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FÍSICA

1

FÍSICA

DADOS

g = 10 m/s2

G = 6,6.10-11 N.m2/kg2

1/4((0 = 9.109 N.m2/C2

c = 3.108 m/s

(água = 1,0 g/cm3

cágua = 1,0 cal/gºC

LF(água) = 80 cal/g

cgelo = 0,55 cal/gºC

01) d = d0 + v0t +

at2

13)

q

t

F

I

r

r

r

D

=

D

=

25) (U = Q – W

37) i =

å

å

R

ε

02) v = v0 + at

14)

F

0

M

= (Fd

26) W = p(V

38) V’ = (’ + r’i

03) v2 =

2

0

v

+ 2a(d

15) P =

t

E

Δ

Δ

27) WAB = qVAB

39) V = ( ( ri

04)

a

m

F

R

r

r

=

16) F = G

2

2

1

d

m

m

28) F = qvB sen(

40) a =

o

i

=

p

p'

-

05) fa = (N

17) ( =

V

m

29) F =

2

0

2

1

d

4

q

q

ε

p

41)

f

1

=

p

1

+

p'

1

06)

g

m

P

r

r

=

18) p =

A

F

30)

E

q

F

r

r

=

42) B =

r

2

i

μ

0

p

07) W = Fd cos(

19) p = p0 + (gh

31) V =

d

4

q

0

ε

p

43) B =

2R

i

μ

0

08) Ec =

2

1

mv2

20) E = (Vg

32) V = Ed

44) ( =

t

Δ

Δ

Β

F

09) Ep = mgh

21) Q = mL

33) ni sen(i = nr sen(r

45) ( = B(v

10) Ep =

2

1

kx2

22) pV = nRT

34) i =

t

q

Δ

Δ

46) E = mc2

11) W = (Ec

23) v = (f

35) V = Ri

47) m =

2

2

0

c

v

-

1

m

12)

v

m

q

r

r

=

24) Q = mc(t

36) P = Vi = Ri2 =

R

2

V

01) Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S):

01. Usando um canudinho, seria muito mais fácil tomar um refrigerante na Lua do que na Terra, porque a força de atração gravitacional na Lua é menor.

02. É possível a medida aproximada da altitude pela variação da pressão atmosférica.

04. Uma pessoa explodiria se fosse retirada da at-mosfera terrestre para o vácuo. A pressão inter-na do corpo seria muito maior do que a pressão externa (nula, no vácuo) e “empurraria” as molé-culas para fora do corpo. Este é um dos motivos pelos quais os astronautas usam roupas espe-ciais para missões fora do ambiente pressuriza-do de suas naves.

08. Para repetir a experiência realizada por Evange-lista Torricelli, comparando a pressão atmosféri-ca com a pressão exercida por uma coluna de mercúrio, é necessário conhecer o diâmetro do tubo, pois a pressão exercida por uma coluna líquida depende do seu volume.

16. Vários fabricantes, para facilitar a retirada da tampa dos copos de requeijão e de outros produtos, introduziram um furo no seu centro, selado com plástico. Isso facilita tirar a tampa porque, ao retirar o selo, permitimos que o ar penetre no copo e a pressão atmosférica atue, também, de dentro para fora.

32. Quando se introduz a agulha de uma seringa numa veia do braço, para se retirar sangue, este passa da veia para a seringa devido à diferença de pressão entre o sangue na veia e o interior da seringa.

64. Sendo correta a informação de que São Joaquim se situa a uma altitude de 1353 m e que Itajaí está ao nível do mar (altitude = 1 m), podemos concluir que a pressão atmosférica é maior em São Joaquim, já que ela aumenta com a altitude.

2

1

Gabarito: 54 (02 + 04 + 16 + 32)

Número de acertos: 644 (8,15%)

Grau de dificuldade previsto: Fácil

Grau de dificuldade obtido: Fácil

OBJETIVO DA QUESTÃO: Compreender a pressão exercida por fluídos e a existência da pressão atmosférica, e explicar seus efeitos em situações vivenciadas e relatadas no cotidiano.

SOLUÇÃO

01. Incorreta. Pois a Lua não possui atmosfera, portanto a pressão exercida sobre o refrigerante é nula.

02. Correta. E possível a medida aproximada da altitude, face à variação da pressão atmosférica com a altitude. Os altímetros utilizados na aviação, em geral, fornecem a altitude por meio da variação da pressão atmosférica.

04. Correta. A diferença de pressão entre o interior do corpo e o vácuo (pressão atmosférica nula) empurraria para fora as moléculas do corpo, produzindo a explosão.

08. Incorreta. A pressão exercida por uma coluna de líquido depende da densidade do líquido e da altura da coluna (p = p0 + (gh) e, portanto, não depende do volume do líquido.

16. Correta.

32. Correta.

64. Incorreta. A situação é exatamente a inversa, pois a pressão atmosférica diminui na medida que aumenta a altitude. Assim, a pressão atmosférica em São Joaquim é menor do que a pressão atmosférica em Itajaí.

ANÁLISE DA QUESTÃO

A questão envolveu a compreensão dos conceitos básicos da Hidrostática, em particular a pressão exercida por líquidos, a pressão atmosférica e sua variação com a altitude, aplicadas a situações que fazem parte do mundo vivencial do candidato. A análise das freqüências associada às resposta, indica que a maior foi a associada à resposta correta, significando que 8,2% acertaram totalmente a questão, assinalando as quatro proposições corretas, indicando que o grau de dificuldade obtido para a questão foi fácil. A segunda maior freqüência (5,83%) está associada à resposta 52 (04 + 16 + 32) que exclui a proposição correta 02, indicando que um importante contingente de candidatos não compreende ser possível a medida aproximada da altitude pela variação da pressão atmosférica, embora demonstre conhecer que a pressão atmosférica varia com a altitude. Um outro grupo, envolvendo 4,26% dos candidatos, considerou como corretas apenas as proposições 04 e 16, ignorando, assim, que numa primeira aproximação podemos medir a altitude pela variação da pressão atmosférica e que não compreendem, com clareza, o motivo pelo qual o sangue passa da veia para o interior da seringa (proposição 32). Dois outros grupos, com percentuais de 2,1% e 3,5%, consideraram como corretas as proposições 04 + 32 e 02 + 04 + 32, respectivamente. Neste caso, estes grupos desconhecem o motivo pelo qual torna-se mais simples abrir um vidro de requeijão, retirando o selo de vedação. Por outro lado, analisando-se as proposições individualmente, podemos observar que 50% dos candidatos consideram o item 02 como correto. Da mesma maneira, 60% deles consideraram a proposição 04 como correta e 75% dos candidatos consideraram a proposição 16 como correta, ao passo que 42% deles consideraram a proposição 32 como certa. Estes percentuais mostram que as proposições têm grau de dificuldade fácil e, como um todo, a questão apresentou grau de dificuldade fácil.

02) Um trem A, de 150 metros de comprimento, deslocando-se do sul para o norte, começa a atravessar uma ponte férrea de pista dupla, no mesmo instante em que um outro trem B, de 500 metros de comprimento, que se desloca do norte para o sul, inicia a travessia da ponte. O maquinista do trem A observa que o mesmo se desloca com velocidade constante de 36 km/h, enquanto o maquinista do trem B verifica que o seu trem está a uma velocidade constante de 72 km/h, ambas as velocidades medidas em relação ao solo. Um observador, situado em uma das extremidades da ponte, observa que os trens completam a travessia da ponte ao mesmo tempo.

Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S):

01. Como o trem B tem o dobro da velocidade do trem A, ele leva a metade do tempo para atra-vessar a ponte independentemente do compri-mento dela.

02. A velocidade do trem A, em relação ao trem B, é de 108 km/h.

04. Não podemos calcular o comprimento da ponte, pois não foi fornecido o tempo gasto pelos trens para atravessá-la.

08. O comprimento da ponte é 200 metros.

16. Os trens atravessam a ponte em 35 segundos.

32. A velocidade do trem B, em relação ao trem A, é de 108 km/h.

64. O comprimento da ponte é 125 metros e os trens a atravessam em 15 segundos.

Quantidade

Equipamento

Potência

Tempo médio de

uso ou funciona

-

mento diário

Energia

diária

consumida

04

lâmpada

25 W

2 h

200 Wh

03

lâmpada

40 W

5 h

04

lâmpada

60 W

3 h

03

lâmpada

100 W

4 h

02

televisor

80 W

8 h

02

chuveiro elétrico

6500 W

30 min

01

máquina de lavar

300 W

1 h

01

ferro elétrico

1200 W

20 min

01

secador de cabelo

1200 W

10 min

01

geladeira

600 W

3 h

Gabarito: 58 (02 + 08 + 16 + 32)


Grau de dificuldade previsto: Médio


OBJETIVO DA QUESTÃO: Aplicar os conhecimentos sobre movimento retilíneo uniforme e movimento relativo.

SOLUÇÃO: vt1 = 10m/s , vt2 =20m/s ,

Lt1 = 150m , Lt2 = 500m

dp + Lt1 = vt1 (t

dp +Lt2 = vt2 (t

(t = (Lt2 - Lt1 )/(vt2 –vt1) = (500-150)/(20-10) s = 35s

dp = vt1 (t -Lt1 = 10x35 m – 150 m = 200 m

01. Incorreta. O enunciado da questão diz que os trens levam o mesmo tempo para atravessar a ponte.

02. Correta. Pois a velocidade relativa é: vR = v1 – v2. Assim, vR = [72 –(-36)]km/h = 108 km/h.

04. Incorreta. A solução mostra que podemos calcular o comprimento da ponte e o tempo que os trens levam para atravessá-la.

08. Correta. O cálculo acima mostra que o comprimento da ponte é de 200 metros.

16. Correta. Como mostrado acima o tempo gasto para os trens atravessarem a ponte é de 35 segundos .

32. Correta. Conforme a solução da proposição 02, vR = 108 km/h. A velocidade relativa do trem A em relação ao trem B é igual à velocidade relativa do trem B em relação ao trem A.

64. Incorreta. Os resultados obtidos para as proposições 08 e 16 mostram que os valores são 200 m e 35s.


Essa era uma questão de cinemática que levava em consideração o movimento relativo, aplicada a uma situação em que dois trens de diferentes comprimentos e velocidades, deslocando-se em sentidos opostos, atravessam uma ponte em um mesmo intervalo de tempo. Os resultados mostram que um grande contingente, 10,73% dos candidatos, acertaram totalmente a questão, assinalando as quatro proposições corretas (02, 08, 16, 32). Ë interessante observar que um percentual de 11,33% consideraram como corretas as proposições 02 e 32 (movimento relativo), não efetuando os cálculos necessários para se obter o comprimento da ponte e o tempo que os trens levam para atravessá-la. Difícil compreender que 11,33% dos candidatos tenham efetuado os cálculos do comprimento da ponte e do tempo que os trens levam para atravessar a ponte, assinalando as proposições 08 e 16, mas somente estas, demonstrando incapacidade para a simples adição de velocidades que permitiria identificar as velocidades relativas de um trem em relação ao outro (proposições 02 e 32). Um grupo expressivo (8,36%), também, considerou como correta apenas a proposição 04, o que mostra um fraco conhecimento de Cinemática. Convém destacar que 12,06% dos candidatos consideraram como correta a proposição 64, que contém valores sem a menor aproximação com os resultados corretos, o que indica uma escolha aleatória. Levando-se em conta os acertos totais e parciais, a questão apresentou um grau de dificuldade fácil.

03) Um caminhão trafega num trecho reto de uma rodovia, transportando sobre a carroceria duas caixas A e B de massas mA = 600 kg e mB = 1000 kg, dispostas conforme a figura. Os coeficientes de atrito estático e de atrito dinâ-mico entre as superfícies da carroceria e das caixas são, respectivamente, 0,80 e 0,50. O velocímetro indica 90 km/h quando o motorista, observando perigo na pista, pisa no freio. O caminhão se imobiliza após percorrer 62,5 metros.

Quantidade

Equipamento

Potência

Tempo médio de

uso ou funciona

-

mento diário

Energia

diária

consumida

04

lâmpada

25 W

2 h

200 Wh

03

lâmpada

40 W

5 h

04

lâmpada

60 W

3 h

03

lâmpada

100 W

4 h

02

televisor

80 W

8 h

02

chuveiro elétrico

6500 W

30 min

01

máquina de lavar

300 W

1 h

01

ferro elétrico

1200 W

20 min

01

secador de cabelo

1200 W

10 min

01

geladeira

600 W

3 h


01. O caminhão é submetido a uma desaceleração de módulo igual a 5,0 m/s2.

02. O caminhão pára, mas a inércia das caixas faz com que elas continuem em movimento, colidindo com a cabina do motorista.

04. Somente a caixa B escorrega sobre a carroceria porque, além da desaceleração do caminhão, a caixa A exerce uma força sobre ela igual 3.000 N.

08. A caixa A não escorrega e, assim, a força que ela exerce sobre a caixa B é nula.

16. As duas caixas não escorregam, permanecendo em repouso com relação à carroceria do caminhão.

32. As caixas escorregariam sobre a superfície da carroceria, se o módulo da desaceleração do caminhão fosse maior do que 8,0 m/s2.

64. A caixa A não escorrega porque a inércia da caixa B a impede.

Gabarito: 57 (01 + 08 + 16 + 32)


Grau de dificuldade previsto: Difícil

Grau de dificuldade obtido: Difícil

OBJETIVO DA QUESTÃO: Aplicar as leis de Newton e as propriedades das forças de atrito em um sistema uniformemente desacelerado constituído por duas caixas sobre uma superfície.

SOLUÇÃO

mA = 600 kg , mB = 1000 kg , (e = 0,80 e (c = 0,50

Velocidade inicial: vi = 90 km/h = 25 m/s

Distância percorrida até parar: d = 62,5 m

Desaceleração do caminhão: a = -vi2/2d = (625/125) m/s2 = -5,0 m/s2

01. Correta. O resultado acima mostra que a = -5m/s2

02. Incorreta . Pois desconsidera a existência do atrito entre as superfícies.

04. Incorreta. A força de atrito estático sobre a caixa B é de 0,8 x 10 x 1000 N = 8000 N, estando esta caixa desacelerada de 5,0 m/s2, a força sobre ela é de 1000 x 5,0 = 5000 N, portanto menor que a força de atrito estático. Alem do mais a força de atrito estático sobre a caixa A é de 0,8 x 10 x 600 N = 4800 N e desde que ela se encontra com uma desaceleração de 5,0 m/s2 temos uma força de 600 x 5,0 N = 3000 N menor que a força de atrito. Portanto a caixa A não exerce força sobre a caixa B.

08. Correta. Como vimos no item anterior a força sobre a caixa A devido a desaceleração é menor que a força de atrito estático, logo a caixa A não escorrega e assim não exerce força sobre a caixa B.

16. Correta. Isto se conclui dos resultados dos itens 04 e 08, ou seja, as forças devido a desaceleração são menores que as forças de atrito estático.

32. Correta. Demonstramos, ao responder ao comentar a proposição 04, que a força de atrito estático sobre a caixa B é de 8000 N, logo se a caixa estiver sujeita a uma desaceleração igual a 8,0 m/s2, teremos uma força sobre a caixa de 1000 x 8,0 = 8000 N, ou maior se a desaceleração for maior do que 8,0 m/s2, e as caixas escorregariam – já que para que a caixa A escorregue basta uma força maior ou igual a 4800 N).

64. Incorreta. A caixa A não escorrega porque a força de atrito (4800 N) é maior que a força devido à desaceleração do caminhão (3000 N).


O grau de dificuldade esperado era difícil, porque a questão considera a aplicação das leis de Newton em um sistema submetido a uma desaceleração. A questão é um pouco diferente das questões normalmente apresentadas, em que os corpos podem estar submetidos a acelerações, mas as superfícies sobre as quais deslizam estão em repouso, considerado um mesmo referencial. A questão representa uma situação prática em que um caminhão que transporta duas caixas sobre a carroceria é submetido a uma desaceleração, ao ser freado. Os acertos totais mostraram um índice de 2,85%, o que é baixo e denota o grau de dificuldade para a questão. A inclusão de forças de atrito certamente dificultou a questão, o que demonstra a maior freqüência, 16,28%, estão asso-ciadas à resposta que considerava correta apenas a proposição 02, que desconsidera a existência de atrito às superfícies das caixas e da carroceria do caminhão. Também impressiona o fato de que um grupo de 12,89% dos candidatos consideraram como corretas as proposições 01 e 02, isto é, apesar de calcularem a desaceleração, ignoraram as forças de atrito especificadas na questão. A análise das freqüências de ocorrência das respostas indica uma certa falta de domínio por parte dos candidatos, no que concerne à aplicação das leis de Newton em situações com a presença de forças de atrito. A questão apresenta grau de dificuldade difícil, conforme foi previsto.

04) A figura mostra um bloco, de massa m = 500 g, mantido encostado em uma mola comprimida de X = 20 cm. A constante elástica da mola é K = 400 N/m. A mola é solta e empurra o bloco que, partindo do repouso no ponto A, atinge o ponto B, onde pára. No percurso entre os pontos A e B, a força de atrito da superfície sobre o bloco dissipa 20% da energia mecânica inicial no ponto A.


01. Na situação descrita, não há conservação da energia mecânica.

02. A energia mecânica do bloco no ponto B é igual a 6,4 J.

04. O trabalho realizado pela força de atrito sobre o bloco, durante o seu movimento, foi 1,6 J.

08. O ponto B situa-se a 80 cm de altura, em relação ao ponto A.

16. A força peso não realizou trabalho no desloca-mento do bloco entre os pontos A e B, por isso não houve conservação da energia mecânica do bloco.

32. A energia mecânica total do bloco, no ponto A, é igual a 8,0 J.

64. A energia potencial elástica do bloco, no ponto A, é totalmente transformada na energia potencial gravitacional do bloco, no ponto B.

Gabarito: 39 (01 + 02 + 04 + 32)



Grau de dificuldade obtido: Médio

OBJETIVO DA QUESTÃO: Aplicar as leis da conservação da energia e da energia mecânica e os conceitos de energia cinética, energia potencial gravitacional e energia potencial elástica.

SOLUÇÃO

01. Correta. Como a força de atrito dissipa 20% da energia mecânica inicial , não há conservação de energia mecânica.

02. Correta. Como a mola foi comprimida de 20 cm e tem uma constante elástica igual a 400 N/m, temos uma energia potencial elástica de (1/2) k x2 = (1/2) x 400 x (0,2)2 = 8,0 J. Como o atrito dissipa 20% da energia mecânica inicial (ou seja, 0,20 x 8,0 J = 1,6 J), temos somente 6,4 J convertidos em energia potencial gravitacional que, no caso, é a energia mecânica total do bloco.

04. Correta. Conforme a solução da proposição 02, 1,6 J é o valor do trabalho realizado pela força de atrito sobre o bloco..

08. Incorreta. Como a energia mecânica no ponto B é igual a mgh temos h = 6,4/(0,50 x 10) = 1,28 m = 128 cm.

16. Incorreta. Não houve conservação da energia mecânica devido ao atrito entre as superfícies.

32. Correta. Como calculado na proposição 02 a energia mecânica do bloco no ponto A (igual a sua energia potencial elástica) é igual a 1/2Kx2 = 8,0 J.

64. Incorreta. O enunciado da questão afirma que 20% da energia mecânica do bloco no ponto A é dissipada pela força de atrito no deslocamento entre os pontos A e B.


Na situação apresentada na questão, não há conservação da energia mecânica devido a presença de uma força dissipativa, a força de atrito. Assim, a energia potencial elástica, conferida ao bloco na posição A, não é totalmente transformada em energia potencial gravitacional quando ele atinge o repouso na posição B: parte da energia potencial elástica inicial do sistema é dissipada, em virtude do atrito, e parte convertida em energia potencial gravitacional. O maior contingente, 10,35% dos candidatos, acertou completamente a questão, identificando as quatro proposições corretas (01, 02, 04 e 32). Um significativo, 6,24% dos candidatos, considerou as proposições 02, 04 e 32 como corretas, duvidando ou desconhecendo que, na situação descrita, não ocorre a conservação da energia mecânica; entretanto, consideraram este fato (conservação da energia) para afirmar como corretas as proposições 02, 04 e 32. Estranhamente, um percentual de 6,69% consideraram como correta a proposição 64, ignorando o próprio enunciado da questão. Convém destacar, ainda, que 4,2% dos candidatos identificaram as proposições 01 e 64 como corretas, mostrando total incoerência de raciocínio, pois as proposições são mutuamente excludentes. Considerando os acertos parciais e que 11,61% dos candidatos presentes acertaram totalmente a questão, o grau de dificuldade obtido foi fácil.

05) Na segunda-feira, 12 de junho de 2000, as páginas esportivas dos jornais nacionais eram dedicadas ao tenista catarinense Gustavo Kuerten, o “Guga”, pela sua brilhante vitória e conquista do título de bicampeão do Torneio de Roland Garros. Entre as muitas informações sobre a partida final do Torneio, os jornais afirmavam que o saque mais rápido de Gustavo Kuerten foi de 195 km/h. Em uma partida de tênis, a bola atinge velocidades superiores a 200 km/h.

Consideremos uma partida de tênis com o “Guga” sacando: lança a bola para o ar e atinge-a com a raquete, imprimindo-lhe uma velocidade horizontal de 180 km/h (50 m/s). Ao ser atingida pela raquete, a velocidade horizontal inicial da bola é considerada nula. A massa da bola é igual a 58 gramas e o tempo de contato com a raquete é 0,01 s.

Assinale a(s) proposição(ões) VERDADEIRA(S):

01. A força média exercida pela raquete sobre a bola é igual a 290 N.

02. A força média exercida pela bola sobre a raquete é igual àquela exercida pela raquete sobre a bola.

04. O impulso total exercido sobre a bola é igual a 2,9 N.s.

08. O impulso total exercido pela raquete sobre a bola é igual à variação da quantidade de movimento da bola.

16. Mesmo considerando o ruído da colisão, as pequenas deformações permanentes da bola e da raquete e o aquecimento de ambas, há conservação da energia mecânica do sistema (bola + raquete), porque a resultante das forças externas é nula durante a colisão.

32. O impulso exercido pela raquete sobre a bola é maior do que aquele exercido pela bola sobre a raquete, tanto assim que a raquete recua com velocidade de módulo muito menor que a da bola.

Gabarito: 15 (01 + 02 + 04 + 08)




OBJETIVO DA QUESTÃO: Aplicar o conceito de impulso e a conservação da quantidade de movimento em uma colisão unidimensional.

SOLUÇÃO: Vh = 50 m/s , (t = 0,01s , m = 0,058 kg

I = F.(t = m.(V

Fm = (0,058 x 50)/0,01 N = 290 N

I = F(t = 2,9 N.s

01. Correta. O resultado acima para a força deixa claro que a força média é igual a 290 N.

02. Correta. Pois expressa exatamente o princípio da conservação da quantidade de movimento.

04. Correta. O cálculo acima demonstra que o impulso é de 2,9 N.s.

08. Correta. Pois expressa a relação entre impulso e quantidade de movimento, ou Teorema do Impulso, traduzindo a 2a lei de Newton já que

q

t

F

r

r

D

=

D

, ou seja,

t

q

F

D

D

=

/

r

r

.

16. Incorreta. Ë evidente que neste caso não pode haver conservação da energia mecânica, pois parte da energia mecânica é convertida em trabalho para deformação dos materiais, em calor e som.

32. Incorreta. A proposição claramente contradiz a terceira lei de Newton, a reação e a ação têm mesma intensidade.


A questão abordou a conservação da quantidade de movimento em uma colisão entre uma bola e uma raquete de tênis. Apenas 7,62% dos candidatos identificaram as quatro proposições corretas (01, 02, 04 e 08), constituindo a segunda maior freqüência de respostas. Comparativamente a freqüência de acertos totais das demais questões, pode-se concluir que o grau de dificuldade obtido é médio. Apesar da grande dispersão, é conveniente a análise das freqüências associadas às demais respostas. Um grupo de 9,05% dos candidatos considerou como correta apenas a proposição 32, que afirma que o impulso exercido pela raquete sobre a bola é maior do que aquele exercido pela bola sobre a raquete, indicando que não associa o princípio da ação e reação a uma colisão. Tal fato é corroborado ao constatarmos que 48,80% dos candidatos que realizaram a prova assinalaram a proposição 32 como correta. Também significativa é a freqüência de 4,58% das respostas, considerando corretas somente as proposições 08 e 32, mostrando não considerarem a conservação da quantidade de movimento total do sistema em uma colisão. Diante destes resultados e do fato de que a proposição 32, quando considerada individualmente, foi assinalada como correta por mais de 40% dos candidatos, pode-se concluir que o grau de conhecimento dos candidatos, em geral, sobre o assunto conservação da quantidade de movimento apresenta-se muito deficiente.

06) Durante aproximados 20 anos, o astrônomo dinamarquês Tycho Brahe realizou rigorosas observações dos movimentos planetários, reu-nindo dados que serviram de base para o tra-balho desenvolvido, após sua morte, por seu discípulo, o astrônomo alemão Johannes Kepler (1571-1630). Kepler, possuidor de grande habili-dade matemática, analisou cuidadosamente os dados coletados por Tycho Brahe, ao longo de vários anos, tendo descoberto três leis para o movimento dos planetas. Apresentamos, a se-guir, o enunciado das três leis de Kepler.

1a lei de Kepler: Cada planeta descreve uma órbita elíptica em torno do Sol, da qual o Sol ocupa um dos focos.

2a lei de Kepler: O raio-vetor (segmento de reta imaginário que liga o Sol ao planeta) “varre” áreas iguais, em intervalos de tempo iguais.

3a lei de Kepler: Os quadrados dos períodos de translação dos planetas em torno do Sol são proporcionais aos cubos dos raios médios de suas órbitas.

Assinale a(s) proposição(ões) que apresenta(m) conclusão(ões) CORRETA(S) das leis de Kepler:

01. A velocidade média de translação de um planeta em torno do Sol é diretamente proporcional ao raio médio de sua órbita.

02. O período de translação dos planetas em torno do Sol não depende da massa dos mesmos.

04. Quanto maior o raio médio da órbita de um pla-neta em torno do Sol, maior será o período de seu movimento.

08. A 2a lei de Kepler assegura que o módulo da velocidade de translação de um planeta em torno do Sol é constante.

16. A velocidade de translação da Terra em sua ór-bita aumenta à medida que ela se aproxima do Sol e diminui à medida que ela se afasta.

32. Os planetas situados à mesma distância do Sol devem ter a mesma massa.

64. A razão entre os quadrados dos períodos de translação dos planetas em torno do Sol e os cubos dos raios médios de suas órbitas apresen-ta um valor constante.

Gabarito: 86 (02 + 04 + 16 + 64)




OBJETIVO DA QUESTÃO: Interpretar corretamente as leis de Kepler para o movimento planetário.

SOLUÇÃO

01. Incorreta. Pois contradiz de forma clara a 2a lei de Kepler.

02. Correta. A 3a lei de Kepler diz que o período de translação é proporcional ao cubo do raio médio da órbita do planeta.

04. Correta. Pela 3a lei de Kepler, um raio médio de órbita maior determina um período maior.

08. Incorreta. Pela 2a lei de Kepler concluímos que quanto mais próximo do Sol está o planeta maior é a sua velocidade.

16. Correta. Pois é o que afirma a 2a lei de Kepler.

32. Incorreta. Nenhuma das lei de Kepler afirma qualquer relação entre a distância de um planeta ao Sol e sua massa.

64. Correta. A proposição afirma, em outras palavras, a 3a lei de Kepler.


Essa questão exige interpretação, basicamente, já que apresenta no seu texto o enunciado das três leis de Kepler. Os resultados mostram que apenas 3,86% dos candidatos tiveram acerto total, identificando as quatro proposições corretas (02, 04, 16 e 64). A maior freqüência de respostas (4,95%) está associada à resposta 13 (01 + 04 + 08), que inclui duas proposições erradas (01 e 08) que contêm afirmações discordantes do que afirmam as leis de Kepler. A segunda maior freqüência (4,93%) está associada à resposta 12 (04 + 08), também identificando a proposição 08 como correta, quando ela contraria a 2a lei de Kepler. Convém destacar que 51,88% dos candidatos que realizaram a prova assinalaram a proposição 08 como correta, a despeito de disporem do enunciado das leis de Kepler no “caput” da questão. Os acertos parciais mostram, também, um espalhamento considerável. Estes resultados demonstram que a maioria dos candidatos desconhece, ou tem fraca compreensão das leis de Kepler e apresenta pouca capacidade de interpretação de um texto, haja vista, por exemplo, que a proposição 64 repetia com outras palavras o enunciado dado da 3a lei de Kepler e, mesmo assim, apenas 42,86% dos candidatos a identificaram como correta. O grau de dificuldade obtido para a questão foi difícil.

07) Recomendam alguns livros de culinária que, ao se cozinhar macarrão, deve-se fazê-lo em bastante água – não menos do que um litro de água para cada 100 g – e somente pôr o macarrão na água quando esta estiver fervendo, para que cozinhe rapidamente e fique firme. Assim, de acordo com as receitas, para 500 g de macarrão são necessários, pelo menos, 5 litros de água.

A respeito do assunto assinale a(s) proposi-ção(ões) CORRETA(S):

01. O macarrão cozinha tão rapidamente em 1 litro como em 5 litros de água, pois a temperatura máxima de cozimento será 100ºC, em uma panela destampada em Florianópolis.

02. A capacidade térmica do macarrão varia com a quantidade de água usada no cozimento.

04. Ao ser colocado na água fervente, o macarrão recebe calor e sua temperatura aumenta até ficar em equilíbrio térmico com a água.

08. Quanto maior a quantidade de água fervente na panela, maior será a quantidade de calor que poderá ser cedida ao macarrão e, conse-qüentemente, mais rápido cozinhará.

16. A quantidade de calor que deverá ser cedida pela água fervente para o macarrão atingir a temperatura de equilíbrio depende da massa, da temperatura inicial e do calor específico do macarrão.

32. Para o cozimento do macarrão, o que importa é a temperatura e não a massa da água, pois a capacidade térmica da água não depende da massa.

64. A água ganha calor da chama do fogão, através da panela, para manter sua temperatura de ebulição e ceder energia para o macarrão e para o meio ambiente.

Gabarito: 92 (04 + 08 + 16 + 64)




OBJETIVO DA QUESTÃO: Compreender e aplicar os conceitos de equilíbrio térmico, capacidade térmica e calor específico.

SOLUÇÃO

01. Incorreta. A quantidade de calor transferida ao macarrão depende da massa de água. Quanto maior a quantidade de água aquecida, maior será a quantidade de calor que poderá ser transferida para macarrão.

02. Incorreta. A capacidade térmica de qualquer substância depende da quantidade de calor transferida para uma dada variação de temperatura (C=(Q/(t). A capacidade térmica do macarrão é uma propriedade intrínseca dele, independente da massa de água.

04. Correta. Pela lei zero da termodinâmica quando dois corpos estão em contato térmico a diferentes temperaturas ocorre transferência de calor entre eles (do corpo mais quente para o mais frio) até que ambos estejam à mesma temperatura, isto é, atinjam o equilíbrio térmico.

08. Correta. A quantidade de calor que a água pode ceder é diretamente proporcional a sua massa, o que é expresso por (Q = m.c.(t onde m é a massa de água e c o calor específico da água. Sendo (t a diferença entre a temperatura final (de equilíbrio térmico) e a temperatura inicial da água.

16. Correta. A quantidade de calor transferida para o macarrão é dada por (Q = m.c.(t, onde m é massa de macarrão e c o seu calor específico. Sendo (t a diferença entre a temperatura final (de equilíbrio térmico) e a temperatura inicial do macarrão.

32. Incorreta. A quantidade calor que pode ser transferida para o macarrão depende da massa ((Q = m.c.(t).

64. Correta. A transferência de calor ocorre sempre do corpo mais quente para o mais frio.


A questão abordou conceitos básicos de termologia no processo de cozimento do macarrão, fato familiar a todos. A análise dos resultados mostra que apenas 6,42% dos candidatos acertou totalmente a questão. Embora pequeno, tal contingente representou a resposta com maior freqüência, já que as demais respostas mostram um espalhamento considerável. Ao verificarmos os acertos parciais, é importante observar que a segunda maior freqüência (6,35%) está associada à reposta 84 (04 + 16 + 64), que exclui a proposição correta 08, conduzindo à interpretação de que este grupo significativo de candidatos conhece os conceitos de equilíbrio térmico, capacidade térmica e calor específico, mas não os compreende perfeitamente, já que duvida, ou não acredita, que uma maior quantidade de água na panela significa que uma maior quantidade de calor poderá ser cedida ao alimento que está sendo cozido; talvez não tenha clareza a respeito do fato de que a quantidade de calor recebida pelo macarrão é igual à quantidade de calor cedida pela água. Tal grupo, por coerência, ao excluir a proposição 08, deveria ter assinalado a proposição 01 que afirma o oposto, que o macarrão cozinha tão rapidamente em 1 litro como em 5 litros de água. Este foi o entendimento de outro contingente, também significativo (4,37%), que assinalou a resposta 85 (01 + 04 + 16 + 64). Por outro lado, podemos afirmar que o conceito de equilíbrio térmico é de domínio dos candidatos, já que a proposição 04 foi assinalada por 87,84% dos participantes.

Da análise da questão, transparece que os candidatos têm dificuldade em associar os conhecimentos físicos às situações do dia-a-dia. Não considerando os acertos parciais, o grau de dificuldade obtido foi médio, maior do que o esperado.


01. Sempre que um gás recebe calor, sua tempera-tura sofre um acréscimo.

02. Em uma transformação isotérmica o sistema não troca calor com o meio externo.

04. Numa compressão adiabática, a temperatura do sistema aumenta.

08. A variação da energia interna de um sistema termodinâmico é dada pela diferença entre a energia trocada com a vizinhança, na forma de calor, e o trabalho realizado pelo sistema, ou sobre o sistema.

16. O motor de combustão interna de um automóvel não é uma máquina térmica, porque não opera entre uma fonte quente e uma fonte fria e em ciclos.

32. Um refrigerador funciona como uma máquina térmica, operando em sentido inverso, isto é, retira calor da fonte fria e, através de trabalho realizado sobre ele, rejeita para a fonte quente.

64. Uma máquina térmica, operando segundo o Ciclo de Carnot, obtém um rendimento de 100%, isto é, converte todo o calor recebido em trabalho.

Gabarito: 44 (04 + 08 + 32)




OBJETIVO DA QUESTÃO: Compreender as leis da termodinâmica, o conceito de máquina térmica e o ciclo de Carnot.

SOLUÇÃO

01. Incorreta. Quando um gás recebe calor, sua temperatura não aumenta necessariamente; numa transformação isotérmica a temperatura se mantém constante variando a pressão e o volume do gás.

02. Incorreta. Numa transformação isotérmica não há variação da temperatura, ou seja, não há variação da energia interna do sistema ((U = 0). Entretanto, é necessário que haja troca de calor para que o gás possa se expandir ou comprimir.

04. Correta. Numa transformação adiabática não ocorre transferência de calor (Q = 0) e a temperatura do sistema varia. Sendo uma compressão ((V < 0 e W < 0), temos: (U = 0 – (- W), ou seja, (U = W. Então, podemos concluir que a energia interna aumenta e, conseqüentemente, a temperatura do sistema aumenta.

08. Correta. A proposição expressa a primeira lei da termodinâmica.

16. Incorreta. O motor de combustão interna é uma máquina térmica operando em ciclos e efetuando transferência de calor com o meio ambiente.

32. Correta. O refrigerador funciona como uma máquina térmica funcionando em sentidos inverso, retirando calor da fonte fria e rejeitando para a fonte quente. Este processo inverso é possível devido ao motor que realiza trabalho sobre o refrigerador.

64. Incorreta. Contradiz a segunda lei da termodinâmica, que estabelece que não é possível construir uma máquina cujo rendimento seja 100% .


A questão aborda a 1a e a 2a leis da termodinâmica, máquinas térmicas e o Ciclo de Carnot. O grau de dificuldade obtido foi difícil pois o percentual de acertos totais foi baixo: 2,28% dos candidatos identificaram todas as três proposições corretas (04, 08 e 32). A análise do quadro de freqüência de repostas mostra que a maior freqüência (5,60%) está associada à resposta 40 (08 + 32), o que indica que este grupo significativo tem conhecimento de que um refrigerador é uma máquina térmica (32), e da 1a lei da Termodinâmica (08), mas não consegue aplicá-la a uma transformação adiabática, pois não identificou como correta a proposição 04. Fato que pode ser estendida, pois a maior parte dos candidatos que realizaram a prova (53,36%) identificaram como correto o enunciado da 1a lei da Termodinâmica na proposição 08, mas apenas 30,16% identificaram a proposição 04 como correta. Convém destacar, também, que 50,65% dos candidatos assinalaram a proposição 02 como correta, concordando com a afirmação incorreta de que em uma transformação isotérmica o sistema não troca calor com o meio externo, induzindo a interpretação de que não diferenciam os conceitos de temperatura e calor. O grau de dificuldade previsto – difícil – foi confirmado, não pela complexidade das proposições, mas pela deficiente compreensão e dificuldade na aplicação dos conceitos fundamentais da Termodinâmica por parte dos candidatos.


01. O campo elétrico, no interior de um condutor eletrizado em equilíbrio eletrostático, é nulo.

02. O campo elétrico, no interior de um condutor eletrizado, é sempre diferente de zero, fazendo com que o excesso de carga se localize na superfície do condutor.

04. Uma pessoa dentro de um carro está protegida de raios e descargas elétricas, porque uma estrutura metálica blinda o seu interior contra efeitos elétricos externos.

08. Numa região pontiaguda de um condutor, há uma concentração de cargas elétricas maior do que numa região plana, por isso a intensidade do campo elétrico próximo às pontas do condu-tor é muito maior do que nas proximidades de regiões mais planas.

16. Como a rigidez dielétrica do ar é 3 x 106 N/C, a carga máxima que podemos transferir a uma esfera de 30 cm de raio é 10 microCoulombs.

32. Devido ao poder das pontas, a carga que pode-mos transferir a um corpo condutor pontiagudo é menor que a carga que podemos transferir para uma esfera condutora que tenha o mesmo volume.

64. O potencial elétrico, no interior de um condutor carregado, é nulo.

Gabarito: 45 (01 + 04 + 08 + 32)




OBJETIVO DA QUESTÃO: Conhecer e aplicar os conceitos sobre Campo Elétrico, Potencial Elétrico e Rigidez Dielétrica em condutores eletrizados.

SOLUÇÃO

01. Correta. O campo elétrico no interior de um condutor eletrizado é nulo. Se o campo não fosse nulo no interior do condutor eletrizado este campo exerceria uma força sobre as cargas livres do condutor e este não estaria em equilíbrio eletrostático.

02. Incorreta.

04. Correta. Este efeito é chamado de “blindagem eletrostática”: como no interior de um condutor carregado o campo elétrico é nulo, descargas elétricas externas não afetam o interior deste condutor.

08. Correta. O campo elétrico nas pontas de um condutor eletrizado é maior do que nas regiões mais planas, é o chamado “poder das pontas”. Verifica-se experimentalmente que próximo a regiões pontiagudas existem campos elétricos intensos, o que mostra o acúmulo de cargas elétricas nestas regiões. Este fato é utilizado na construção de pára-raios.

16. Incorreta. Como o campo elétrico é dado por E = K0Q/R2. Assim, na superfície de uma esfera de 30 cm de raio com uma carga de 10 microCoulombs temos um campo de 10x106 N/C que, portanto, é maior que a rigidez dielétrica do ar.

32. Correta. Como as cargas tendem a se acumular nas pontas do condutor estas geram campos intensos, então, nas regiões pontiagudas o valor da rigidez dielétrica é ultrapassado mais facilmente do que nas regiões planas, isto é, em torno delas o ar se tornará condutor mais facilmente fazendo com que o corpo perca o excesso de carga.

64. Incorreta. A diferença de potencial é nula no interior do condutor, porém o potencial é constante e igual ao da superfície do condutor.


A questão abordou conceitos básicos da Eletrostática, associados a aplicações práticas como a blindagem eletrostática e o poder das pontas utilizado na produção de pára-raios. Apesar de ser previsto um grau de dificuldade fácil, obteve-se um percentual de acertos totais muito baixo: 0,81% dos candidatos identificaram as quatro proposições corretas (01, 04, 08 e 32). A análise das freqüências de ocorrência das demais respostas mostra que o maior contingente (10,77%) assinalou como corretas apenas as proposições 01 e 08, desconhecendo o efeito de blindagem eletrostática e mostrando conhecer o “poder das pontas” em um condutor, mas sendo incapaz de aplicá-lo à carga de um condutor. Um outro grupo também significativo (9,74%) assinalou as proposições 02 e 08, desconhecendo que o campo elétrico no interior de um condutor eletrizado é nulo. A resposta 12, que identifica as proposições 04 e 08, foi assinalada por 7,23 % dos candidatos e 6,89% consideraram apenas a proposição 08 como correta. É interessante observar, ao examinarmos a freqüência por proposição, que 78,53% dos candidatos que realizaram a prova Tipo A assinalaram a proposição 08, mostrando conhecer que o campo elétrico próximo às pontas de um condutor é muito maior do que nas proximidades de regiões mais planas; mas somente 18,21% foram capazes de aplicar este conhecimento à carga de um condutor, assinalando a proposição 32. Este resultado conduz à conclusão de que a grande maioria dos candidatos não tem conhecimento de que, ao se romper a

rigidez dielétrica de um meio, ocorre transferência de cargas elétricas do corpo eletrizado para o meio e que corpos pontiagudos, devido ao poder das pontas, rompem facilmente a rigidez dielétrica do meio circundante, motivo pelo qual é possível transferir mais carga para uma esfera condutora do que para outro corpo de mesmo volume contendo pontas. O grande espalhamento das respostas e baixo percentual de acertos totais pode ser explicado, em parte, pela abrangência de conteúdo da questão – conceitos de campo elétrico, potencial elétrico e os fenômenos associados de blindagem eletrostática, poder das pontas e rigidez dielétrica – mas, significa, também, um fraco conhecimento de fenômenos físicos de importante aplicação prática e elementares da Eletrostática. A questão apresentou-se difícil ao candidatos.

10) O quadro abaixo apresenta os equipamentos elétricos de maior utilização em uma certa residência e os respectivos tempos médios de uso/funcionamento diário, por unidade de equipamento. Todos os equipamentos estão ligados em uma única rede elétrica alimentada com a voltagem de 220 V. Para proteção da instalação elétrica da residência, ela está ligada a um disjuntor, isto é, uma chave que abre, interrompendo o circuito, quando a corrente ultrapassa um certo valor.


01. Somente os dois chuveiros elétricos consomem 195 kWh em trinta dias.

02. Considerando os equipamentos relacionados, o consumo total de energia elétrica em 30 dias é igual a 396 kWh.

04. É possível economizar 32,5 kWh em trinta dias, diminuindo em 5 minutos o uso diário de cada chuveiro.

08. Se os dois chuveiros forem usados simultaneamente, estando ligados em uma mesma rede e com um único disjuntor, este teria que suportar correntes até 40 A.

16. Em trinta dias, se o kWh custa R$ 0,20, a despesa correspondente apenas ao consumo das lâmpadas, é R$ 16,32.

32. Em 30 dias, o consumo de energia da geladeira é menor do que o consumo total dos dois televisores.

64. Em 30 dias, o consumo de energia das lâmpadas é menor do que o consumo da geladeira.

Gabarito: 23 (01 + 02 + 04 + 16)




OBJETIVO DA QUESTÃO: Aplicar o conceito de potência elétrica para a determinação do consumo de energia elétrica residencial.

SOLUÇÃO

Completamos o quadro preenchendo a coluna de consumo diário de energia por equipamento.

Quantidade

Equipamento

Potência

Tempo médio de uso diário

Energia diária consumida

04

Lâmpada

25 W

2 h

200 Wh

03

Lâmpada

40 W

5 h

600 Wh

04

Lâmpada

60 W

3 h

720 Wh

03

Lâmpada

100 W

4 h

1200 Wh

02

Televisor

80 W

8 h

1280 Wh

02

Chuveiro Elétrico

6500 W

1/2 h

6500 Wh

01

Máquina de lavar

300 W

1 h

300 Wh

01

Ferro Elétrico

1200 W

1/3 h

400 Wh

01

Secador de Cabelo

1200 W

1/6 h

200 Wh

01

Geladeira

600 W

3 h

1800 Wh

Somando a coluna de consumo de energia temos um total de 13200Wh, o que fornece o valor de 13 200 Wh x 30 = 396 000 Wh, ou 396 kWh para o consumo mensal de energia elétrica pela residência

01. Correta. Como o consumo diário dos chuveiros é de 6500Wh em trinta dias termos 30 x 6500Wh = 195000 Wh = 195 kWh.

02. Correta. Conforme o cálculo, o consumo mensal é de 396 kWh.

04. Correta. Os dois chuveiros representam uma redução de 10 minutos = 1/6 h, o que representa um consumo mensal de 6500 W x (1/6 h) x 30 = 32500 Wh = 32,5 kWh.

08. Incorreta. Como a voltagem é de 220V, a corrente em cada chuveiro é igual a 6500/220 ( 29,5A, logo os dois chuveiros consomem aproximadamente 59A.

16. Correta. Pelo quadro vemos que o consumo diário das lâmpada é de 2720 Wh, ou seja, em trinta dias temos um consumo de 81600 Wh = 81,6 kWh. Como o kWh custa R$ 0,20, temos um custo total de R$ 81,6 x 0,20 = R$ 16,32.

32. Incorreta. O quadro mostra que o consumo diário da geladeira é maior que o consumo dos dois televisores

64. Incorreta. O consumo diário das lâmpadas é de 2720 Wh que é bem maior que o consumo da geladeira (1800 Wh).


Essa questão constituiu um exemplo de aplicação direta do conceito de potência elétrica para calcular o gasto mensal de energia elétrica em uma residência, uma vez conhecida a potência de cada aparelho eletrodoméstico e seu tempo de uso diário. Para auxiliar os candidatos, o quadro do quantitativo dos equipamentos elétricos da residência, com as respectivas potências e tempo diário de uso, já apresenta o primeiro cálculo da energia diária consumida para as 4 lâmpadas de 25 W. Completando o quadro, obtém-se o consumo de energia elétrica diário por equipamento, o que possibilita calcular o consumo diário total e, multiplicando por 30, calcular o consumo mensal. A análise das respostas apresentadas à questão mostra um percentual muito baixo (3,74%) de acertos totais. A questão envolve vários cálculos que, embora muito simples, tornam-na trabalhosa e justifica, em parte, o baixo percentual de acerto e um espalhamento muito grande nas freqüências das respostas. Entretanto, os conceitos e os cálculos solicitados eram extremamente elementares; torna-se difícil compreender que 36,88% dos candidatos que realizaram a prova tenham assinalado a proposição 64 como correta, afirmando que o consumo de energia elétrica das lâmpadas era menor do que a o da geladeira. Isto demonstra que responderam sem efetuar os cálculos, de forma aleatória ou, provavelmente, pela crença errônea de que, em uma residência, a geladeira consome mais energia elétrica do que as lâmpadas, não importando o número, a potência e o tempo que permanecem ligadas. Aliás, 7,26% dos candidatos assinalaram somente a proposição 64 como correta, constituindo a resposta de maior freqüência. A resposta 17, identificando as proposições corretas 01 e 16, obteve freqüência de 4,98%. Estes resultados levam à conclusão de que a grande maioria dos candidatos não realizou os cálculos envolvidos na questão, respondendo-a de forma aleatória. Somente 48,10% dos candidatos foram capazes de calcular o consumo de energia elétrica mensal dos dois chuveiros elétricos da residência – um cálculo elementar que todo cidadão deveria ser capaz de fazer. Assim, apesar de individualmente as proposições poderem ser consideradas fáceis, em virtude do número de cálculos envolvidos e deficiente compreensão do conceito de potência de um equipamento, obteve-se um grau de dificuldade difícil para a questão.

11) A figura representa as linhas de indução do cam-po magnético terrestre. O magnetismo terrestre levou à invenção da bússola, instrumento essen-cial para as grandes navegações e descobrimen-tos do século XV e, segundo os historiadores, já utilizada pelos chineses desde o século X. Em 1600, William Gilbert, em sua obra denominada De Magnete, explica que a orientação da agulha magnética se deve ao fato de a Terra se com-portar como um imenso ímã, apresentando dois pólos magnéticos.

Muitos são os fenômenos relacionados com o campo magnético terrestre. Atualmente, sabe-mos que feixes de partículas eletrizadas (elé-trons e prótons), provenientes do espaço cósmi-co, são capturados pelo campo magnético ter-restre, ao passarem nas proximidades da Terra, constituindo bom exemplo de movimento de partículas carregadas em um campo magnético.


01. O sentido das linhas de indução, mostradas na figura, indica que o pólo sul magnético está loca-lizado próximo ao pólo norte geográfico.

02. O sentido das linhas de indução, mostradas na figura, indica que o pólo norte magnético está localizado próximo ao pólo norte geográfico.

04. As linhas de indução do campo magnético da Terra mostram que ela se comporta como um gigantesco ímã, apresentando dois pólos mag-néticos.

08. A força magnética, atuante sobre as partículas eletrizadas que atingem a Terra nos pólos Sul e Norte geográficos, com velocidade quase para-lela às linhas de indução do campo magnético terrestre, é menor do que sobre as partículas que atingem a Terra no plano do equador, com velocidade perpendicular ao campo magnético terrestre.

16. Quando partículas eletrizadas atingem a Terra no plano do equador, com velocidade perpendicular ao campo magnético terrestre, elas não são desviadas porque a força magnética é nula.

32. O pólo norte da agulha de uma bússola aponta sempre para o pólo sul magnético da Terra.

64. O módulo do campo magnético terrestre aumen-ta, à medida que se afasta da superfície da Terra.

Gabarito: 45 (01 + 04 + 08 + 32)




OBJETIVO DA QUESTÃO: Compreensão e aplicação dos conceitos de indução magnética e força magnética ao magnetismo terrestre.

SOLUÇÃO

01. Correta. As linhas de indução magnética têm o sentido do norte magnético para o sul magnético.

02. Incorreta. Contradiz o sentido adotado para as linhas de indução magnética.

04. Correta. A figura mostra que as linhas de indução do campo magnético terrestre têm a forma das linhas de indução de um dipolo magnético, com seus pólos norte e sul.

08. Correta. Como a força magnética é F = qvBsen( , onde ( é o ângulo entre os vetores v e B, fica claro que partículas eletrizadas com vetor velocidade v quase paralelo às linhas de indução B (( muito pequeno) estão sujeitas a uma força magnética bem menor que aquelas que possuem vetor velocidade perpendicular ao vetor indução magnética (( = 90º).

16. Incorreta. Neste caso temos ( = 90º e a força magnética é máxima.

32. Correta. Isto decorre do fato de que pólos magnéticos iguais se repelem e pólos opostos se atraem.

64. Incorreta. Ocorre exatamente o contrário, ou seja, o campo magnético diminui de intensidade à medida que nos afastamos da Terra.


A questão abordou o magnetismo terrestre e as forças magnéticas sobre partículas eletrizadas deslocando-se em campos magnéticos, na situação, o campo magnético terrestre. Ela apresenta quatro proposições corretas: 01, 04, 08 e 32. Enquanto as proposições 01, 04 e 32 foram assinaladas como corretas, respectivamente, por 67,99%, 94,49% e 62,15% dos candidatos que realizaram a prova Tipo A, a proposição 08, também correta, obteve freqüência de 23,89%. É importante observar que 8,67% dos candidatos identificaram somente as proposições 01 e 04 como corretas, e 28,00%, o maior contingente, consideraram corretas as proposições 01, 04 e 32, excluindo a proposição 08. Os resultados mostraram que os candidatos têm uma compreensão razoável do magnetismo terrestre, porém não têm uma idéia clara do caráter vetorial da força magnética que atua sobre uma partícula carregada, deslocando-se em um campo magnético. A maior parte dos candidatos (76,11%) não identificou a proposição 08, demonstrando não ser capaz de perceber a influência do ângulo entre os vetores velocidade da partícula e indução magnética na intensidade da força magnética sobre a partícula (F = Bqvsen(). Um percentual de 6,39% dos candidatos acertaram completamente a questão. Cabe considerar, nessa questão, a presença de 6 proposições fáceis e uma proposição difícil (08), e levando-se em conta os acertos parciais é possível considerar a questão fácil. A consideração apenas da freqüência de acertos totais conduz ao grau de dificuldade médio previsto.

12) Uma lâmina de vidro de faces paralelas, perfeita-mente lisas, de índice de refração n, é mergu-lhada completamente em um líquido transparen-te de índice de refração também igual a n. Ob-serva-se que a lâmina de vidro torna-se pratica-mente invisível, isto é, fica difícil distingui-la no líquido.


01. A lâmina de vidro torna-se opaca à luz.

02. A luz, ao passar do meio líquido para a lâmina de vidro, sofre reflexão total.

04. A luz sofre forte refração, ao passar do meio líquido para a lâmina de vidro e, também, desta para o meio líquido.

08. Quando a luz passa do líquido para o vidro, ocorre mudança no seu comprimento de onda.

16. A luz não sofre refração, ao passar do meio líquido para a lâmina de vidro.

32. A luz que se propaga no meio liquido não sofre reflexão ao incidir na lâmina de vidro.

64. A luz sofre desvio, ao passar do líquido para a lâmina e, desta para o líquido, porque a veloci-dade da luz nos dois meios é diferente.

Gabarito: 48 (16 + 32)




OBJETIVO DA QUESTÃO: Compreensão e aplicação dos conceitos de reflexão e refração da luz.

SOLUÇÃO

01. Incorreta. O índice de refração do vidro é igual ao do líquido.

02. Incorreta. Ao passar do liquido para a lâmina de vidro a luz não sofre reflexão total, pois ambos tem o mesmo índice de refração.

04. Incorreta. A luz não se refrata ao passar do líquido para a lâmina de vidro e, também, desta para o líquido porque ambos têm o mesmo índice de refração.

08. Incorreta. Como os índices de refração são iguais, não ocorre alteração no comprimento de onda da luz.

16. Correta.

32. Correta. A reflexão ocorre quando temos dois meios de índices de refração diferentes, no caso os índices de refração são iguais, não havendo reflexão.

64. Incorreta. Como nisen(i = nrsen(r e neste caso ni =nr temos (i =(r , ou seja, não ocorre refração, não há desvio da luz. Também não é correto que a velocidade de propagação da luz nos dois meios é diferente: se os índices de refração são iguais as velocidades de propagação também são iguais.


A análise dos resultados mostrou que um percentual considerável (15,9%) assinalou as proposições corretas 16 e 32. Isto mostra um entendimento das leis de reflexão e refração diante de uma situação em que dois meios distintos (líquido e vidro) apresentam o mesmo índice de refração. Porém, convém ressaltar que um percentual de 5,23% considerou apenas a proposição 16 como correta, ignorando que, neste caso, não temos reflexão alguma. Da mesma forma, um outro percentual (3,86%) assinalou apenas a 32 como correta, e neste caso ignorando que não ocorre refração. É interessante observar que um grupo significativo (4,68%) considerou apenas a proposição 64 como correta. A interpretação razoável é que estes candidatos sabem que a velocidade da luz é diferente em meios distintos (pois depende do índice de refração), porém não se aperceberam que os meios apresentados, apesar de distintos, têm o mesmo índice de refração, o que implica uma mesma velocidade de propagação da luz. Depreende-se dos resultados, que a questão apresentou-se fácil aos candidatos.

B

A

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Quantidade

Equipamento

Potência

Tempo médio de uso ou funciona-

mento diário

Energia

diária consumida

04

lâmpada

25 W

2 h

200 Wh

03

lâmpada

40 W

5 h

04

lâmpada

60 W

3 h

03

lâmpada

100 W

4 h

02

televisor

80 W

8 h

02

chuveiro elétrico

6500 W

30 min

01

máquina de lavar

300 W

1 h

01

ferro elétrico

1200 W

20 min

01

secador de cabelo

1200 W

10 min

01

geladeira

600 W

3 h

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