ufrgs 2009 resolução da prova de física

UFRGS 2009
RESOLUÇÃO DA PROVA DE FÍSICA
Prof. Giovane Irribarem de Mello
1. A seqüência de pontos na figura abaixo marca as posições, em intervalos de 1 segundo, de um
corredor de 100 metros rasos, desde a largada até após a chegada.
Assinale o gráfico que melhor representa a evolução da velocidade instantânea do corredor.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 1:
Nas figura, é possível obervar que nos primeiros 4 segundos os pontos tem entre si distâncias diferentes e
que são cada vez maiores, indicando que o corredor acelera, então a velocidade está crescendo nesse intervalo de tempo, então o início do gráfico deve ter uma velocidade crescente, no intervalo de 4 a 7 segundos ele se desloca com velocidade constante pois os espaços entre os pontos são iguais, com isso o gráfico
fica uma reta paralela ao eixo do tempo, e no intervalo de 7 a 11 segundos as distâncias entre os pontos se
reduz e consequentemente a velocidade se reduz.
Resposta letra C.
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2. Uma roda de bicicleta de raio 50,0 cm roda sobre uma
superfície horizontal, sem deslizar, com velocidade
angular constante de 2π rad/s. Em 1,0 s, o ponto central
da roda percorre uma distância de
[email protected]
RESOLUÇÃO DAS QUESTÃO 2.
Para determinar a distância temos que encontrar primeiro
a velocidade linear, que representa a velocidade no ponto
central da roda.
v = R.ω = 0,5.2.π = π m/s
Como a distância é: d = v.t = π.1 = π m
Resposta B.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 3.
Para resolver este problema, vamos partir da razão solicitada no problema.
Na resolução é necessário apenas estas relações:
v = 2vm; vm = Δd/Δt; g = Δv/Δt
(A) π/2 m.
(B) π m.
(C) 2π m.
(D) 1,0 m.
(E) 2,0 m.
3. Você sobe uma escada e, a meio caminho do topo, de
uma altura y, você deixa cair uma pedra. Ao atingir o topo
da escada, de uma altura 2y, você solta uma outra pedra.
v1 2/ vm1
=
=
v2 2/ vm2
Sendo V1 e V2 os módulos das velocidades de impacto no
solo da primeira pedra e da segunda pedra,
respectivamente, a razão V1 / V2 vale
(B) 1/ 2 .
(C) 1 .
(D) 2 .
(E) 2.
4. Assinale a alternativa que preenche corretamente as
lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que
aparecem.
Dois pêndulos simples, A e B, oscilam com pequenas
amplitudes em movimentos harmônicos com freqüências
iguais, após ser dado o mesmo impulso inicial a ambos.
Se a amplitude da oscilação do pêndulo A é igual ao dobro
da amplitude da oscilação do pêndulo B, podemos afirmar
que os comprimentos dos pêndulos, LA e LB,
respectivamente, são tais que ........, e que as massas
presas a suas extremidades, mA e mB, respectivamente,
são tais que ........ .
–
–
–
–
–
=
1
t1
2
t2
v2
1 t
v2 1 v
1
g
= x 2 =
= 1 = → 1=
v
t1 2 2 1 v22 2 v2
2
g
Portanto resposta letra B.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 4.
Primeira lacuna: Se as frequências são iguais os períodos
também são iguais, pois f = 1/T e como o período de um
L
pêndulo é definido T = 2π
, consequentemente se o
g
períodos são iguais os comprimentos são iguais, LA = LB.
Segunda lacuna: Como a amplitude de A é maior do que a
B e ambos receberam o mesmo impulso (I = F.t), portanto
o corpo mais massivo exige uma força maior (FR = m.a),
pois a força é proporcional à massa e consequentemente
o corpo mais massivo terá uma amplitude menor.
Resposta letra A.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 5.
Nesta situação a energia mecânica se conserva e com
isso a energia cinética do atleta na corrida é igual a
energia potencial gravitacional no deslocamento máximo
vertical.
Vamos considerar que no solo (nível 1 de altura) a altura é
zero e no ponto de deslocamento vertical máximo (nível 2
de altura) a altura que está sendo solicitada no problema.
(A) 1/2.
(A) LA = LB
(B) LA = 2LB
(C) LA = LB
(D) LA = 2LB
(E) LA = LB/2
y/
t1
2 y/
t2
mA < mB
mA < mB
mA = mB
mA > mB
mA > mB
EM1 = EM2 ⇒ No ponto 1 só temos energia cinética e no
ponto 2 apenas energia potencial gravitacional.
EC = EP ⇒ m.g.h = 0,5.m.v2 ⇒ h = 0,5.102/10 = 5m
Resposta B.
5. Na modalidade esportiva de salto com vara, o atleta
salta e apóia-se na vara para ultrapassar o sarrafo.
Mesmo assim, é uma excelente aproximação considerar
que a impulsão do atleta para ultrapassar o sarrafo resulta
apenas da energia cinética adquirida na corrida, que é
totalmente armazenada na forma de energia potencial de
deformação da vara.
Na situação ideal - em que a massa da vara é desprezível
e a energia potencial da deformação da vara é toda
convertida em energia potencial gravitacional do atleta -,
qual é o valor aproximado do deslocamento vertical do
centro de massa do atleta, durante o salto, se a velocidade
da corrida é de 10 m/s?
(A) 0,5 m.
(B) 5,0 m.
(C) 6,2 m.
(D) 7,1 m.
(E) 10,0 m.
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6. Na figura abaixo, estão representados, em corte lateral,
três recipientes de base circular que foram preenchidos
com o mesmo líquido até uma altura h. As superfícies do
líquido em cada recipiente estão submetidas à pressão
atmosférica pa.
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 6.
Como a pressão no fundo do recipiente dependa apenas
da altura da coluna de líquido, e como todos os recipientes
tem a mesma altura de líquido, então a pressão é igual para todos.
Resposta letra C.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 7.
O sistema da figura é isolado e portanto a quantidade de
movimento dele se conserva. Porém isto não sera suficiente para resolve-la, é necessário saber que emu ma colisão elástica a energia cinética do sistema também deve
ser conservada.
Aplicando a Lei de Conservação temos:
Na letra A:
QA = QD
m.V0 + 2.m.0 = 2.m.0 + m.V0 ⇒ m.V0 = m.V0
Agora verificamos se a energia cinética se conserva.
m.V02 2m.02 2m.02 m.V02
m.V02 m.V02
ECA = ECD ⇒
+
=
+
⇒
=
2
2
2
2
2
2
Portanto a letra A representa o movimento corretamente
dos blocos após a colisão. Resposta Letra A.
Na figura, P1, P2 e P3 indicam os valores da pressão no
fundo dos recipientes. Nessa situação, pode-se afirmar
que
(A) p1 > p2 > p3.
(B) p1 = p2 > p3.
(C) p1 = p2 = p3.
(D) p1 = p2 < p3.
(E) p1 < p2 < p3.
Na letra B:
m.V0 + 2.m.0 = m.0 + 2.m.1/2V0 ⇒ m.V0 = m.V0
Agora verificamos se a energia cinética se conserva.
ECA = ECD
7. Um bloco, movendo-se com velocidade constante V0,
colide frontalmente com um conjunto de dois blocos
que estão em contato e em repouso (V = 0) sobre uma
superfície plana sem atrito, conforme indicado na figura
abaixo.
( )
2
1
m.V02 2m.02 m.02 2m. 2 V0
m.V02 m.V02
+
=
+
⇒
≠
2
2
2
2
2
4
A energia cinética não se conserva, portanto alternativa
errada.
Na letra C:
m.V0 + 2.m.0 = 3.m.1/3V0 ⇒ m.V0 = m.V0
Agora verificamos se a energia cinética se conserva.
ECA = ECD
Considerando que as massas dos três blocos são iguais e
que a colisão é elástica, assinale a figura que representa o
movimento dos blocos após a colisão.
( )
2
1
m.V02 m.V02
m.V02 2m.02 3m. 3 V0
+
=
⇒
≠
2
2
2
2
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A energia cinética não se conserva, portanto alternativa
errada.
Na letra D:
m.V0 + 2.m.0 = m.(-V0) + 2.m.0 ⇒ m.V0 ≠ -m.V0
Como a quantidade de movimento não se conservou, portanto alternativa errada.
Na letra E:
m.V0 + 2.m.0 = 2.m.1/3.V0 + m.2/3V0 ⇒ m.V0 ≠ 4/3.m.V0
Como a quantidade de movimento não se conservou, portanto alternativa errada.
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8. Assinale a alternativa que preenche corretamente as
lacunas do texto abaixo, na ordem em que aparecem.
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 8.
Respondendo as lacunas da questão temos:
Primeira lacuna: como o volume não muda, a transformação é chamada de ISOCÓRICA.
Segunda lacuna: como a temperatura não muda, a transformação é chamada de ISOTÉRMICA.
Resposta: A.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 9.
O primeiro cuidado na resolução deste problema é a
conversão da temperatura em Celsius para Kelvin, pois a
temperatura deve estar no sistema internacional de
unidades.
Para converter em Kelvin basta aplicar a formula:
TK = TC + 273
Portanto os dois valores de temperatura inicial e final ficam:
TK = TC + 273 = 20 + 273 = 293K = Ti
TK = TC + 273 = 40 + 273 = 313K = Tf
Agora para encontrar a razão usamos a equação dos
estados do gás ideal:
Uma amostra de gás ideal é submetida a transformações
termodinâmicas representadas nas figuras I e II abaixo,
onde T, V e P designam, respectivamente, as variáveis de
estado temperatura, volume e pressão da amostra.
Pode-se afirmar que o segmento orientado if no diagrama T x V (Figura I) corresponde a uma transformação
........ e que o segmento orientado if no diagrama T x P
(Figura II) corresponde a uma transformação ........ .
p1.V1 p2 .V2 pi.V/ p f .V/ p f 313
=
=
=
=
=
= 1,07 Resposta D.
293 313 pi 293
T1
T2
(A) isocórica - isotérmica
(B) isocórica - isobárica
(C) isotérmica - isobárica
(D) isotérmica - isocórica
(E) isobárica - isotérmica
9. No momento em que um automóvel entra em uma
rodovia, a temperatura do ar nos pneus é Ti = 20ºC. Após
percorrer alguns quilômetros de estrada, a temperatura do
ar nos pneus atinge Tf = 40ºC.
Considerando-se que o ar dentro dos pneus se comporta
como um gás ideal e que o volume de cada pneu
permanece inalterado, o valor que melhor se aproxima da
razão, Pf / Pi, entre a pressão de ar final e a pressão de ar
inicial de cada pneu é
(A) 0,50.
(B) 0,94.
(C) 1,00.
(D) 1,07.
(E) 2,00.
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10. De maneira geral, pode-se afirmar que corpos sólidos dilatam-se ao serem aquecidos. Para fins práticos, e
dependendo da forma do corpo, muitas vezes o estudo da dilatação pode restringir-se à avaliação da dilatação linear do
corpo. Assim, uma barra de determinado metal, com comprimento L0 à temperatura ambiente, sofre uma variação ∆L no
seu comprimento quando submetida a uma variação de temperatura ∆T.
O gráfico abaixo mostra o comportamento da razão ∆L / L0 para essa barra, em função da variação de temperatura
∆T.
Quando um disco do mesmo metal, de área A0 à temperatura ambiente, é submetido a uma variação de
temperatura ∆T, sua área sofre uma variação ∆A.
Assinale o gráfico que melhor representa o comportamento da razão ∆A / A0 desse disco, em função da variação
da temperatura ∆T.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 10.
No gráfico mostrado inicialmente, a medida da inclinação da reta é o coeficiente de dilatação linear. No caso para um
disco como é mencionado a área, a dilatação é a superficial e neste caso o coeficiente de dilatação superficial é o dobro
do linear, com isto, devemos ter um gráfico que também é uma reta (pois ambas as equações são de primeiro grau),
mas cuja inclinação é o dobro do gráfico mostrado inicialmente.
No gráfico da questão temos: α =
ΔL
L0
ΔT
=
1x10−4
= 2,5x10−6 oC−1
40
Na letra A ao calcularmos o coeficiente temos: β =
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ΔA
A0
ΔT
=
3x10−4
= 5x10−6 oC−1
60
6
Portanto resposta letra A.
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11. Assinale a alternativa que preenche corretamente as
lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
Em um forno de microondas, são colocados 250 ml de
água à temperatura de 20°C. Após 2 minutos, a água atinge a temperatura de 100°C. A energia necessária para essa elevação de temperatura da água é ........ . Considerando-se que a potência de energia elétrica consumida pelo forno é de 1400 W, a eficiência atingida no processo de
aquecimento da água é de ........ .
(Dados: o calor específico da água é 4,2 kJ/kg.ºC, e a densidade da água é 1,0 kg/l.)
(A) 3,36 kJ
(B) 3,36 kJ
(C) 8,4 kJ
(D) 84,0 kJ
(E) 84,0 kJ
–
–
–
–
–
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 11.
Na primeira lacuna, como não ocorre mudança de estado
usamos apenas a equação:
Q = m.c.ΔT = 0,25.4,2.80 = 84kJ
Já a segunda lacuna, utilizando a potência integral, aqueceria a água em:
Q 84000
= 60s = 1min
Δt = =
P 1400
Como o processo ocorreu em 2min, então o rendimento é
de 50%. Resposta E”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 12.
Como o processo envolvendo as duas esferas é a
eletrização por contato, para determinar a quantidade de
carga em cada esfera metálica basta fazer a média entre
as cargas iniciais.
Q1 + Q2 6 − 2
=
= 2C
2
2
Resposta B”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 13.
Para determinar a razão das forças elétricas entre as cargas, basta aplicar a Lei de Coulomb na situação inicicial
(1) e na situação final (2), que é exatamente o valor das
cargas na questão anterior. Lembre-se de que a distância
na primeira quanto na segunda situação são iguais!!
10%
12%
5%
3%
50%
Instrução: As questões 12 e 13 referem-se ao enunciado
abaixo.
Duas pequenas esferas metálicas iguais, X e Y, fixadas
sobre bases isolantes, estão eletricamente carregadas
com cargas elétricas 6 C e -2 C, respectivamente. Quando
separadas por uma distância d uma da outra, as esferas
estão sujeitas a forças de atração coulombiana de módulo
F1.
As duas esferas são deslocadas pelas bases até serem
colocadas em contato. A seguir, elas são novamente
movidas pelas bases até retornarem à mesma distância d
uma da outra.
12. Após o contato e posterior separação, as esferas X e Y
ficaram eletrizadas, respectivamente, com cargas elétricas
(A) 2 C e - 2 C.
(B) 2 C e 2 C.
(C) 3 C e - 1 C.
(D) 4 C e - 4 C.
(E) 4 C e
4 C.
F1
F2
=
k
k
QiX . QiY
2
d
Q fX . Q fY
d2
6. 2
=
d2
2. 2
=
12
=3
4
d2
Resposta D.
13. Se, após o contato e posterior separação das esferas,
F2 é o módulo da força coulombiana entre X e Y, pode-se
afirmar corretamente que o quociente F1 / F2 vale
(A) 1/3.
(B) 3/4.
(C) 4/3.
(D) 3.
(E) 4.
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14. Uma casca esférica condutora de raio R, isolada, está
eletricamente carregada com carga elétrica de módulo Q.
Considere as afirmações abaixo, sobre o módulo E do
campo elétrico gerado por essa casca esférica para pontos situados a diferentes distâncias d do centro da casca.
(k = constante da lei de Coulomb)
I - E = 0 para pontos situados no interior da casca esférica, isto é, para pontos tais que d < R.
II - E = k.Q/R2 para pontos situados sobre a superfície, isto
é, para pontos tais que d = R.
III - E = k.Q/d2 para pontos externos, isto é, para pontos
tais que d > R.
Quais estão corretas?
(A) Apenas I.
(D) Apenas II e III.
(B) Apenas II.
(E) I, II e III.
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 14.
Analisando as afirmações podemos concluir que:
A I está correta, pois em uma casca esférica metálica carregada na sua superfície não produz campo no seu interior
efeito também conhecido como blindagem eletrostática.
A II é impossível de ser respondida de acordo com o gabarito da questão!!!
A III está correta, pois os pontos externos que necessáriamente não precisam estar sobre a superfície também
obedecem a mesma relação mostrada na afirmação.
Resposta letra “E”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 15.
Respondendo as lacunas da questão temos:
Primeira lacuna: A corrente AUMENTA, pois como aumenta a intensidade luminosa, a resistência do LDR também
diminui, e como o circuito é SÉRIE a resistência equivalente é dada pela soma da resistência R mais a do LDR
que se reduz.
Segunda lacuna: A diferença de potencial AUMENTA sobre o resistor R, pois em um circuito SÉRIE a soma do potencial sobe o resistor mais o potencial sobre o LDR dá o
potencial da fonte ideal do circuito, com isso se o potencial
é proporcional a resistência (U = R.i), como a resistência
do LDR se reduz a d.d.p. sobre ela também, então a d.d.p.
no resistor cresce para manter a soma inalterada.
Resposta “E”.
(C) Apenas I e II.
15. Um LDR (Light Dependent Resistor) é um dispositivo
elétrico cuja resistência elétrica varia com a intensidade da
luz que incide sobre ele.
No circuito esquematizado abaixo, estão representados
uma fonte ideal de tensão elétrica contínua (ε), um resistor
com resistência elétrica constante (R) e um LDR. Nesse
LDR, a resistência elétrica é função da intensidade luminosa, diminuindo quando a intensidade da luz aumenta.
Numa determinada condição de iluminação, o circuito é
percorrido por uma corrente elétrica i.
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto abaixo, na ordem em que aparecem.
Se a intensidade da luz incidente sobre o LDR aumenta, a
corrente elétrica no circuito ........, e a diferença de potencial no resistor R ........ .
(A) diminui – diminui
(B) diminui – não se altera
(C) não se altera – aumenta
(D) aumenta – diminui
(E) aumenta – aumenta
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16. Na figura abaixo, f representa um fio condutor, fino, reto e comprido, perpendicular ao plano da página, percorrido por uma corrente elétrica. O símbolo ⊗ no centro do
fio indica que o sentido da corrente elétrica é tal que ela
entra no plano dessa página. Os pontos P e Q estão, respectivamente, a 20 cm e a 10 cm do fio, conforme indicado
na figura.
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 16.
Usando a regra da mão direita, o campo magnético no
ponto P aponta para cima da página e o campo no ponto
Q aponta para baixo. Como o ponto P está o dobro da
distância ao fio em relação ao ponto Q, o campo no ponto
P terá metade da intensidade do ponto Q devido à relação
entre a corrente e a intensidade do compo magnético
serem inversamente proporcionais.
i
B = μo
2.π.d
Note que a intensidade do campo pode ser obervada pelo
tamanho do vetor na figura.
Resposta letra “D”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 17.
Primeira lacuna é 0V, pois transformadores para funcionarem devem ter uma corrente variável no primário para que
ocorra a indução de uma diferença de potencial no secundário. Portanto, não funcionam com correntes contínuas.
Qual dos diagramas abaixo melhor representa os campos
magnéticos nos pontos P e Q, respectivamente?
Segunda lacuna: Sendo a fonte de alimentação alternada,
a tensão no secundário pode ser determinada pela relação:
N
12
NP UP
=
→ P =
→US = 24V
NS US
2NP US
Resposta letra “B”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 18.
Analisando as afirmações sobre o efeito Doppler temos:
I – Falsa, pois o fenômeno é observado tanto em ondas
mecânicas quanto nas ondas eletromagnéticas.
II – Falsa, pois o efeito Doppler corresponde a uma alteração no comprimento de onda e na freqüência da onda
em função da velocidade relativa entre o observador e a
fonte sonora. A velocidade da onda é a mesma no meio
em que esta se propaga.
III – Verdadeira, pois ondas sonoras (longitudinais) e a luz
(transversais) sofrem este fenômeno.
Resposta letra “C”.
17. Assinale a alternativa que preenche corretamente as
lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
Em um certo transformador ideal alimentado por uma fonte
de tensão elétrica de 12 V, o número de espiras no enrolamento secundário é o dobro do número de espiras existentes no enrolamento primário. Nesse caso, a voltagem
no enrolamento secundário será ........ se a fonte for contínua e será ........ se a fonte for alternada.
(A) 0 V – 6 V
(D) 12 V – 24 V
(B) 0 V – 24 V
(E) 24 V – 24 V
(C) 12 V – 6 V
18. Considere as seguintes afirmações sobre o efeito
Doppler.
I - Ele é observado somente em ondas acústicas.
II - Ele corresponde a uma alteração da velocidade de
propagação da onda em um meio.
III - Ele pode ser observado tanto em ondas transversais
quanto em ondas longitudinais.
Quais estão corretas?
(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas III.
(D) Apenas II e III.
(E) I, II e III.
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19. Um raio de luz monocromática que se propaga no ar,
no plano da figura, incide sobre o ponto central da face
plana de um semidisco de acrílico transparente, conforme
representado na figura abaixo.
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 19.
De acordo com a refração da luz, o raio ao penetrar no
semidisco deve se aproximar da normal (linha tracejada),
pois o índice de refração do acrílico é maior do que o do
ar. Com isso já podemos eliminar o raio 1, 2 e 3.
Como o raio de luz que está no interior do acrílico incide
sobre a superfície do semidisco perpendicularmente, ele
não sofre desvio de trajetória mesmo sofrendo refração,
portanto o raio que corresponde a essa situação é o 4.
Resposta “D”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 20.
Na sequencia de imagens abaixo podemos ilustrar a
situação descrita no enunciado do problema:
Dentre os raios representados na figura, o que melhor
representa o raio refratado após atravessar o semidisco de
acrílico é o de número
(A) 1
(B) 2
(C) 3
(D) 4
(E) 5
20. Você se aproxima da superfície de um espelho côncavo na região de distâncias maiores que o raio de curvatura. Nessa circunstância, sua imagem, formada pelo
espelho, é
Imagem 1
Imagem 2
Na imagem 1 o objeto se encontra além do centro de
curvatura e sua imagem conjugada pelo espelho é invertida e real. Na segunda imagem, com a aproximação do
objeto do espelho, a sua imagem se afasta do mesmo.
Portanto resposta letra “A”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 21.
No fenômeno da interferencia a separação entre as franjas
pode ser dada pela equação:
λ
sen θ = n
d
(A) real e invertida e se afasta da superfície.
(B) real e invertida e se aproxima da superfície.
(C) real e direta e se aproxima da superfície.
(D) virtual e direta e se afasta da superfície.
(E) virtual e invertida e se aproxima da superfície.
21. Em um experimento de interferência, similar ao experimento de Young, duas fendas idênticas são iluminadas
por uma fonte coerente monocromática. O padrão de franjas claras e escuras é projetado em um anteparo distante,
conforme mostra a figura abaixo.
Onde θ é o ângulo de separação entre as fendas e este é
diretamente proporcional ao comprimento de onda e
inversamente proporcional a distância “d” de seperação
das fendas.
Analisando as afirmações sobre o fenômeno da interferência temos:
I - Falsa, pois a separação entre as franjas é inversamente
proporcional à distância entre as fendas.
II – Verdadeira, pois quanto maior a distância entre o anteparo e as fendas, os raios luminosos divergem afastando
as franjas.
III – Verdadeira, pois a separação entre as franjas é diretamente proporcional ao comprimento de onda.
Resposta D
Sobre este experimento são feitas as seguintes afirmações.
I - A separação entre as franjas no anteparo aumenta se a
distância entre as fendas aumenta·
II - A separação entre as franjas no anteparo aumenta se a
distância entre o anteparo e as fendas aumenta.
III - A separação entre as franjas no anteparo aumenta se
o comprimento de onda da fonte aumenta.
Quais estão corretas?
(A) Apenas I.
(D) Apenas II e III.
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(B) Apenas II.
(E) I, II e III.
(C) Apenas III.
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22. Assinale a alternativa que preenche corretamente as
lacunas do texto abaixo, na ordem em que aparecem.
Os espectros de emissão provenientes de elementos atômicos presentes em galáxias distantes apresentam linhas
que não coincidem com aquelas observadas, para os mesmos elementos, quando a fonte está em repouso no laboratório. Interpretando este efeito como o efeito Doppler
produzido pelo movimento relativo entre as galáxias,
conclui-se que o Universo encontra-se em expansão, pois
os comprimentos de onda dos fótons observados apresentam um desvio para o vermelho. Esse desvio corresponde
à observação de comprimentos de onda maiores do que
aqueles observados a partir de fontes em repouso.
Com base no texto acima e levando em conta que no vácuo intergaláctico a velocidade de propagação de um fóton
emitido pela galáxia é ........ velocidade de propagação da
luz no vácuo, conclui-se que um fóton proveniente de uma
fonte em repouso no laboratório possui energia ........ a de
um fóton, correspondente a uma mesma linha de emissão,
proveniente de uma galáxia que está se afastando.
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 22.
Completando as lacunas do texto da questão temos:
Primeira lacuna IGUAL À, pois no vácuo os fótons tem a
velocidade da luz.
Segunda lacuna MAIOR QUE, pois devido ao efeito
Doppler, como o universo se expande (portanto está se
afastando) a frequencia detectada é menor e como a
energia do fóton é proporcional à frequência, o fóton
gerado no laboratório tem energia maior do que o fóton
detectado de uma galaxia.
Resposta letra “D”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 23.
Para calcular o raio da órbita, usamos a equação do potencial para uma carga puntual:
U=
kQ
1,6x10−19
1,6x10−19
→ 27 = 9x109
→ R = 9x109
= 0,53x10−10 = 5,3x10−11m
d
R
27
Portanto resposta letra “C”.
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 24.
Analisando as afirmações, temos:
I – Correta, pois de acordo c a Teoria da Relatividade
Restrita, se um corpo se mover com grande velocidade, o
tempo passa mais devagar neste referencial do que para
um observador que se encontra na Terra. Isto indica que o
tempo não é absoluto, ou seja, ele flui de forma distinta
dependendo do referencia inercial.
II – Correta, pois na Teoria da Relatividade Restrita, existe
um postulado que na natureza, nada pode ter velocidade
maior que a da luz.
III – Falsa, pois de acordo com o postulado da teoria da
Relatividade, se os referenciais forem inerciais (FR = 0 ou
também com velocidade constante), as leis físicas são
idênticas.
Portanto resposta letra “C”.
(A) menor que a – menor que
(B) menor que a – maior que
(C) igual à – maior que
(D) igual à – maior que
(E) maior que a – menor que
23. No modelo para o átomo de hidrogênio desenvolvido
por Niels Bohr, o elétron se move em órbitas circulares,
em um potencial elétrico gerado pela carga do próton, Qp.
Esse potencial, medido a partir do infinito até a posição da
órbita de menor raio, é de aproximadamente 27 V. O valor
aproximado do raio dessa órbita é
(Dados: Qp = 1,6 x 10-19 C; k = 9 x 109 Nm²/C².)
(A) 8,5 x10-30 m.
(B) 2,9 x 10-15 m.
(C) 5,3 x 10-11 m.
(D) 1,9 x 10-10 m.
(E) 7,3 x 10-6 m.
24. Considere as afirmações abaixo, acerca da Teoria da
Relatividade Restrita.
I - O tempo não é absoluto, uma vez que eventos simultâneos em um referencial inercial podem não ser simultâneos se observados a partir de outro referencial inercial.
II - Segundo a lei relativística de adição de velocidades, a
soma das velocidades de dois corpos materiais nunca resulta em uma velocidade acima da velocidade da luz.
III - As leis da natureza não são as mesmas em todos os
sistemas de referência que se movimentam com velocidade uniforme.
Quais estão corretas?
(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas I e II.
(D) Apenas II e III.
(E) I, II e III.
UFRGS 2009
11
FÍSICA
Prof. Giovane Irribarem de Mello
25. Quando o núcleo de um átomo de um elemento emite
uma partícula α ou β, forma-se um núcleo de um
elemento diferente.
No gráfico abaixo, estão representadas algumas transformações de um elemento em outro: o eixo vertical corresponde ao número atômico do elemento, e o eixo horizontal indica o número de nêutrons no núcleo do elemento.
[email protected]
RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 25.
O importante nesta questão é entender o que está sendo
medido nos eixos do gráfico!!
Transformação I - β, pois como ocorreu um aumento no
número atômico e a partícula β.
Transformação II - β, pois como ocorreu um aumento no
número atômico e a partícula β.
Transformação II - α, pois como ocorreu uma redução de
duas unidades no número atômico e duas no número de
neutrons, pois a particular α é um núcleo de He.
Resposta E
As transformações I, II e III assinaladas no gráfico correspondem, respectivamente, a emissões de partículas
(A) α, β e α.
(B) α, β e β.
(C) α, α e β.
(D) β, α e β.
(E) β, β e α.
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12
FÍSICA