fisica exercicios resolvidos 004

COPERVE CONCURSO VESTIBULAR-UFSC/2010 PROVA 2: AMARELA 1

F Í S I C A

DADOS

2sm10g = 2

29

0 CN.m109,0k ×=

sm103,0c 8×= 340som

mvs

= T (K) = 273 + T(oC)

Instruções:

Algumas das questões de Física são adaptações de situações reais. Alguns dados e condições foram modificados para facilitar o trabalho dos candidatos. Ressaltamos a necessidade de uma leitura atenta e completa do enunciado antes de responder à questão. Questão 21 Os diagramas de posição versus tempo, x x t, mostrados a seguir, representam os movimentos retilíneos de quatro corpos.

01) d = d0 + v0t + 21 at2 13) vmp

= 25) v = λf

02) v = v0 + at 14) p = AF 26) 2

210 d

qqkF =

03) v2 = 20

v + 2a∆d 15) p = p0 + ρgh 27) qFE

=

04) v=ω R 16) pV nRT= 28) dqkV 0=

05) RωRva 2

2

c == 17) L

TAkΦ Δ= 29) Req = R1 + R2 + ... + Rn

06) amF = 18)

TQΦΔ

= 30) n21eq R

1...R1

R1

R1

+++=

07) gmP =

19) 1 1 2 2

1 2

p V p VT T

= 31) i

VR =

08) Nfa µ= 20) Q = mc∆T = C∆T 32) ViP =

09) τ = Fd cosθ

21) Q = mL 33) R

VRiP2

2 ==

10) Ep = mgh 22) τ = p∆V 34) R

i∑∑

=ε

11) Ec =21 mv2 23) ∆U = Q – τ 35) ε = Δ

ΔΦNt

−

12) g

2πt = 24)

f1 =

p1 +

p'1


A

0

x

t t’

B

0

x

t t’

C

0

x

t t’

D

0

x

t t’

Em relação ao intervalo de tempo entre os instantes 0 e t’, é CORRETO afirmar que: 01. a velocidade média entre os instantes 0 e t’, das curvas representadas nos gráficos, é

numericamente igual ao coeficiente angular da reta que passa pelos pontos que indicam as posições nestes dois instantes.

Verdadeiro: Em gráficos de x em função de t, a velocidade média é numericamente igual ao coeficiente angular da reta.

02. o movimento do corpo representado no diagrama D, no intervalo entre 0 e t’, é retilíneo uniformemente retardado.

Falso: Como a < 0 e v < 0, o movimento é Retilíneo Acelerado.

04. no instante 00t = , o corpo, cujo movimento é representado no diagrama C, está na origem do referencial.

Falso: No 00t = o corpo está em 0x ≠ , portanto não é a origem do referencial.

08. no movimento representado no diagrama B, no intervalo de tempo entre 0 e t’, o corpo vai se aproximando da origem do referencial.

Falso: No intervalo de tempo de 0 a t’, o corpo está se afastando da origem do referencial.

16. no movimento representado no diagrama A, a velocidade inicial do corpo é nula.

Verdadeiro: No vértice da parábola a velocidade é nula, pois o coeficiente angular da reta é nulo.

32. o movimento do corpo representado no diagrama B, no intervalo de tempo entre 0 e t’, é retilíneo uniformemente acelerado.

Falso: Como a > 0 e v < 0 o movimento é retilíneo retardado.

64. o movimento representado no diagrama B poderia ser o de um corpo lançado verticalmente para cima.

Verdadeiro. Gabarito: 81


R

eixo Questão 22 Rotor é um brinquedo que pode ser visto em parques de diversões. Consiste em um grande cilindro de raio R que pode girar em torno de seu eixo vertical central. Após a entrada das pessoas no rotor, elas se encostam nas suas paredes e este começa a girar. O rotor aumenta sua velocidade de rotação até que as pessoas atinjam uma velocidade v, quando, então, o piso é retirado. As pessoas ficam suspensas, como se estivessem “ligadas” à parede interna do cilindro enquanto o mesmo está girando, sem nenhum apoio debaixo dos pés e vendo um buraco abaixo delas.

Em relação à situação descrita, é CORRETO afirmar que: 01. a força normal, ou seja, a força que a parede faz sobre uma pessoa encostada na parede do

rotor em movimento, é uma força centrípeta.

Verdadeiro.

02. se duas pessoas dentro do rotor tiverem massas diferentes, aquela que tiver maior massa será a que terá maior chance de deslizar e cair no buraco abaixo de seus pés.

Falso: O atrito independe da massa.

04. o coeficiente de atrito estático entre a superfície do rotor e as roupas de cada pessoa dentro dele

deve ser maior ou igual a 2vgR

.

Verdadeiro: gmNmi

Pfat.. =

= como,

NRvm

NFc

=

=². então:

².

.²..mi

VRgmi

gmRvm

=

=

Ps: mi = μ (coeficiente de atrito)

08. o coeficiente de atrito estático entre a superfície do rotor e as roupas de cada pessoa dentro dele é proporcional ao raio do rotor.

Falso: O coeficiente de atrito depende das superfícies de contato

16. o coeficiente de atrito estático entre a superfície do rotor e as roupas de cada pessoa dentro dele é proporcional à velocidade v do rotor.

Falso. Gabarito: 05 Questão 23

Dois patinadores, um homem e um menino, de massas respectivamente iguais a 60 kg e 30 kg, estão em pé, de frente um para o outro, em repouso, sobre uma superfície de gelo, lisa, plana e horizontal. Quando um empurra o outro, o homem adquire uma velocidade de 0,3 m/s em relação ao gelo.


Considerando desprezível o atrito entre os patins dos patinadores e o gelo, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

01. A distância entre os patinadores 2,0 s após eles se separarem é de 1,8 m. Verdadeiro: Considerando a distancia inicial entre os patinadores igual a zero e a velocidade relativa igual a 0,9 m/s, em 2 segundos temos que: d = v.t => d = 0,9*2 => d = 1,8m 02. A energia mecânica do sistema homem-menino se conserva. Falso: Devido a mudança no valor da velocidade, haverá mudança na energia cinética dos patinadores. 04. As forças que o homem e o menino fazem um sobre o outro são conservativas. Falso: O trabalho realizado por essas forças em um percurso fechado é diferente de zero. 08. A força externa resultante sobre o sistema homem-menino é nula. Verdadeiro: As forças externas são peso e normal, que se anulam. 16. Como a massa do homem é maior do que a do menino, a quantidade de movimento do sistema

tem o mesmo sentido que a quantidade de movimento do homem. Falso: Para que a quantidade de movimento do sistema fique constante e igual a zero, o homem e o

menino devem ter quantidades de movimento com sentidos opostos após se empurrarem. 32. As forças internas que atuam no sistema homem-menino não alteram a quantidade de

movimento total do sistema. Verdadeiro: Como 0R_extF = , o sistema é isolado. As forças internas não alteram a quantidade de

movimento do sistema. Gabarito: 41 Questão 24 Em relação a fenômenos eletrostáticos, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. Se uma barra de vidro positivamente carregada atrair um objeto suspenso, este objeto estará

carregado negativamente e se a mesma barra repelir um objeto suspenso, este segundo objeto estará positivamente carregado.

Falso: O objeto atraído pela barra pode estar carregado negativamente ou neutro.

02. A carga elétrica é conservada, mas não quantizada.

Falso: A carga elétrica é quantizada. Ce 1910.6,1 −=

04. A força elétrica que um pequeno corpo eletricamente carregado exerce sobre outro se altera ao aproximarmos dele outros corpos também carregados.

Falso: A interação entre os dois corpos carregados não se alterará, com a aproximação.

08. O potencial elétrico no centro de uma pequena esfera carregada tem o mesmo valor do potencial elétrico na sua superfície.

Verdadeiro: O potencial elétrico em uma esfera carregada é constante em qualquer ponto interno à esfera ou na superfície.

16. Se uma barra de vidro for eletricamente carregada por atrito, fica com excesso de carga no local onde foi atritada.

Verdadeiro. Gabarito: 24


Questão 25 Nos circuitos abaixo, A e B são duas lâmpadas cujos filamentos têm resistências iguais; R é a resistência de outro dispositivo elétrico; ε é uma bateria de resistência elétrica desprezível; e I é um interruptor aberto.

(1) (2) (3) (4) (5) Sabendo-se que o brilho das lâmpadas cresce quando a intensidade da corrente elétrica aumenta, é CORRETO afirmar que: 01. no circuito 1, a lâmpada A brilha mais do que a B.

Falso: Como as lâmpadas estão em série, são percorridas pela mesma corrente. Portanto, terão o mesmo brilho.

02. no circuito 2, as lâmpadas A e B têm o mesmo brilho.

Verdadeiro: Lâmpadas em série -> mesma corrente -> mesmo brilho.

04. no circuito 3, uma das lâmpadas brilha mais do que a outra.

Falso: Como as lâmpadas são iguais, serão percorridas pela mesma corrente, o que fará com que tenham o mesmo brilho.

08. no circuito 4, a lâmpada B brilha mais do que a A.

Verdadeiro: Como a lâmpada A está em série com outro resistor, será percorrida por uma corrente menor que a que passa em B. Assim, B brilha mais.

16. no circuito 5, se o interruptor I for fechado, aumenta o brilho da lâmpada B. Falso: Fechando o interruptor, a lâmpada B entra em curto-circuito e apaga. Gabarito: 10 Questão 26 Um pêndulo simples de comprimento 4,0 m possui em sua extremidade uma esfera de 2,0 kg de massa. O pêndulo é colocado para oscilar a partir do repouso, em A. Quando o fio estiver na vertical, passando por B, o mesmo tem parte do seu movimento interrompido por um prego. A esfera percorre a trajetória tracejada representada na figura, alcançando só até o ponto C.

A B

ε

ε

A B

ε ε ε

A C

prego


Em relação ao exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. O módulo da velocidade da esfera em A é igual ao módulo da velocidade em C.

Verdadeiro: Nos pontos A e C a velocidade é NULA.

02. A energia potencial gravitacional da esfera em A é a mesma que em C e a variação da energia potencial entre B e C vale 4,0 J.

Verdadeiro: Como os pontos A e C estão no mesmo nível a energia potencial gravitacional desses pontos em relação a qualquer referencial será a mesma. A variação da energia potencial entre B e C é dado por:

JdE

hgmhgmEEdE

BCP

BCPBPCBCP

40.10.22,0.10.2

....

_

_

=−

−=−=

04. A velocidade da esfera em B é máxima e vale 4,0 m/s. Falso: Em B a velocidade é máxima e a relação de energia é:

smvvv

hgmvmEE APBC

/24²

2,0.10.2²

..2

².__

===

=

=

08. A tensão no fio em C é maior do que em A.

Falso: A tensão em C será menor que em A.

16. A velocidade angular da esfera em A é igual à velocidade angular em B e menor que a velocidade angular em C.

Falso: A velocidade angular da esfera A é NULA.

32. O tempo que a esfera leva de A até B é igual ao tempo de B até C, pois este tempo não depende do comprimento do pêndulo.

Falso: Pois o tempo depende do comprimento do fio.

glpiT ..2=

Ps: pi = π Gabarito: 03

20 c

m


Questão 27 Admita uma máquina térmica hipotética e ideal que funcione de acordo com o ciclo representado no gráfico de pressão versus volume (p x V) abaixo.

A B

C

8

1

5 9 12 V(10 m )-3 3

p(10 Pa)5

T1

T2

7

DE T3T4

pC

Sabendo que a transformação CD é adiabática, com base na primeira Lei da Termodinâmica e no gráfico acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. A transformação BC é isotérmica. A energia absorvida pelo gás na forma de calor é transformada

parcialmente em trabalho.

Falso: ΔU = Q – J (Isotérmica: ΔU = 0), assim: Q = W (o Calor absorvido é totalmente transformado em trabalho).

02. Na transformação AB o gás sofre uma expansão isobárica, realizando um trabalho de 1,6 kJ sobre a vizinhança.

Verdadeiro:

kJWWWW

dVpW

6,110.6,110.16

10).57.(10.8.

3

2

35

==

=

−=

=−


04. Sabendo que a temperatura T2 vale 900 K, podemos afirmar que a temperatura T1 vale 1260 K e a pressão no estado C vale aproximadamente 6,22.105 Pa.

Verdadeiro:

PaPP

PT

VPT

VP

KTT

TTVP

TVP

CC

CC

CC

B

BB

B

BB

A

AA

55

335

11

1

333

10.22,67

7.10.8

10.9.7.10.8..

12605900.7

10.790010.5..

≅→=

=→=

=→=

=→=

−

−−

−−−

08. Na transformação cíclica – ABCDEA – apresentada, a variação da energia interna é zero, ou seja, a temperatura não varia durante todo o ciclo.

Falso: ΔU = 0 porque a temperatura inicial e a final são iguais.

16. A transformação CD é uma compressão adiabática, onde a temperatura do gás diminui devido ao trabalho realizado sobre a vizinhança.

Falso: CD é expansão adiabática.

32. A transformação EA é isocórica. O aumento da temperatura do sistema, e consequentemente o aumento da energia interna, se deve ao calor recebido da vizinhança.

Verdadeiro: Isotérmica: W = 0 => ΔU = Q Gabarito: 38 Questão 28 O tipo de panela mais recomendado, por questões de saúde, é a panela de aço inox. Entretanto, o aço inox tem uma baixa condutividade térmica. Para solucionar este problema, os fabricantes fazem uso de um difusor de calor, geralmente de alumínio, cujo objetivo é melhorar a condutividade e homogeneizar a transferência de calor no fundo da panela. Dados: - condutividade térmica do alumínio = 60 cal/s.m.°C - calor latente de vaporização da água = 540 cal/g - calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g - calor específico da água = 1 cal/g.°C - calor específico do gelo = 0,5 cal/g.°C Em relação ao exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

Aço Inox Aço Inox Aço Inox Alumínio

Difusor de Alumínio Área: 3.10−2 m2 Espessura: 0,5 cm


N N

S

01. O fluxo de calor através do difusor depende da sua geometria, do material e da diferença de temperatura entre as faces inferior e superior.

Verdadeiro: L

dTAKI ..= , onde K = material, dT = diferença de temperatura e L = geometria

02. Supondo que a face inferior do difusor está a 105 °C e a face superior está a 100 °C, o fluxo de calor através do difusor é 1,8 cal/s.

Falso: scalII /180010.5,0

5.10.3.602

2

=→= −

−

04. O calor recebido por uma substância dentro da panela pode causar mudança de temperatura, mudança de fase ou ambas.

Verdadeiro.

08. O fundo da panela aquece a água colocada no seu interior unicamente por convecção, que envolve o transporte de matéria de uma região quente para uma região fria e vice-versa.

Falso: A transmissão de calor da panela para a água não se dá unicamente por convecção.

16. Supondo um fluxo de calor através do fundo da panela de 2,0 kcal/s, e que dentro dela foi colocado 150 g de gelo a −10 °C, serão necessários aproximadamente 6,4 segundos para fundir 2/3 do gelo.

Falso: calQ

QdTcmQ

75010.5,0.150

..

===

calQ

QLmQ

1200080.150

.

===

Q = 12750 cal

calxcals

1275020001

→→

sx

x

45,62000

12750

≅

=

Logo, leva 6,45s para fundir todo o gelo.

32. O difusor de alumínio é aquecido por radiação proveniente da chama da boca do fogão. Falso: Ele recebe o calor do aço inox por condução térmica. Gabarito: 05 Questão 29 Pedrinho, após uma aula de Física, resolveu verificar experi-mentalmente o que tinha estudado até o momento. Para tal experimento, ele usou uma bobina com 50 espiras, um ímã preso a um suporte não condutor e uma lâmpada incandescente de 5 W de potência. O experimento consistia em mover o ímã para dentro e para fora da bobina, repetidamente. Ao terminar o experimento, Pedrinho fez algumas observações, que estão listadas na forma de proposições.


Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. O módulo da força eletromotriz induzida na bobina é diretamente proporcional à variação do fluxo

magnético em função da distância.

Falso: ε = -N.dϕ/dt, o módula da força eletromotriz da bobina é diretamente proporcional a variação do fluxo magnético em função do tempo.

02. É difícil mover o ímã dentro da bobina, pois o campo magnético de cada espira oferece uma resistência ao movimento do ímã. Isto é explicado pela Lei de Lenz.

Verdadeiro.

04. Se a corrente na lâmpada for de 2 A, a força eletromotriz induzida em cada espira da bobina é 0,05 V.

Verdadeiro.

2,5V 25 V

V.2 5V.i

==

==P

Em cada espira será: V05,050

5,2=

Ps: V = ε

08. A frequência do movimento do ímã no interior da bobina não interfere na luminosidade da lâmpada.

Falso

16. Para haver uma corrente induzida na bobina é necessário que o circuito esteja fechado.

: A frequência altera a luminosidade, pois alterará a variação do fluxo magnético.

Verdadeiro.

32. O trabalho realizado para mover o ímã para dentro e para fora da bobina é transformado integralmente em energia luminosa na lâmpada.

Falso: Parte da energia é convertida em calor por Efeito Joule. Gabarito: 22 Questão 30 Em relação às ondas e aos fenômenos ondulatórios, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. A variação da frequência das ondas percebidas por um observador, devido ao movimento relativo

entre este e a fonte geradora das ondas, é explicada pelo efeito Doppler.

Verdadeiro.

02. Uma onda, que se propaga em determinado meio, terá uma velocidade que depende deste meio e uma frequência definida pela fonte da onda.

Verdadeiro.

04. A velocidade de uma onda em um determinado meio é de 120 m/s, para uma frequência de 60 Hz. Dobrando a frequência, a velocidade da onda neste meio também dobra.

Falso: A velocidade só depende do meio, portanto, continua igual.

08. Dois instrumentos musicais, emitindo a mesma nota musical, são diferenciados um do outro pela altura do som.

Falso: O que os diferencia é o timbre.


16. A refração é caracterizada pela mudança de direção de propagação da onda ao mudar de meio.

Falso: É a mudança no valor da velocidade da onda que caracteriza a refração.

Gabarito: 03

fisica exercicios resolvidos 004

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