PROVA DE FÍSICA I

PROVA DE FÍSICA I
Esta prova tem por finalidade verificar seus conhecimentos das leis que regem a natureza. Interprete as questões do modo
mais simples e usual. Não considere complicações adicionais por fatores não enunciados. Em caso de respostas numéricas,
admita exatidão com um desvio inferior a 5 %. A aceleração da gravidade será considerada como g = 10 m/s².
01. Circunstâncias possivelmente envolvidas no processo de ebulição livre da
água: calor sensível, calor latente, pressão de vapor na atmosfera, pressão
atmosférica, altitude em relação ao nível do mar.
Considerando a possível influência desses fatores, assinale a alternativa correta.
A) Em locais mais altos, a temperatura de ebulição deve diminuir, porque aumenta a
pressão de vapor na atmosfera.
B) O calor sensível, para iniciar a ebulição, a partir da temperatura ambiente, deve ser
menor em locais mais altos.
C) O calor latente para a ebulição deve ser maior em locais mais elevados.
D) A pressão atmosférica é o único fator determinante da temperatura de ebulição livre
da água.
E) O calor sensível não tem qualquer participação no processo de levar a água à
ebulição, a partir da temperatura ambiente.
02. Existe um fenômeno que prova, sem qualquer dúvida, que as
ondas sonoras são longitudinais. Identifique-o.
A) O som emitido quando um objeto cai no chão.
B) O processo de emissão da voz.
C) O som emitido por uma corda de violão.
D) A emissão de som por um alto -falante.
E) A propagação de ondas numa barra metálica.
03. Assinale a alternativa que é formada, exclusivamente, por
unidades do SI.
A) Hz, cm/s², K, C.
B) eV, W, °C, C.
C) N, J, m, K.
D) K, mol, cd, G.
E) W, t, mol, A.
04. A famosa experiência de Torricelli foi realizada com o mercúrio,
porque
A) se fosse feita com a água, que apresenta densidade muito inferior à
do mercúrio, a altura seria imperceptível.
B) se fosse feita com um líquido mais denso que o mercúrio, o tubo de
vidro deveria ter maior comprimento.
C) o mercúrio é o único metal em estado líquido, na tem peratura
ambiente.
D) o mercúrio, sendo um metal líquido, é bom condutor de calor.
E) se fosse feita com a água, com densidade muito menor que a do
mercúrio, o tubo de vidro deveria ter comprimento maior que 10 m.
1
05. A refração da luz é a mudança de direção de propagação na interface
entre meios materiais diferentes. Os índices de refração podem ser
calculados em função dos ângulos que os raios luminosos fazem com
as normais nos dois meios. Os meios materiais de maior índice de
refração são considerados oticamente mais densos.
Assinale a alternativa correta.
A) Os índices de refração, em qualquer substância e para qualquer cor, são
sempre maiores que um.
B) As cores mais desviadas apresentam menor índice de refração.
C) Quando um raio de luz passa de um meio mais denso para um menos denso, aproxima-se da normal.
D) Um raio de luz pode apresentar reflexão total, quando passa de um meio menos denso para um mais denso.
E) Em meios oticamente mais densos, aumenta a velocidade de propagação da luz.
06. Em alguns ambientes, como corredores, grandes salas e escadas, existem interruptores de luz na entrada e na
saída. O objetivo é que o usuário ligue a iluminação ao entrar no local e desligue ao sair pelo outro lado. A figura
mostra um interruptor comum (uma via) e um outro utilizado para a finalidade descrita anteriormente (duas vias). Observe
que este tem três pontos de conexão e aquele, apenas dois. Ao lado de cada tipo, indica-se sua representação
esquemática. Os esquemas mostram possíveis ligações para atender ao acendimento de uma lâmpada. Só um está
correto. Assinale-o.
Observação: nesta questão as alternativas estão indicadas na figura.
2
07. Um menino, do topo da torre Malakoff, atira
uma pedra para baixo com velocidade inicial
de 3m/s. Assinale a alternativa que representa
o intervalo de tempo necessário para a pedra
atingir o solo, sabendo que a altura de queda
foi de 30,8 m.
a) 5,5 s.
b) 5,1 s.
c) 2,8 s.
d) 2,2 s.
e) 1,0 s.
08. A aceleração máxima que um atleta correndo pode imprimir sem escorregar em uma determinada pista, é de 9 m/s².
Logo, o coeficiente de atrito estático entre a pista e o sapato do atleta é de
a) 0,9.
b) 0,5.
c) 0,6.
d) 0,3.
e) 0,1.
09. Uma menina está no carro de uma montanha-russa,
que faz uma volta circular completa na vertical,
conforme a figura.
No topo da trajetória, a força
normal exercida pela cadeira sobre a menina é igual
a duas vezes o peso da menina, 2mg. No ponto mais
baixo da trajetória, a força normal exercida pela cadeira
sobre a menina é
A) menor do que o peso da menina.
B) igual ao peso da menina.
C) igual à força normal no topo da trajetória.
D) igual a quatro vezes o peso da menina.
E) igual a oito vezes o peso da menina.
3
10. Saltando de um helicóptero, estacionário, um pára-quedista ganha 30J de
energia cinética após um determinado tempo de queda. Considerando a perda
de energia no movimento através do ar, a variação da energia potencial
gravitacional, neste mesmo intervalo de tempo, é
A) igual à variação da energia cinética.
B) menor que 30 J.
C) maior do que 30 J.
D) igual ao trabalho das forças não conservativas.
E) sempre igual ao dobro do trabalho das forças não conservativas.
11. Um elétron é liberado a partir do repouso em uma região, com campos magnético e elétrico uniformes, paralelos e
de mesmo sentido. É correto afirmar que o elétron se moverá
A) perpendicularmente aos campos elétrico e magnético.
B) em forma de hélice, no sentido dos campos.
C) em forma de espiral.
D) no mesmo sentido do campo elétrico.
E) na mesma direção dos campos, mas em sentido contrário.
Nas questões de 12 a 16, assinale, na coluna I, as afirmativas verdadeiras e, na coluna II, as falsas.
12. No modelo planetário do átomo, o núcleo tem
carga positiva e pequena dimensão e os elétrons
circulam em volta dele. De acordo com a Mecânica
Clássica de Newton, o equilíbrio da órbita depende
de que a força de atração entre núcleo e elétron
faça o papel de força centrípeta. Desse modo, os
raios das órbitas atômicas poderiam ter qualquer
valor. Na prática, observa-se que só algumas
órbitas
são
permitidas.
Conforme
a
teoria
eletromagnética de Maxwell, cargas elétricas
aceleradas irradiam. O elétron, girando, tem
aceleracão centrípeta e, como carga acelerada,
perde energia. Assim, o modelo atômico de Bohr
seria
inviável.
Entretanto,
várias
evidências
apóiam esse modelo. Para preservar a concepção
do átomo, propôs-se
que,
em
determinadas
órbitas, o elétron não irradiaria energia, contrariando o eletromagnetismo. Estas órbitas especiais atenderiam à
condicão de quantização da quantidade de movimento angular ou, equivalentemente, do perímetro de cada órbita
eletrônica.
Em relação a esses comentários, analise as proposições seguintes como verdadeiras ou falsas, considerando as seguintes
informações adicionais:
4
Z = número atômico; m = massa do elétron; e = carga do elétron; K = constante elétrica; r = raio da órbita;
h = constante de Planck; v = velocidade do elétron na órbita; n = 0, 1, 2, 3, ...
I
II
0
0
A condição clássica para estabilidade da órbita é
m v² r = K Z e ².
1
1
A condição quântica para estabilidade da órbita é
2 π r m v = n h.
2
2
A condição quântica para estabilidade da órbita é 2 π n r = m v h.
3
3
A condição clássica para estabilidade da órbita é
4
4
A condição quântica para estabilidade da órbita é m v r = K Z e ².
m ω² r³ = K Z e ².
13. A figura apresenta o conhecido termômetro clínico que usa o mercúrio como
substância
termométrica.
Analise
as
proposições
em
relação
a
erros
no
funcionamento do termômetro.
I
II
0
0
A indicação é imprecisa, porque o vidro também dilata e, assim, a
altura da coluna é aparente. Esse efeito, entretanto, pode estar
anulado por conta do processo de calibração, que usa os pontos fixos
de congelamento e ebulição da água.
1
1
O termômetro é impreciso para detectar a energia que chega até ele
por radiação, devido à boa reflexão do mercúrio. Assim, parte da
energia ambiente é refletida e não vai provocar dilatação da coluna.
2
2
A precisão do termômetro é maior para detectar a energia térmica que chega até ele por condução,
porque o mercúrio, sendo um metal, é bom condutor para essa forma de propagação.
3
3
Numa medida de temperatura do corpo humano, é n ecessário deixar o termômetro em contato por
cerca de três minutos, porque a energia térmica deve atravessar o invólucro de vidro antes de
chegar ao mercúrio e este levar algum tempo dilatando até estabilizar.
4
4
Numa medida de temperatura do corpo humano, se houver umedecimento da pele no local do
contato do termômetro, a medida ficará imprecisa, porque a água conduz mal o calor e, nesse caso,
seria preciso esperar mais tempo que o usual, para efetuar a leitura.
14. O ouvido humano consegue detectar ondas de freqüências que vão de 30
Hz a 15000 Hz . A velocidade de propagação do som, no ar, é
aproximadamente de 330 m/s. O olho humano consegue perceber
comprimentos de onda entre 4 000 Aº e 8000 Aº (1 Aº = 10-10 m). A
velocidade de propagação da luz, no ar, é de 300.000.000 m/s. Na
comparação da eficácia desses dois órgãos, considerar-se-á mais eficaz
aquele órgão que apresenta maior valor numérico, em cada critério.
Nesse sentido, analise as proposições.
I
II
0
0
Considerando a razão entre as frequências máxima e mínima, o olho é mais eficaz que o ouvido.
1
1
Considerando a razão entre os comprimentos de onda máximo e mínimo, o olho é mais eficaz que o
ouvido.
5
2
2
Considerando a diferença entre as freqüências máxima e mínima, o olho humano é mais eficaz que
o ouvido.
3
3
Considerando a diferença entre os comprimentos de onda, o olho humano é mais eficaz que o
ouvido.
4
4
O critério melhor para fazer a comparação é a diferença, pois ela indica o número de elementos
identificáveis no intervalo de funcionamento.
15. Um corpo de massa m está em repouso sobre um plano inclinado que faz um
ângulo de 30° com o plano horizontal, conforme mostra a figura. Em relação a
essa situação, analise as seguintes proposições.
I
II
0
0
A força normal que o plano inclinado exerce sobre o corpo de
massa m está na direção vertical, no sentido de baixo para
cima.
1
1
A força de atrito é maior do que m g.
2
2
A força peso é perpendicular ao plano inclinado.
3
3
A força de atrito é igual a m g sen 30°.
4
4
A força normal é igual a m g cos (a/b).
16. Um carro de 700 kg tem velocidade de 20 m/s quando está em x = 0. Sobre o
carro atua uma única força F(x) que varia com a posição, como mostra o
gráfico.
Em relação a essa situação, analise as proposições abaixo.
I
II
0
0
A energia cinética do carro em x = 0, é 140 kJ.
1
1
O trabalho realizado pela força, quando o carro se desloca de x = 0 até x = 50 m, é 175 kJ.
2
2
A velocidade do carro em x = 50m é 30 m/s.
3
3
A energia mecânica é sempre menor do que 140 kJ.
4
4
A variação da energia potencial é diferente de zero.
6