto 1 e somente sob ação da força elétrica, ele percorre uma distância de 0,6 m e passa pelo ponto 2. Entre os pontos 1 e 2 há uma diferença de potencial ?V igual a 32 V.

Considerando a massa do próton igual a 1,6 x 10^-27kg e sua carga igual a 1,6 x 10^-19C, assinale a alternativa que apresenta corretamente a velocidade do próton ao passar pelo ponto 2.

a) 2,0 x 10⁴ m/s.

b) 4,0 x 10⁴ m/s.

c) 8,0 x 10⁴ m/s.

d) 1,6 x 10⁵ m/s.

e) 3,2 x 10⁵ m/s.

Resolução:

Questão clássica envolvendo a transformação de energia elétrica em energia cinética. A resolução mais fácil é através do teorema da energia cinética:

Alternativa C

71 - Um engenheiro eletricista, ao projetar a instalação elétrica de uma edificação, deve levar em conta vários fatores, de modo a garantir principalmente a segurança dos futuros usuários. Considerando um trecho da fiação, com determinado comprimento, que irá alimentar um conjunto de lâmpadas, avalie as seguintes afirmativas:

1. Quanto mais fino for o fio condutor, menor será a sua resistência elétrica.

2. Quanto mais fino for o fio condutor, maior será a perda de energia em forma de calor.

3. Quanto mais fino for o fio condutor, maior será a sua resistividade.

Assinale a alternativa correta.

a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.

b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.

c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.

d) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.

e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.

Resolução:

Questão conceitual envolvendo a 2ª. Lei de Ohm, exigindo conhecimento básico de eletricidade.

1. FALSA - quanto mais fino for o fio condutor, maior será a sua resistência elétrica.

2. VERDADEIRA - quanto mais fino for o fio condutor, maior sua resistência, perdendo maior energia em forma de calor.

3. FALSA - a resistividade depende do material com que é feito o fio.

Alternativa B

72 - Um datiloscopista munido de uma lupa analisa uma impressão digital. Sua lupa é constituída por uma lente convergente com distância focal de 10 cm. Ao utilizá-la, ele vê a imagem virtual da impressão digital aumentada de 10 vezes em relação ao tamanho real. Com base nesses dados, assinale a alternativa correta para a distância que separa a lupa da impressão digital.

a) 9,0 cm.

b) 20,0 cm.

c) 10,0 cm.

d) 15,0 cm.

e) 5,0 cm.

Resolução:

Nas lentes convergentes, para que a imagem seja virtual, o objeto deve ser colocado entre o foco principal e o centro óptico da lente.

Pela ampliação da imagem, tem-se:

Alternativa A

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