PROCESSO SELETIVO 2006 QUESTÕES OBJETIVAS

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PROCESSO SELETIVO 2006
QUESTÕES OBJETIVAS
FÍSICA
01 - Um trem de passageiros executa viagens entre algumas estações. Durante uma dessas viagens, um passageiro
anotou a posição do trem e o instante de tempo correspondente e colocou os dados obtidos no gráfico abaixo:
x (km)
300
200
100
1
2
3
4
5
6
7
8
t (h)
Com base no gráfico, considere as seguintes afirmativas:
I.
II.
III.
IV.
Nessa viagem, o trem pára em quatro estações diferentes.
O trem retorna à primeira estação após oito horas de viagem.
O trem executa movimento uniforme entre as estações.
O módulo da velocidade do trem, durante a primeira hora de viagem, é menor do que em qualquer outro trecho.
Assinale a alternativa correta.
*)
-)
-)
-)
-)
Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.
Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.
Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras.
Comentário
Justificativa:
I. O trem pára apenas em dois momentos: entre t = 1h e t = 2h e entre t = 4h e t = 5h. Falsa.
II. Quando t = 0, x = 0 e quando t = 8h, x = 0. Verdadeira.
III. Essa afirmação é extremamente ambígua, pois falta o examinador especificar entre quais estações ele deseja saber
se o movimento é ou não uniforme. Se for considerado entre duas estações consecutivas, o movimento do trem é
sempre uniforme. Se for considerado entre duas estações quaisquer, ocorrem mudanças no módulo da sua
velocidade e, portanto, o movimento não pode ser considerado uniforme. De acordo com o gabarito oficial, podemos
perceber que o examinador estava considerando a primeira hipótese. Falsa ou verdadeira, dependendo da
interpretação.
IV. Pela inclinação dos trechos do gráfico, percebemos que, entre t = 2h e t = 4h, o módulo da velocidade do trem é
menor que o módulo da velocidade dele na primeira hora de viagem. Falsa.
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02 - Em uma prova de atletismo conhecida como arremesso de peso, um atleta realiza um lançamento tal que o peso, ao
deixar sua mão, tem uma velocidade inicial v0 que forma um ângulo θ0 com a horizontal. Desprezando-se o efeito da
resistência do ar, é correto afirmar:
*)
-)
-)
-)
-)
A altura máxima atingida pelo peso depende do quadrado da componente vertical da velocidade inicial.
A energia mecânica do peso é dada por mgh, sendo h a posição vertical instantânea em que o peso se encontra.
A energia cinética é constante durante o movimento.
As componentes vertical e horizontal do vetor posição descrevem o mesmo tipo de movimento.
A energia potencial é constante durante o movimento.
Comentário
A altura máxima pode ser calculada pela equação de Torricelli (vy2 = voy2 + 2 . a . ∆s) aplicada com a componente vertical da velocidade. No ponto mais alto da trajetória, vy anula-se, assim:
v 2oy
. Podemos, então, afirmar que a altura máxima atingida depende do quadrado da
02 = voy2 + 2.(– g) . h à h =
2g
componente vertical da velocidade inicial.
03 - As leis sobre o movimento dos planetas, que transformaram a compreensão do sistema solar, e a crença de que o
Universo obedece a leis exatas e simples foram os legados deixados por Kepler e Newton. Considere as seguintes
afirmativas sobre a força de atração gravitacional e o movimento de satélites.
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I.
II.
III.
-2
-1
A constante gravitacional universal no SI pode ser expressa em m s kg .
A força resultante sobre um satélite geoestacionário é nula.
Usando os dados de um satélite que se encontra em uma órbita de raio aproximadamente igual a seis vezes o
raio da Terra, é possível obter o período de um outro satélite artificial que se encontra em uma órbita de raio
igual a duas vezes o raio da Terra.
IV. Um satélite artificial encontra-se em uma órbita de raio igual a três vezes o raio da Terra. A aceleração da
gravidade na posição onde se encontra o satélite é menor que a aceleração na superfície da Terra.
Assinale a alternativa correta.
*)
-)
-)
-)
-)
Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras.
Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras.
Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.
Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
Comentário
I. A lei de Newton da gravitação universal enuncia que: F =
de gravitação (G), o resultado encontrado será G =
cálculo de G, obtemos:
kg.m.s –2 .m 2
N.m 2
[G] =
à [G] =
2
kg 2
kg
G.M.m
d2
. Sendo assim, se isolarmos a constante universal
F.d 2
. Escrevendo as unidades para as grandezas envolvidas no
M.m
à [G] = m3.s–2.kg–1. Verdadeira
II. Se a resultante fosse nula, o satélite faria um MRU. Falsa
III. Isso é possível pela Lei dos Períodos de Kepler :
T12
R13
=
T22
R32
. Verdadeira
IV. Quanto mais longe um objeto se encontra da superfície da Terra, menor a influência gravitacional que a Terra exerce
sobre ele, ou seja, menor o módulo da aceleração da gravidade no local em que ele se encontra. Verdadeira.
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04 - Um técnico de laboratório comprou uma mola com determinada constante elástica. Para confirmar o valor da
constante elástica especificada pelo fabricante, ele fez o seguinte teste: fixou a mola verticalmente no teto por uma
de suas extremidades e, na outra extremidade, suspendeu um bloco com massa igual a 10 kg. Imediatamente após
suspender o bloco, ele observou que este oscilava com freqüência de 2 Hz. Com base nesses dados, o valor da
constante elástica vale:
2
*)
-)
-)
-)
-)
160 π N/m.
2
16 π N/m.
2
1,6 π N/m.
2
(16 π) N/m.
2
0,16 π N/m.
Comentário
Justificativa:
f = 2 Hz
m = 10 kg
T=
T=
1
f
1
s
2
T = 2π
 1
 
 2
2
m
k

10 
=  2π

K

1
2 10
= 4π .
4
K
2
K = 4 . 4π . 10
2
K = 160π N/m
2
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05 - O gás que circula num compressor de geladeira executa um ciclo termodinâmico no sentido anti-horário como o
apresentado na figura abaixo:
p (atm)
15
10
A
C
5
B
1
2
3
4
5
3
V (dm )
Sabendo que a transformação C é adiabática, considere as seguintes afirmativas:
I.
II.
III.
IV.
A transformação A ocorre a volume constante e nenhum trabalho é realizado.
A transformação B é isobárica e o meio externo realiza trabalho sobre o gás.
Não há trocas de calor na transformação C.
A temperatura na transformação C é constante.
Assinale a alternativa correta.
*)
-)
-)
-)
-)
Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.
Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.
Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras.
Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras.
Comentário
I. Verdadeira
II. Falsa. O gás realiza trabalho sobre o meio externo.
III. Verdadeira, pois é adiabática.
IV. Falsa, pois ocorre aquecimento.
06 - Os morcegos se orientam e encontram suas presas emitindo, de suas narinas, ondas ultra-sônicas e recebendo as
ondas refletidas. Para detectar uma presa, na mais completa escuridão, o morcego emite ondas numa certa
freqüência fE, que são refletidas pela presa e voltam para ele com outra freqüência fD. O morcego ajusta a freqüência
emitida até que a recebida seja de 80 kHz, que corresponde ao máximo de sensibilidade para a audição de um
morcego. Dessa forma, ele pode tanto calcular a posição quanto a velocidade da presa. Considerando a velocidade
do som no ar igual a 340 m/s, é correto afirmar:
*)
-)
-)
-)
-)
Se a presa produzir suas próprias ondas ultra-sônicas pode confundir o sistema de detecção do morcego e assim salvar
sua vida.
Ondas ultra-sônicas são ondas sonoras com freqüências mais baixas que as detectadas pelo ouvido humano.
Se uma mariposa estiver voando de encontro ao morcego, a freqüência detectada pelo morcego será menor que a
emitida por ele.
Para a freqüência de máxima sensibilidade de recepção, o comprimento de onda vale 4,25 m.
Se o morcego está em repouso e uma mariposa está se afastando dele, do ponto de vista do morcego, o comprimento
de onda detectado será menor do que o da onda emitida por ele.
Comentário
Justificativa:
• Caso a presa também emita ondas ultra-sônicas, não será possível obter um bom desempenho do sistema de
ecolocalização do morcego.
• Ondas ultra-sônicas são ondas sonoras com freqüências mais altas que as detectadas pelo ouvido humano,
geralmente acima de 20 000 Hz.
• Havendo aproximação entre a mariposa e o morcego, a freqüência detectada será maior (efeito Doppler).
• v = λ . f → 340 = 80 000 . λ
λ = 4,25 . 10–3 m
• No afastamento, a freqüência será menor e o comprimento de onda será maior (Doppler).
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07 - Em certas moléculas, o centro de cargas positivas não coincide com o centro de cargas negativas, originando uma
distribuição chamada de dipolo elétrico. A presença desses dipolos nos materiais é responsável pelo funcionamento
de muitos dispositivos utilizados pela tecnologia moderna. Um modelo simples para um dipolo elétrico consiste de
duas cargas de mesmo módulo e sinais opostos, separadas por uma determinada distância. Com relação ao dipolo, é
correto afirmar:
*)
-)
-)
-)
-)
O plano perpendicular à linha que une as duas cargas e passa pelo ponto médio é uma superfície eqüipotencial.
O módulo do campo elétrico no ponto médio da reta que une as duas cargas é nulo.
O potencial elétrico no ponto médio da reta que une as duas cargas é nulo.
Se uma carga positiva for colocada no ponto médio do dipolo, ela permanecerá em repouso.
O campo elétrico produzido por um dipolo é uniforme.
Comentário
Justificativa:
Nesta questão existem duas respostas corretas:
O potencial no ponto m é nulo, pois o potencial resultante no ponto m é uma soma algébrica dos potenciais produzidos
pelas cargas
Vm = V1 + V2
Vm =
kq k(– q)
→ Vm = 0
+
d
d
Então, temos duas respostas corretas: a 1ª e a 3ª.
08 - Em uma construção, é utilizado um motor de corrente contínua para elevar baldes contendo argamassa, conforme a
figura abaixo. O motor funciona sob uma tensão de 20 V e o seu rendimento é de 70%. Supondo-se que um balde de
argamassa possua 28 kg e que esteja sendo elevado à velocidade constante de 0,5 m/s, considerando-se a
2
aceleração da gravidade igual a 10 m/s , o módulo da intensidade de corrente elétrica no motor é:
*)
-)
-)
-)
-)
10 A.
14 A.
7,0 A.
4,9 A.
0,7 A.
Comentário
U = 20V

n = 70%

Dados: m = 28kg
 v = 0,5 m/s

 g = 10 m/s 2
P=F.v
P=m.g.v
P = 28 . 10 . 0,5
P = 140 W
140W
70%
PTOTAL
100%
PTOTAL = 200 W
P=U.i
200 = 20 . i
i = 10 A
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09 - O movimento de partículas carregadas em campos magnéticos é explicado a partir do conceito de força magnética,
desenvolvido por H. Lorentz e outros físicos. Sobre o conceito de força magnética, é correto afirmar:
*)
-)
-)
-)
-)
Se uma partícula carregada entrar num campo magnético uniforme, de tal forma que sua velocidade inicial seja
perpendicular ao campo, então sua trajetória será um círculo cujo raio é inversamente proporcional ao módulo da carga.
A direção da força magnética sobre uma partícula carregada é sempre paralela à direção do campo magnético e
perpendicular à direção da velocidade da partícula.
Quando dois fios retilíneos muito longos e paralelos, separados por uma distância d, conduzirem correntes elétricas de
mesma intensidade e de mesmo sentido, aparecerá uma força magnética repulsiva entre eles.
Entre duas partículas carregadas em movimento somente atuam forças magnéticas.
Se um condutor retilíneo de comprimento L, que conduz uma corrente elétrica i, for colocado numa região onde existe
um campo magnético uniforme de módulo B, a força magnética sobre o condutor será mínima quando o condutor estiver
numa direção perpendicular à do campo magnético.
Comentário
Fm = FRc
qBv sen α =
mv 2
R
1
R=
mv
qB
Quando uma partícula carregada entra num campo magnético uniforme, com velocidade perpendicular ao campo, o raio
é inversamente proporcional ao módulo da carga.
Obs.: A rigor a trajetória não é um “círculo” como cita o enunciando, e sim uma “circunferência”.
10 - Um objeto colocado a 6 cm de um espelho esférico forma uma imagem virtual a 10 cm do vértice do espelho. Com
base nesses dados, a distância focal do espelho é:
*)
-)
-)
-)
-)
15 cm.
60 cm.
-15 cm.
-3,8 cm.
3,8 cm.
Comentário
Justificativa:
p = 6cm

p′ = −10 cm (virtual)
1 1 1
= +
f p p′
1 1 1
= −
f 6 10
1 5–3
=
f
30
1
2
=
f 30
f = 15 cm (espelho côncavo)