Fisica - ufpr - 2a fase

PROVA COMENTADA PELOS
PROFESSORES DO CURSO POSITIVO
Vestibular UFPR 2012/2013 - 2ª Fase
CURSO
FÍSICA
COMENTÁRIO DA PROVA DE FÍSICA
A prova da 2ª Fase da UFPR foi coerente com o que se espera de uma avaliação que deve
selecionar alunos para ingressar em cursos de ciências exatas. A maioria das questões foi de nível médio
ou difícil, exigindo tanto conhecimentos conceituais quanto habilidade matemática para efetuar cálculos.
Embora não seja propriamente uma falha, observamos que duas questões de eletromagnetismo e
nenhuma de eletrodinâmica é desproporcional para um universo de 10 questões.
Quanto ao formulário, ocorreram alguns problemas para o que se convenciona normalmente em
livros didáticos do Ensino Médio. A Equação dos Fabricantes de Lentes apresentou um sinal inadequado.
Como esta fórmula foi utilizada na resolução, ela poderia induzir o aluno ao erro. Assim, sugerimos aos
examinadores maior cuidado na elaboração do formulário.
Professores de Física do Curso Positivo
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Resolução:
a)
P → Peso da escada (resultado da interação gravitacional entre as massas da escada e da Terra).
Np → Normal com a parede (resultado do contato entre a parede e a escada).
Nc → Normal com o chão (resultado vertical do contato entre o chão e a escada).
FA → Força de atrito entre o chão e a escada (resultado horizontal do contato entre o chão e a escada).
Cpessoa → Força de contato (resultado do contato entre a pessoa e a escada).
b)
Vertical
Nc = Cpessoa + P
Nc = 750 + 250
Nc = 1000 N
Horizontal
Np = FA
Np = µ . Nc
Np = 0,7 . 1000
2
Np = 700 N
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Cálculo de d2
d
sen 60o = 2
x
x 3
d2 =
2
Cálculo de d1
d
sen 60o = 1
5
3
5 3
m
d1 =
6
No momento em que a escada fica na iminência de deslizar, pode-se escrever que:
∑ MH = ∑ M AH (Ponto O)
Np . 2,5 = Cpessoa . d2 + P . d1
x 3
5 3
+ 250 .
700 . 2,5 = 750 .
2
6
3x 3 5 3
7=
+
2
6
42 = 9 x 3 + 5 3
x=
42 – 5 3
9 3
42 3 – 15
m
27
x ≅ 2,14 m
x=
3
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Resolução:
Retificando a figura que representa a trajetória, temos:
Equação horária das pessoas 1 e 2 :
S1 = So + v1 . t
S1 = O + 5t
S1 = 5t
S2 = So + v2t
S2 = 3 – 4 t
No encontro, temos:
S1 = S2
5t = 3 – 4t
9t = 3
t=
1
h
3
4
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Resolução:
• Queda livre:
v 2 = v o2 + 2 . g . y
v2 = O2 + 2 . 10 . (8 . 2,5)
v = 20 m/s
• Frenagem:
IF = Q – Q o
R
FR . ∆t = O – m . v
FR . 0,01 = – 1 . 20
FR = – 2000 N
(esse sinal negativo indica que a resultante das forças que agem sobre a sacola tem sentido contrário ao
da velocidade com que ela atinge o carro)
FR = 2000 (módulo da resultante das forças)
Ffren – P = 2000
Ffren – m . g = 2000
Ffren – 1 . 10 = 2000
Ffren = 2010 N
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Resolução:
Para resolver a questão, deve-se multiplicar a área (10 m2) pela incidência média (120 W/m2), pelo tempo
(1h = 3600 s) e pelo rendimento (50% = 0,5). Essa multiplicação fornece a quantidade de energia que a
água recebe em 1h e que aquece a água. Como não foi dado o calor específico da água, acreditamos que
a maioria dos alunos saibam seu valor em cal/(g . oC), ou seja, 1 cal/(g . oC). Lembre-se também de que
massa pode ser calculada pelo produto da densidade pelo volume (m = µ . V). Assim:
Q = m . c . ∆θ
(10 . 120 . 3600 . 0,5) / 4,2 = (1 . V) . 1 . 40
V = 12857 cm3
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Resolução:
• Cálculo da energia liberada após a ingestão e digestão do sanduíche:
ε = 600 kcal → ε = 600 . 103 . 4,2 J
ε = 2520 . 103 J
• Cálculo da energia necessária para subir a escada:
εp = m . g . h → εp = 80 . 10 . 105
εp = 84 . 103 J
Obs.: Apesar de não ter sido comentado no enunciado, considerou-se que a velocidade da pessoa
permaneceu constante.
• Cálculo da porcentagem:
Porcentagem =
84.10 3
2520 .10 3
= 3,33%
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Resolução:
Pela equação de Taylor, não dada no formulário, temos:
v=
T
dL
onde: dL =
I
m
L
ou dL =
ρ. V
L II
e considerando a corda como um cilindro de altura L:
2
πd 2
 d
V = S.h → V = πr2 . L → V = π   . L → V =
.L
 2
4
que, substituído em II , fica:
ρ πd 2.L
dL = .
4
L
ou dL =
ρπd 2
III
4
agora, substituindo III em I :
v=
T
=
4T
ou v =
2 T
d ρπ
ρπd 2
ρπd 2
4
que é a expressão da velocidade em função de T(tração), d(diâmetro) e ρ(densidade).
Resolução:
v1 =
v2 =
2 T
d ρπ
2
.
d
2
v2 =
4T
ρπ
4
T
.2
d
ρ. π
v2 = 4 .
2 T
ou
d ρ. π
v2 = 4 v 1
Resolução:
v2 = 4v1
λ 2 . f2 = 4 . λ 1 . f1
2L . f2 = 4 . 2L . 420
f2 = 1680 Hz
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Resolução:
Para se obter o maior desvio possível da agulha, o fio condutor colocado sobre o centro da bússola deve
ter direção vertical. Escolhendo o sentido da corrente para norte, pela regra da “mão direita”, a agulha
abaixo do fio gira em sentido anti-horário e fica ortogonal ao fio.
Obs.: O nome correto do professor dinamarquês é HANS CHRISTIAN OERSTED.
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Resolução:
Os potenciais G e E são iguais, então:
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Resolução:
O enunciado afirma que, após o decaimento radioativo, QA e QB iniciam movimento circular. Sendo assim,
o campo gravitacional é desprezível e para que a partícula de carga elétrica Q desconhecida entre com
velocidade perpendicular ao campo magnético e siga em MRU, a força magnética que atua na partícula
deve ser nula. Como a força magnética é calculada por FM = qBVsen α e B,V e sen α são diferentes de
zero, a carga deve ser nula.
Resolução:
– Pela regra da “mão esquerda”, temos que:
QA → positiva
QB → negativa
– A força magnética que atua em QA e QB é a força centrípeta, então:
FM = Fcp
|Q|.B.V.sen α =
mV 2
mV
→ |Q| =
R
BR
m A. V
|Q A | BR A
|Q A | m ARB
=
=
→
|Q B | m B V
|Q B | m BR A
BRB
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Resolução:
R1 = R 2 = 30 cm

 f = 10 cm
n = 1
 AR
  1
1  nL
1
=
– 1 .  +

f  n AR
  R1 R 2 
1  nL
1
  1
– 1 . 
=
+ 
10  1
  30 30 
1
2
= (nL – 1).
10
30
30
= nL – 1
20
1,5 + 1 = nL
nL = 2,5
Resolução:
Não. A distância focal da lente depende do meio no qual ela está imersa. Na equação dos fabricantes,
usada no item anterior, o índice de refração do meio (ar) seria trocado pelo índice da água, de maior valor,
por apresentar maior refringência. Isso alteraria a distância focal da lente para mais de 10 cm.
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