ELITE CURITIBA AFA 2007 GABARITO DE FÍSICA E PORTUGUÊS Código 21 O ELITE CURITIBA aprova mais porque tem qualidade, seriedade e profissionalismo como lemas. Confira nossos resultados e comprove porque temos mais a oferecer. UTFPR (CEFET-PR) – Inverno 2006 1° Lugar em Engenharia Mecânica: Norton Demeterco Veras de Assis 2° Lugar em Engenharia Eletrônica: André de Castilho Costa Pinto Eduardo Henrique Leitner; - 1º Lugar do Paraná e 10º do Brasil em Infantaria: Leonel Azevedo Bastos; EPCAr – 2006: 2 convocados. EEAr – 2006: 2 convocados EsPCEx-2005: 100% de aprovação! ITA 2006 Os 3 únicos aprovados de Curitiba são do ELITE CURITIBA Gabriel Kendjy Koike Ricardo Itiro Sabota Tominaga Yves Conselvan IME 2006 Os 4 únicos aprovados do Paraná são do ELITE CURITIBA Gabriel Kendjy Koike Francis Halley Queiroz Sant'Anna Guilherme Augusto Lourenço Pereira Otto Carlos Lippmann AMAN 2006 Pelo segundo ano consecutivo, o único aprovado do Paraná é do ELITE CURITIBA Thiago Rojas Nogueira EPCAr 2005 – 3ºAno 1º Lugar do Paraná (14º do Brasil): Fellipe Leonardo Carvalho; CEFET-PR – Inverno 2005 85% de aprovação em Engenharia, com 5 dos 8 primeiros colocados de Engenharia Mecânica. UFPR Litoral – Inverno 2005 -1º Lugar GERAL (Victor de Carvalho Thá) UEPG – Inverno 2005 Lígia Keiko Kitanishi (Odontologia) Antônio Martins de Melo Júnior (Física) AFA 2006 11 dos 18 convocados do Paraná são do ELITE CURITIBA incluindo: - 1º Lugar do Paraná (e 6° do Brasil) em Aviação: Gabriel Kendjy Koike (Maior nota de Física PR: 10); UFPR-2005 1ºLugar Direito (matutino) 1ºLugar Relações Públicas Só no ELITE você encontra: - Simulados semanais; - Professores de exatas formados pelo ITA; - Simulados Nacionais, envolvendo todas as unidades do Sistema ELITE; - A maior carga horária. - 1º Lugar do Paraná (e 9º do Brasil) em Intendência: Cláudia Laine Adão (Maior nota de Matemática PR: 9,66); Exame de Bolsas 2007: Inscrições www.elitecuritiba.com.br a partir de dezembro de 2006. Outros resultados em Aviação: 3° Lugar do Paraná: Francis Halley Queiroz Sant'Anna 4° Lugar do Paraná: Renan Kruchelski Machado 5° Lugar do Paraná: Gustavo Takahashi Groschoski 6° Lugar do Paraná: Felipe Avelino da Silva 7° Lugar do Paraná: Guilherme Augusto Melo Haenisch 8° Lugar do Paraná: Daniel Tartare 13° Lugar do Paraná:: Danilo Silveira da Costa Outros resultados em Intendência: 2° Lugar do Paraná:Guilherme Augusto Lourenço Pereira 4° Lugar do Paraná:Camila Sardeto Deolindo IME 2005 7 aprovados e os 3 ÚNICOS convocados do Paraná - 1º Lugar GERAL do Paraná e 6º do Brasil: Eduardo Henrique Leitner; ITA 2005: 2 dos 3 aprovados do Paraná AMAN 2005: ÚNICO aprovado de região Sul! Escola Naval 2005: 100% de aprovação!! AFA 2005 83% de aprovação, com destaque para: - 1º Lugar GERAL do Paraná: www.elitecuritiba.com.br Informações : 3013-5400. FÍSICA 01 –Uma pessoa está observando uma corrida a 170m do ponto de largada. Em dado instante, dispara-se a pistola que dá início à competição. Sabe-se que o tempo de reação de um determinado corredor é 0,2s, sua velocidade é 7,2km/h e a velocidade do som no ar é 340m/s. A distância desse atleta em relação à linha de largada, quando o som do disparo chegar ao ouvido do espectador, é: a) 0,5m b) 0,6m c) 0,7m d) 0,8m SOLUÇÃO: B Tempo necessário para o som chegar ao ouvido do espectador: ∆t som = ∆S som 170 = = 0,5s v som 340 Intervalo de tempo entre o início do movimento do corredor e a chegada do som ao ouvido do espectador: ∆t cor = ∆t som − ∆t rea = 0,5 − 0,2 = 0,3s Distância percorrida pelo corredor: ∆S cor = v cor ⋅ ∆t cor = 2 ⋅ 0,3 = 0,6m 02 –Um pára-quedista, ao saltar na vertical de um avião que se desloca na horizontal em relação ao solo, sofre uma redução crescente da aceleração até atingir a velocidade limite. O gráfico que MELHOR representa o módulo da componente vertical da Tel:3013-5400 ELITE CURITIBA AFA 2007 GABARITO DE FÍSICA E PORTUGUÊS Código 21 velocidade do pára-quedista em função do tempo, a partir do instante em que começa a cair, é Da figura acima temos: VA / V 2 = VV / T 2 + VA / T 2 ⇒ VA / V 2 = 502 + 1202 ⇒ VA / V = 130 km / h 05 –Uma partícula descreve movimento circular passando pelos r r pontos A e B com velocidades VA e VB , conforme a figura abaixo. A opção que representa o vetor aceleração média entre A e B é: SOLUÇÃO: B a) A velocidade do para-quedista cresce até atingir o valor limite, b) situação a partir da qual se mantém constante devido à ausência de força resultante na direção do movimento (nesta condição a resistência do ar é igual ao peso do pára-quedista). Como a força de resistência do ar cresce desde um valor inicial nulo até se igualar c) d) à intensidade da força peso, temos que o movimento durante este período não apresenta aceleração constante e, portanto, o gráfico da velocidade pelo tempo não pode ser uma reta. A única alternativa que satisfaz essas condições (movimento nãouniformemente acelerado até o equílibrio e movimento uniforme SOLUÇÃO: C O vetor aceleração média entre A e B é dado por: após o equilíbrio) é a da letra B. 03 –O gráfico abaixo representa o movimento de subida de um protótipo de foguete em dois estágios lançado a partir do solo. r r r r ∆v vB − vA aM = = A figura abaixo mostra a direção e o sentido do ∆t ∆t r r r r r vetor ∆v = vB − v A = vB + ( −v A ) Após ter atingido a altura máxima, pode-se afirmar que o tempo de queda livre desse protótipo será de a) 1 s b) 2 s c) 3 s d) 4 s SOLUÇÃO: C O deslocamento total do protótipo será obtido como a área sob a curva do gráfico v x t. Tal área é: (2 − 0) ⋅ 12 (5 − 2) ⋅ 22 + = 45 . Assim 2 2 a altura máxima atingida é H = 45 m. Ao atingir essa altura, o protótipo está com velocidade nula, como mostra o gráfico, e iniciará um movimento de queda livre, ou seja, exclusivamente sob a ação da gravidade. Seu movimento será uniformemente acelerado para baixo, com equação horária dada por: ∆y = v 0t + os 45 45 = 0 ⋅ t + m 10t 2 até 2 o solo, seu tempo r r A direção e o sentido do vetor aM são as mesmas do vetor ∆v , portanto a alternativa correta é dada pela letra C. 06 –A figura abaixo representa as trajetórias de dois projéteis A e B lançados no mesmo instante num local onde o campo gravitacional é constante e a resistência do ar é desprezível. gt 2 . Para percorrer 2 de queda é: ⇒ t 2 = 9 ⇒ t = 3s . 04 –Um avião voa na direção lesta a 120 Km/h para ir da cidade A à cidade B. Havendo vento para o Sul com velocidade de 50 Km/h, para que o tempo de viagem seja o mesmo, a velocidade do avião deverá ser Ao passar pelo pelo ponto P, ponto comum de suas trajetórias, os projéteis possuíam a mesma a) velocidade tangencial. b) velocidade horizontal. c) aceleração centrípeta. d) aceleraçao resultante. a) 130 Km/h b) 145 Km/h c) 170 Km/h SOLUÇÃO: D Como o campo gravitacional é constante a aceleração resultante sobre ambos os projéteis é a mesma (e igual a aceleração local da SOLUÇÃO: A www.elitecuritiba.com.br d) 185 Km/h Tel:3013-5400 ELITE CURITIBA AFA 2007 GABARITO DE FÍSICA E PORTUGUÊS Código 21 gravidade). As velocidades horizontais só serão iguais se os projéteis atingirem o ponto P no mesmo instante, o que não é afirmado no enunciado ( os eixos da figura são x e y e não y e t). Portanto, a alternativa mais correta é a de letra D. 07 –Duas esteiras mantêm movimentos uniformes e sincronizados de forma que bolinhas sucessivamente abandonadas em uma delas atingem ordenadamente recipientes conduzidos pela outra. Cada bolinha atinge o recipiente no instante em que a seguinte é abandonada. Sabe-se que a velocidade da esteira superior é v e que o espaçamento das bolinhas é a metade da distância d, entre os recipientes. Sendo g a aceleração da gravidade local, a altura h, entre as esteiras, pode ser calculada por: a) gd 8 v 2 b) gd 2 v c) g d v d) gd 2v R ⋅g 10,8 ⋅ 10 ⋅ 6 = = 9m / s tg 53° 8 09 –Um projétil de massa m incide horizontalmente sobre uma tábua com velocidade v1 e a abandona com velocidade, ainda horizontal, v2. Considerando-se constante a força exercida pela tábua de espessura d, pode-se afirmar que o tempo de perfuração é dado por: 2d v1 + v2 b) 2d v1 − v2 c) d d d) 2(v1 + v2 ) 2(v1 − v2 ) τ = −Fat ⋅ ∆ S = ∆ Ecin ⇒ τ = −Fat ⋅ d = 2 2 2 2 m ⋅v2 m ⋅ v1 m ⋅ (v 2 − v 1 ) − ⇒ Fat = 2 2 2 ⋅d Pelo teorema do impulso temos: I = Fat ⋅ ∆t = ∆Q = m ⋅ v 2 − m ⋅ v1 = m ⋅ (v2 − v1) d Logo, temos que: T ∆t = A velocidade da esteira superior pode ser calculada por: v= 2 d 2v at 2 , com y = 0, y o = h, v0 = 0, t = T , a = −g 2 Temos que 2 (−g )T 2 gT 2 g d g d ⇒h= ⇒h = ⇒ h= 8 v 2 2 2 2v ∆Q m ⋅ (v 2 − v1 ) 2⋅d = ⋅2 ⋅ d = 2 2 Fat v m ⋅ (v2 − v1 ) 2 + v1 10 –Três blocos, cujas massas mA = mB = m e mC = 2m, são ligados através de fios e polias ideais, conforme a figura. Sabendo-se que C desce com uma aceleração de 1m/s2 e que 0,2 é o coeficiente de atrito entre B e a superfície S, pode-se afirmar que o coeficiente de atrito entre A e S vale Analisando a queda (referencial da esteira inferior): 0=h+ Fat cos 53 ° m ⋅ v2 = = ⇒ v= N sen53 ° m ⋅ g ⋅ R m ⋅ v2 e N = m⋅g . R SOLUÇÃO: A Pelo teorema do trabalho energia temos: d =distância entre as bolinhas 2 y = y 0 + v ot + Logo: a) 2 SOLUÇÃO: A Considere as seguintes variáveis: T = tempo de queda e período de abandono das bolinhas Portanto: T= Além disso, sabemos que: Fat = Fcpt = 2 08 –Durante um show de patinação, o patinador, representado na figura abaixo, descreve uma evolução circular, com velocidade escalar constante, de raio igual a 10,8 m. Considerando desprezíveis quaisquer resistências, a velocidade do patinador, ao fazer a referida evolução, é igual a a) 0,10 b) 0,20 c) 0,30 d) 0,40 53° pista de gelo Dados: SOLUÇÃO: C Analisando as forças, temos: sen 53o = 0,80 cos 53o = 0,60 a)12 m/s b) 7m/s mC ⋅ g − TC = mC ⋅ aC TC = 2 ⋅ TB c) 8 m/s d) 9 m/s TB − TA − µB ⋅ NB = mB ⋅ aB NB = mB ⋅ g SOLUÇÃO: D TA − µ A ⋅ NA = mA ⋅ a A NA = mA ⋅ g Além disso, devido a inextensibilidade dos fios, temos: Da figura acima, temos que: Fat = R ⋅ cos 53° e N = R ⋅ sen53° . www.elitecuritiba.com.br Tel:3013-5400 a A = aB e a C = ELITE CURITIBA AFA 2007 GABARITO DE FÍSICA E PORTUGUÊS Código 21 Na direção perpendicular ao plano, temos: N = PY = mg cos α aB aD aB + = , pois aD = 0 2 2 2 Na Juntando as equações anteriores em um sistema, e lembrando que m A = mB = mC = m temos: 2 m ⋅ g − TB = m ⋅ aC 2 ⋅ m ⋅ g − 2 ⋅ TB = 2 ⋅ m ⋅ aC TB − TA − µB ⋅ m ⋅ g = 2 ⋅ m ⋅ aC ⇒ TB − TA − µB ⋅ m ⋅ g = 2 ⋅ m ⋅ aC ⇒ T − µ ⋅ m⋅ g = 2 ⋅ m⋅ a T − µ ⋅m⋅g = 2 ⋅m⋅a A C A C A A m ⋅ g(1 − µB − µ A ) = 5 ⋅ m ⋅ aC ⇒ µ A = 1 − µB − 5 ⋅ aC 5 ⋅1 = 1 − 0,2 − ⇒ µ A = 0,3 g 10 11 – Com relação à força de atrito, apresentam-se três situações e uma afirmação relativa a cada uma. Situação 1: Um automóvel faz uma curva em que o lado interno da pista é mais baixo que o lado externo. direção do plano, FRES = PX − FAT . temos Assim: ma = mgsenα − µ N = mgsenα − µ mg cosα . Cancelando a massa: a = g (senα − µ cos α ) . Como a aceleração não depende da massa, a aceleração das crianças será a mesma, e uma não estará empurrando a outra. III) Correta: A pessoa, ao se movimentar para a direita, empurra o solo para a esquerda. Pela 3ª Lei de Newton, o solo empurrará a pessoa com uma força de mesma intensidade, mesma direção e sentido contrário, portanto para a direita. 12 – Uma vela acesa, flutuando em água, mantém-se sempre em equilíbrio, ocupando a posição vertical. Sabendo-se que as densidades da vela e da água são respectivamente, 0,8 g/cm3 e 1,0 g/cm3, qual a fração da vela que permanecerá sem queimar, quando a chama se apagar ao entrar em contato com a água? a) 0 b) 1 5 c) 1 4 d) 4 5 SOLUÇÃO: A Do equilíbrio de forças , temos que: Afirmação 1: A força de atrito entre os pneus e a pista depende do número de passageiros do automóvel. Situação 2: Duas crianças de diferentes pesos descem um toboágua permanecendo em contato físico. E = P ⇒ d AG ⋅ g ⋅ VSUB = d VE ⋅ g ⋅ VVE ⇒ VSUB = d VE ⋅ VVE = 0,8 ⋅ VVE dAG Desse modo, temos que o volume submerso é sempre 80% do volume total da vela, portanto, será nulo quando a vela se consumir totalmente. 13 –Uma prancha de comprimento 4m e de massa 2kg está apoiada nos pontos A e B, conforme a figura. Um bloco de massa igual a 10kg é colocado sobre a prancha à distância x = 1m da extremidade da direita e o sistema permanece em repouso. Nessas condições, o módulo da força que a prancha exerce sobre o apoio no ponto B é, em newtons, Afirmação 2: Por efeito da força de atrito, a criança mais leve, que está na frente, será empurrada pela outra. a) 340 Situação 3: Uma pessoa se movimenta em relação ao solo. b) 100 c) 85 d) 35 SOLUÇÃO: C Afirmação 3: A força de atrito é oposta ao sentido de movimento da sola do sapato. Estão corretas as afirmações: a) 1 e 2 apenas. b) 2 e 3 apenas. c) 1 e 3 apenas. d) 1, 2 e 3. De acordo com a figura acima, tomando momento em relação ao ponto A temos: ∑ MA = 0 ⇒ SOLUÇÃO: C r r I) Correta: Temos que | FAT |= µ | N | . A componente da força normal na direção vertical, por sua vez, deve equilibrar o peso. Assim, quanto maior for a massa do conjunto (carro + passageiros), maior será a intensidade do peso e, portanto, maior será a intensidade da força normal. Conseqüentemente, a intensidade da força de atrito também será maior. 100 ⋅ 3 + 20 ⋅ 2 = 85N 4 14 – Na figura abaixo, as polias e os fios são ideais. Se o sistema está em equilíbrio, pode-se afirmar que a razão II) Incorreta: Podemos considerar cada trecho retilíneo do toboágua como um plano inclinado de um ângulo α em relação à horizontal. Nesse caso, as forças atuantes na criança são o seu peso e a força de atrito. www.elitecuritiba.com.br NB ⋅ rB − PB ⋅ rPB − PP ⋅ rPP = 0 ⇒ NB = Tel:3013-5400 30° m1 m2 m1 é m2 a) ELITE CURITIBA AFA 2007 GABARITO DE FÍSICA E PORTUGUÊS Código 21 3 1 3 1 b) c) d) 4 4 2 2 V0R ⋅ γR = 0,8 ⋅ V0R ⋅ γ L ⇒ 16 – Três barras cilíndricas idênticas em comprimento e secção são ligadas formando uma única uma barra, cujas extremidades são mantidas a 0o C e 100o C. A partir da extremidade mais quente, as condutividades térmicas dos materiais das barras valem k, k/2 e k/5. Supondo-se que, em volta das barras, exista um isolamento de lã de vidro e desprezando quaisquer perdas de calor, a razão θ2 / θ1 entre as temperaturas nas junções onde uma barra é ligada à outra, conforme mostra a figura é lã de vidro SOLUÇÃO: A vapor (100 °C) a) 1,5 Da figura acima, para as polias móveis temos: φ= Do equilíbrio no cruzamento dos fios temos: F ⋅ sen30 ° = T2 ⋅ cos θ e F ⋅ cos 30 ° + T2 ⋅ sen θ = m1 ⋅ g Resolvendo o sistema acima temos: F m2 ⋅ g = ⋅ cos θ 2 4 ⇒ F ⋅ 3 + m2 ⋅ g ⋅ sen θ = m ⋅ g 1 4 2 ) b) 1,4 θ2 c) 1,2 gelo e água (0 °C) θ1 d) 1,6 SOLUÇÃO: B m ⋅g 2T1 = m2 ⋅ g e 2T2 = T1 ⇒ T2 = 2 4 ( γR = 0,8 γL K K A(θ2 − θ1 ) A(θ1 − 0) KA(100 − θ2 ) θ 7 2 = 2 = 5 ⇒ (θ2 − θ1) = θ1 ⇒ 2 = θ1 5 5 l l l 17 – O gráfico abaixo representa o diagrama de fases de uma determinada substância. F⋅ 3 3 ⋅ m2 ⋅ g − =− ⋅ cos θ 2 4 ⇒ F ⋅ 3 + m2 ⋅ g ⋅ sen θ = m ⋅ g 1 4 2 m2 ⋅ g m sen θ + 3 ⋅ cos θ ⋅ sen θ + 3 ⋅ cos θ = m1 ⋅ g ⇒ 1 = 4 m2 4 Do resultado acima, percebemos que a razão entre as massas depende do ângulo θ, que não foi fornecido. Supondo simetria em relação ao eixo vertical para o equilíbrio do cruzamento dos fios, teríamos: θ = 60 ° ⇒ m1 = m2 3+ 3 3 = , o que corresponde à alternativa A. 8 4 É importante observar que não há em nenhum trecho do enunciado referência à simetria usada acima. Tal fato poderia ser usado como argumento para um pedido de anulamento da questão. 15 – O recipiente mostrado na figura apresenta 80% de sua capacidade ocupada por um líquido. Verifica-se que, para qualquer variação de temperatura, o volume da parte vazia permanece constante. Pode-se afirmar que a razão entre os coeficientes de dilatação volumétrica do recipiente e do líquido vale: a) 0,72 b) 1,00 c) 0,92 Da análise do gráfico, conclui-se que a) aumentando a pressão e mantendo a temperatura constante em T1, ocorrerá vaporização da substância b) à temperatura T3 é possível liquefazer a substância. c) sob pressão PT e temperatura T0 a substância apresentará pelo menos a fase líquida d) com a pressão mantida constante em P1 e variando a temperatura de T1 a T2, a substância sofrerá duas mudanças de estado. SOLUÇÃO: D d) 0,80 SOLUÇÃO: D Os volumes iniciais do líquido e do recipiente guardam entre si a seguinte relação: V0 L = 0,8V0R Mas a diferença entre estes dois volumes permanece sempre constante: VR − VL = V0R − V0L Sendo assim: (V0R + V0R ⋅ γ R ⋅ ∆θ ) − (V0L + V0L ⋅ γ L ⋅ ∆θ ) = V0R − V0L V0R ⋅ γ R ⋅ ∆θ = V0L ⋅ γ L ⋅ ∆θ Analisando o diagram de fases acima, temos que: a) FALSO. Aumentando a pressão e mantendo constante T1, a substância permanece na fase sólida. b) FALSO. A temperatura T3 encontra-se acima da temperatura crítica TC e, portanto, a substância não pode ser liquefeita nessas condições. c) FALSO. A substância se encontra na forma de vapor sob pressão PT e temperatura T0. Da relação inicial entre os volumes e cancelando ∆θ temos: www.elitecuritiba.com.br Tel:3013-5400 ELITE CURITIBA AFA 2007 GABARITO DE FÍSICA E PORTUGUÊS Código 21 O gráfico que melhor representa a variação do diâmetro d´ da imagem da bola em função da distância vertical y é d) VERDADEIRO. A substância sofrerá fusão entre T1 e T0 e vaporização entre T0 e T2. 18 – N mols de um gás ideal possui volume v e pressão p. quando sofre as seguintes transformações sucessivas: I - expansão isobárica até atingir o volume 2v; II - aquecimento isométrico até a pressão tornar-se igual a 3p; III - compressão isobárica até retornar ao volume v; e IV - resfriamento isométrico até retornar ao estado inicial. Assim, o trabalho trocado pelo gás, ao percorrer o ciclo descrito pelas transformações acima, vale a) zero b) - 2pv c) 3pv d) – Npv. SOLUÇÃO: B A transformação I é uma expansão isobárica, logo o trabalho pode ser calculado por τ1=p.∆V = p(2v-v) = pv. A transformação II é um aquecimento isométrico. Como ∆V=0, τ2=0. A transformação III é uma compressão isobárica, logo o trabalho pode ser calculado por τ3=p.∆V = 3p(v-2v) = -3pv. A transformação IV é um resfriamento isométrico. Como ∆V=0, τ4=0. Logo τ = τ1 + τ2 +τ3 + τ4 = -2pv. 19 – A variação volumétrica de um gás, em função da temperatura, à pressão constante de 6 N / m 2 está indicada no gráfico. SOLUÇÃO: C Para um espelho plano, o tamanho da imagem é sempre igual ao tamanho do objeto (bola), independentemente da posição deste em relação ao espelho. 22 – Uma lente convergente L de distância focal igual a f e um espelho esférico E com raio de curvatura igual a 2f estão dispostos coaxialmente, conforme mostra a figura abaixo. L E P f Se, durante a transformação de A para B, o gás receber uma quantidade de calor igual a 20 joules, a variação da energia interna do gás será igual, em joules, a: a) 32 b) 24 c) 12 d) 8 SOLUÇÃO: D Na transformação de A para B, o gás sofreu uma expansão a pressão constante, realizando portanto um trabalho igual a: τ = p ⋅ ∆V = 6 ⋅ (4 − 2) = 12 J . Segundo a 1ª Lei da Termodinâmica, Q = τ + ∆U . Portanto, ∆U = Q − τ = 20 − 12 = 8 J . f f f Uma lâmpada de dimensões desprezíveis é colocada no ponto P. A imagem da lâmpada produzida por essa associação é: a) imprópria; b) virtual e estará localizada à direita da lente; c) real e estará localizada à direita da lente; d) virtual e estará localizada entre o espelho e a lente. SOLUÇÃO: B 20 – Pela manhã, um motorista calibra os pneus de seu carro sob uma pressão de 28,0 lb/pol2 quando a temperatura era de 7o C. À tarde, após rodar bastante, a temperatura dos pneus passou a ser 37o C. Considerando que o volume dos pneus se mantém constante e que o comportamento do ar seja de um gás ideal, a pressão nos pneus aquecidos, em lb/pol2, passou a ser. a) 30,0 b) 31,0 c) 33,0 d) 35,0 A lâmpada é colocada em P, que é o foco da lente convergente. Logo os raios refratados emergirão paralelos ao eixo principal da lente. Estes raios paralelos incidem sobre o espelho e refletem, indo convergir no foco do espelho (ponto A). Este ponto serve então novamente de objeto para a lente, formando uma imagem real à sua SOLUÇÃO: B direita (ponto B) pois basta fazer p = 2f em P1 P2 28 P 2 = ⇒ = 2 ⇒ P2 = 31,0 lb/pol T1 T2 280 310 21 – Considere uma bola de diâmetro d caindo a partir de uma altura y sobre um espelho plano e horizontal como mostra a figura abaixo. 1 1 1 = + ⇒ p'=2f. f p p' 23 – Considere uma figura de interferência obtida na superfície de um líquido por fontes que emitem em fase e na freqüência f. Considere ainda que essas ondas se propagam com velocidade v. A soma das diferenças de caminhos entre as ondas que se superpõem para os pontos pertencentes às 3 primeiras linhas nodais é: 5v 9v v v a) b) c) 4 d) 3 2 f 2 f f f SOLUÇÃO: A Nas linhas nodais teremos interferência destrutiva. Como as duas fontes emitem em fase, para obtermos interferência destrutiva devemos ter a diferença de caminhos dada por ∆ = n ímpar. www.elitecuritiba.com.br Tel:3013-5400 λ com n 2 ELITE CURITIBA AFA 2007 GABARITO DE FÍSICA E PORTUGUÊS Código 21 Assim, temos: A repulsão eletrostática é um fênomeno que só ocorre entre corpos carregados com cargas de mesmo sinal, ao contrário da atração eletrostática, que também pode ocorrer entre corpos carregados e corpos neutros. Dessa forma, a única alternativa que satisfaz a condição de repulsão é a letra B. λ λ λ ∆1 = 1 ; ∆3 = 3 ; ∆5 = 5 2 2 2 λ λ λ λ ∆1 + ∆ 3 + ∆5 = 1 + 3 + 5 = 9 2 2 2 2 Como v = λf, temos que a soma é dada por 9v 2f 24 – Considere duas cordas, A e B, presas pelas extremidades e submetidas à força de tração T, com densidades lineares µA e µ B, tal que µ A = µB, conforme mostra a figura abaixo. 26 – Uma partícula eletrizada positivamente com carga q é lançada em um campo elétrico uniforme de intensidade E, descrevendo o movimento representado na figura abaixo. → E B y A x Ao se provocar ondasna corda A, essas originam ondas sonoras de frequência fA , que fazem com que a corda B passe a vibrar por ressonância. As ondas que percorrem a corda B, por sua vez, produzem som de frequência fB que é o segundo harmônico do som f fundamental de B. Nessas condições, o valor da razão A , onde f0A f0 A é o som fundamental na corda A, será a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 SOLUÇÃO: A f2o harmonico = 2 .fo fA = fB = f2o harmonico fOA = fOB pois TA ,l A , µ A = TB ,lB , µB , portanto fA =2 fOA 25 - Na figura abaixo, a esfera A suspensa por um fio flexível e isolante, e a esfera B, fixa por um pino também isolante, estão em equilíbrio. É correto afirmar que a) é possível que somente a esfera A esteja eletrizada. b) as esferas A e B devem estar eletrizadas com cargas de mesma natureza. c) a esfera A pode estar neutra, mas a esfera B certamente estará eletrizada. d) as esferas devem estar eletrizadas com cargas de mesmo módulo. SOLUÇÃO: B A variação da energia potencial elétrica da partícula entre os pontos A e B é: a) qEy b) qE x2 + y2 d) qE(x 2 + y2 ) SOLUÇÃO: B A variação da energia potencial elétrica entre A e B pode ser calculada pelo trabalho realizado para levar a partícula de A até B: |∆UAB| = |τ AB| = q. .∆V. Como o campo elétrico é uniforme ∆V = Ed, com d sendo a distância percorrida ao longo da direção do campo. Assim ∆V = Ex e |∆UAB| = qEx. Comentário: A rigor, a carga positiva perde energia potencial elétrica enquanto ganha energia cinética ao longo de seu movimento, portanto a variação de energia potencial elétrica é negativa, ou seja, ∆UAB= -qEx. 27 – Uma partícula com carga –q e massa m gira em torno de uma esfera de raio R uniformemente eletrizada com uma carga +Q. Se o potencial no centro de esfera é VC , a energia cinética da partícula para que ela se mantenha em movimento circular uniforme a uma distância 2R do centro da esfera é: qVC a) +Q 4 qVC b) 2 R R c) 2qVC –q C d) qVC SOLUÇÃO: D Para a esfera estar uniformemente eletrizada, ela deveria ser feita de material isolante, o que determinaria potencial no variável no interior do centro. Entretanto, acredita-se que a banca examinadora teve a intenção de dizer que as cargas estavam uniformemente distribuídas pela superfície da esfera, como em um corpo condutor. Nesse caso, temos que o potencial do centro da esfera é igual ao potencial da superfície: Vc = Temos que: Conforme a figura acima, o equilíbrio só é possível se a força F entre as cargas for de repulsão. www.elitecuritiba.com.br c) qEx Tel:3013-5400 KQ R Fcentrípeta = Felétrica ⇒ m ELITE CURITIBA AFA 2007 GABARITO DE FÍSICA E PORTUGUÊS Código 21 v2 KQq = 2R (2R )2 24 V L mv 2 KQq = 2 4R KQ q Ec = R 4 Ec = Vc q qVc = 4 4 Nota: Caso considerássemos a esfera isolante (como está no enunciado), teríamos que no interior desta esfera, o potencial pode ser dado por portanto, VC = kQ r2 3 − . No centro da esfera, o valor de r é 0 e 2R R 2 3KQ 2R KQ q 2 3KQ q qV c Assim, Ec = = = 6 R 4 3 2R 4 28 - No circuito esquematizado abaixo, o reostato tem resistência R (R1 < R < R2) e o gerador tem resistência interna desprezível. Qual dos gráficos propostos melhor representa a potência P dissipada pela lâmpada L em função de R? Para que a intensidade da corrente elétrica do circuito seja reduzida à metade, é necessário associar em: a) série com a lâmpada L, um resistor de resistência elétrica de 48Ω; b) série com a lâmpada L, um resistor de resistência elétrica 24Ω; c) paralelo com a lâmpada L, dois resistores idênticos, também associados em paralelo, de resistência elétrica 48Ω cada; d) paralelo com a lâmpada L, um resistor de resistência elétrica de 48Ω. SOLUÇÃO: D Como P = U2/R, temos 12 = 242/R e R = 48Ω Par reduzir a corrente pela metade é preciso dobrar a resistência do circuito o que pode ser conseguido, ligando-se uma resistência de 48Ω em série com a lâmpada. 30 – A figura abaixo representa uma espira retangular em repouso num campo magnético de um imã. Ao ser percorrida por urna corrente no sentido indicado na figura, a espira passará a a) girar no sentido horário. b) girar no sentido anti-horário. c) oscilar em torno do eixo y. d) oscilar ern torno do eixo x. SOLUÇÃO: C SOLUÇÃO: A A potência dissipada pela lâmpada L é dada por Pot = 2 UL onde UL RL Inicialmente aparece um binário de forças que tende a girar a espira em torno do eixo y, no sentido mostrado na figura acima. Este sistema de forças, no entanto, muda quando a espira atinge um deslocamento angular maior que 90° e provoca uma mudança no sentido de rotação ao atingir 180°. Desse modo a espira fica oscilando entre 0° e 180° em torno do eixo y. é a tensão fornecida pela bateria e RL é a resistência da lâmpada. Como a bateria é ideal, a modificação no valor da resistência R do reostato não altera o valor da tensão fornecida à lâmpada, que continua sendo UL = ε. Desse modo, a potência dissipada pela lâmpada é um valor constante. 29 – Na figura, L representa uma lâmpada de potência igual a 12 W ligada a uma bateria de tensão igual a 24 V. www.elitecuritiba.com.br Tel:3013-5400 ELITE CURITIBA AFA 2007 GABARITO DE FÍSICA E PORTUGUÊS Código 21 PORTUGUÊS COD 21 B D B D D C A C C B B D D D A D C D B A A A C B D C C B A COD 22 C A C A A D B D D C C A A A B A D A C B B B D C A D D C B COD 23 D B D B B A C A A D D B B B C B A B D C C C A D B A A D C B C D www.elitecuritiba.com.br Tel:3013-5400