UFPR 2013 — Questões de Física comentadas — Método TEF

No gráfico ao lado cada ponto indica o módulo da velocidade instantânea de um atleta medida ao final de cada quilômetro percorrido em uma maratona de 10 km. Com base nas informações contidas nesse gráfico e considerando que o atleta partiu do repouso, analise as seguintes afirmativas:

1. O movimento do atleta é uniformemente acelerado nos primeiros 3 km.

2. Entre os quilômetros 4 e 5, o atleta pode ter se deslocado com velocidade constante.

3. As informações são insuficientes para calcular o tempo que o atleta levou para percorrer os 10 km.

Assinale a alternativa correta.

Dois satélites, denominados de $S_A$ e $S_B$, estão orbitando um planeta P. Os dois satélites são esféricos e possuem tamanhos e massas iguais. O satélite $S_B$ possui uma órbita perfeitamente circular e o satélite $S_A$ uma órbita elíptica, conforme mostra a figura ao lado.

Em relação ao movimento desses dois satélites, ao longo de suas respectivas órbitas, considere as seguintes afirmativas:

1. Os módulos da força gravitacional entre o satélite $S_A$ e o planeta P e entre o satélite $S_B$ e o planeta P são constantes.

2. A energia potencial gravitacional entre o satélite $S_A$ e o satélite $S_B$ é variável.

3. A energia cinética e a velocidade angular são constantes para ambos os satélites.

Assinale a alternativa correta.

Segundo o documento atual da FIFA “Regras do Jogo”, no qual estão estabelecidos os parâmetros oficiais aos quais devem atender o campo, os equipamentos e os acessórios para a prática do futebol, a bola oficial deve ter pressão entre 0,6 e 1,1 atm ao nível do mar, peso entre 410 e 450 g e circunferência entre 68 e 70 cm. Um dia antes de uma partida oficial de futebol, quando a temperatura era de 32 ºC, cinco bolas, identificadas pelas letras A, B, C, D e E, de mesma marca e novas foram calibradas conforme mostrado na tabela ao lado:

No dia seguinte e na hora do jogo, as cinco bolas foram levadas para o campo. Considerando que a temperatura ambiente na hora do jogo era de 13 ºC e supondo que o volume e a circunferência das bolas tenham se mantido constantes, assinale a alternativa que apresenta corretamente as bolas que atendem ao documento da FIFA para a realização do jogo.

O gráfico ao lado, obtido experimentalmente, mostra a curva de aquecimento que relaciona a temperatura de uma certa massa de um líquido em função da quantidade de calor a ele fornecido.

Sabemos que, por meio de gráficos desse tipo, é possível obter os valores do calor específico e do calor latente das substâncias estudadas. Assinale a alternativa que fornece corretamente o intervalo em que se pode obter o valor do calor latente de vaporização desse líquido.

Uma partícula com carga elétrica positiva $q_A$ e massa $m_A$ aproxima-se de uma outra partícula com carga positiva $q_B$ e massa $m_B$, descrevendo a trajetória mostrada na figura ao lado em linha tracejada. A partícula B tem massa muito maior que a partícula A e permanece em repouso, em relação a um referencial inercial, durante a passagem da partícula A. Na posição inicial $\vec r_i$, a partícula A possui velocidade instantânea de módulo $v_i$, e na posição final $\vec r_f$ sua velocidade tem módulo $v_f$. A única força relevante nesse sistema é a força elétrica entre as partículas A e B, de modo que as demais forças podem ser desprezadas.

Considerando que $k=1/(4\pi\varepsilon_0)=8{,}988\times10^9\,\mathrm{N\cdot m^2/C^2}$, assinale a alternativa que fornece a expressão correta para a massa da partícula A em termos de todas as grandezas conhecidas.

Devido ao seu baixo consumo de energia, vida útil longa e alta eficiência, as lâmpadas de LED (do inglês light emitting diode) conquistaram espaço na última década como alternativa econômica em muitas situações práticas. Vamos supor que a prefeitura de Curitiba deseje fazer a substituição das lâmpadas convencionais das luzes vermelhas de todos os semáforos da cidade por lâmpadas de LED. Os semáforos atuais utilizam lâmpadas incandescentes de 100 W. As lâmpadas de LED a serem instaladas consomem aproximadamente 0,1 A de corrente sob uma tensão de alimentação de 120 V. Supondo que existam 10.000 luzes vermelhas, que elas permaneçam acesas por um tempo total de 10 h ao longo de cada dia e que o preço do quilowatt-hora na cidade de Curitiba seja de R$ 0,50, a economia de recursos associada apenas à troca das lâmpadas convencionais por lâmpadas de LED nas luzes vermelhas em um ano seria de:

A indústria eletrônica busca produzir e aperfeiçoar dispositivos com propriedades elétricas adequadas para as mais diversas aplicações. O gráfico ao lado ilustra o comportamento elétrico de três dispositivos eletrônicos quando submetidos a uma tensão de operação V entre seus terminais, de modo que por eles circula uma corrente i.

Com base na figura ao lado, assinale a alternativa correta.

Um objeto movimenta-se com velocidade constante ao longo do eixo óptico de uma lente delgada positiva de distância focal f = 10 cm. Num intervalo de 1 s, o objeto se aproxima da lente, indo da posição 30 cm para 20 cm em relação ao centro óptico da lente. v₀ e vᵢ são as velocidades médias do objeto e da imagem, respectivamente, medidas em relação ao centro óptico da lente. Desprezando-se o tempo de propagação dos raios de luz, é correto concluir que o módulo da razão v₀/vᵢ é:

Ao ser emitida por uma fonte, uma luz monocromática, cujo comprimento de onda no ar é λ₀, incide no olho de uma pessoa. A luz faz o seguinte percurso até atingir a retina: ar – córnea – humor aquoso – cristalino – humor vítreo. Considerando que o índice de refração do ar é n₀ = 1,00, da córnea é n₁ = 1,38, do humor aquoso é n₂ = 1,33, do cristalino é n₃ = 1,40 e do humor vítreo é n₄ = 1,34 e que λ₁, λ₂, λ₃ e λ₄ são os comprimentos de onda da luz na córnea, no humor aquoso, no cristalino e no humor vítreo, respectivamente, assinale a alternativa correta.