UFPR 2019 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade Federal do Paraná

Processo Seletivo 2019

55
Unidades básicas do SI

O Sistema Internacional de Unidades (SI) tem sete unidades básicas: metro (m), quilograma (kg), segundo (s), ampère (A), mol (mol), kelvin (K) e candela (cd). Outras unidades, chamadas derivadas, são obtidas a partir da combinação destas. Por exemplo, o coulomb (C) é uma unidade derivada, e a representação em termos de unidades básicas é 1 C = 1 A.s. A unidade associada a forças, no SI, é o newton (N), que também é uma unidade derivada. Assinale a alternativa que expressa corretamente a representação do newton em unidades básicas.

A)$1\,\mathrm N=1\,\mathrm{kg\cdot m/s^2}$.
B)$1\,\mathrm N=1\,\mathrm{kg\cdot m^2/s^2}$.
C)$1\,\mathrm N=1\,\mathrm{kg/s^2}$.
D)$1\,\mathrm N=1\,\mathrm{kg/s}$.
E)$1\,\mathrm N=1\,\mathrm{kg\cdot m^2}$.

Resposta indicada no caderno consultado · conferida pelo TEF

A
Resolução TEF

Pela segunda lei de Newton, $F=ma$. A massa é medida em kg e a aceleração em m/s², portanto $1\,\mathrm N=1\,\mathrm{kg\cdot m/s^2}$.

Alternativa correta: A.

56
Função horária e dinâmica

Um objeto move-se numa pista retilínea, descrevendo um movimento retilíneo uniformemente variado, quando observado por um sistema de referência inercial. A posição desse objeto é descrita pela equação $x(t)=5-6t+3t^2$, onde x é medido em metros e t em segundos. Sabe-se que a massa do objeto é fixa e vale m = 600 g. Tendo em vista essas informações, considere as seguintes afirmativas:

1. A posição inicial do objeto vale 5 m.

2. A força agindo sobre o objeto durante o movimento vale, em módulo, F = 3,6 N.

3. O objeto tem velocidade nula em t = 1 s.

4. No intervalo de t = 0 a t = 3 s, o objeto tem deslocamento total nulo.

Assinale a alternativa correta.

A)Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
B)Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras.
C)Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras.
D)Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.
E)As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.

Resposta indicada no caderno consultado · conferida pelo TEF

D
Resolução TEF

Comparando $x=5-6t+3t^2$ com $x=x_0+v_0t+at^2/2$, obtemos $x_0=5\,\mathrm m$, $v_0=-6\,\mathrm{m/s}$ e $a=6\,\mathrm{m/s^2}$. Logo $F=ma=0{,}6\cdot6=3{,}6\,\mathrm N$ e $v=-6+6t$ zera em 1 s. O deslocamento de 0 a 3 s é $14-5=9\,\mathrm m$. São verdadeiras 1, 2 e 3.

Alternativa correta: D.

57
Energia armazenada

Um dado capacitor apresenta uma certa quantidade de carga Q em suas placas quando submetido a uma tensão V. O gráfico ao lado apresenta o comportamento da carga Q (em microcoulombs) desse capacitor para algumas tensões V aplicadas (em volts).

Com base no gráfico, assinale a alternativa que expressa corretamente a energia U armazenada nesse capacitor quando submetido a uma tensão de 3 V.

Carga Q por tensão V: reta passa por 2 V e 32 μC, e por 4 V e 64 μC.
A)U = 24 μJ.
B)U = 36 μJ.
C)U = 72 μJ.
D)U = 96 μJ.
E)U = 144 μJ.

Resposta indicada no caderno consultado · conferida pelo TEF

C
Resolução TEF

A inclinação do gráfico fornece $C=Q/V=64/4=16\,\mathrm{\mu F}$. A 3 V, $U=CV^2/2=16\cdot9/2=72\,\mathrm{\mu J}$.

Alternativa correta: C.

58
Conceitos de pressão

Um conceito importante que surge no estudo dos fluidos é o conceito de pressão. Com relação a ele, considere as seguintes afirmativas:

1. A pressão atmosférica ao nível do mar a 0 °C vale 1 atm.

2. Um processo termodinâmico que ocorra sujeito a uma pressão constante é chamado isobárico.

3. A pressão exercida por um líquido num dado ponto aumenta à medida que a profundidade desse ponto aumenta.

4. No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de pressão é o pascal (Pa).

Assinale a alternativa correta.

A)Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
B)Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
C)Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras.
D)Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras.
E)As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.

Resposta indicada no caderno consultado · conferida pelo TEF

E
Resolução TEF

Na convenção usada no enunciado, a pressão atmosférica ao nível do mar é 1 atm. Isobárico significa pressão constante; a pressão hidrostática aumenta com a profundidade; e a unidade de pressão no SI é o pascal. As quatro afirmações estão corretas.

Alternativa correta: E.

59
Índice de refração e velocidade da luz

Um dado meio tem um índice de refração $n_1$. Um outro meio tem um índice de refração $n_2$. Assinale a alternativa que expressa corretamente a relação entre os módulos das velocidades da luz nos dois meios, quando $n_2=2n_1$.

A)$v_2=4v_1$.
B)$v_2=2v_1$.
C)$v_2=v_1$.
D)$v_2=v_1/2$.
E)$v_2=v_1/4$.

Resposta indicada no caderno consultado · conferida pelo TEF

D
Resolução TEF

Como $n=c/v$, a velocidade é inversamente proporcional ao índice de refração. De $n_2=2n_1$ resulta $v_2=c/(2n_1)=v_1/2$.

Alternativa correta: D.

60
Força centrípeta

Um motociclista descreve uma trajetória circular de raio R= 5 m, com uma velocidade de módulo v = 10 m/s medida por um observador inercial. Considerando que a massa combinada do motociclista e da motocicleta vale 250 kg, assinale a alternativa que expressa corretamente o módulo da força centrípeta necessária para a realização da trajetória circular.

A)F = 1 kN.
B)F = 5 kN.
C)F = 10 kN.
D)F = 50 kN.
E)F = 100 kN.

Resposta indicada no caderno consultado · conferida pelo TEF

B
Resolução TEF

$F_c=mv^2/R=250\cdot10^2/5=5000\,\mathrm N=5\,\mathrm{kN}$.

Alternativa correta: B.

61
Lei de Ohm e potência

Um certo resistor dissipa uma potência de 1 W quando percorrido por uma corrente de 100 mA. Assinale a alternativa que expressa corretamente a tensão V aplicada a esse resistor quando percorrido por uma corrente de 50 mA.

A)2,5 V.
B)5 V.
C)7,5 V.
D)10 V.
E)12 V.

Resposta indicada no caderno consultado · conferida pelo TEF

B
Resolução TEF

Na primeira situação, $R=P/i^2=1/(0{,}1)^2=100\,\Omega$. Para corrente de 50 mA, $V=Ri=100\cdot0{,}05=5\,\mathrm V$.

Alternativa correta: B.

62
Diagrama pressão por volume

O diagrama P x V ao lado ilustra uma sequência de processos termodinâmicos executada por um gás ideal monoatômico, passando pelos pontos A, B, C e D, caracterizados pelos valores de pressão e volume apresentados no diagrama. Tendo em vista as informações apresentadas no diagrama, considere as seguintes afirmativas:

1. O processo A→B é isométrico.

2. Os pontos C e D estão à mesma temperatura.

3. O trabalho realizado pelo gás no processo B→C é nulo.

4. O processo C→D é isobárico.

Assinale a alternativa correta.

Diagrama pV: A=(V₀,P₀), B=(V₀,3P₀), C=(2V₀,3P₀), D=(3V₀,2P₀), com percurso A→B→C→D.
A)Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
B)Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
C)Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras.
D)Somente as afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras.
E)As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.

Resposta indicada no caderno consultado · conferida pelo TEF

A
Resolução TEF

A→B mantém o volume: é isométrico. Em C e D, $pV=6P_0V_0$, logo as temperaturas são iguais para a mesma quantidade de gás ideal. B→C é uma expansão a pressão constante e tem trabalho não nulo. C→D não tem pressão constante. Verdadeiras: 1 e 2.

Alternativa correta: A.

63
Velocidade de propagação

O gráfico ao lado apresenta a frequência f de uma onda sonora que se propaga num dado meio em função do comprimento de onda λ dessa onda nesse meio.

Com base nesse gráfico, assinale a alternativa que expressa corretamente o módulo da velocidade do som v no meio considerado, quando a frequência da onda sonora é de 25 Hz.

Frequência f em função do comprimento de onda λ: para f=25 Hz, λ=30 m.
A)v= 250 m/s.
B)v= 340 m/s.
C)v= 750 m/s.
D)v= 1000 m/s.
E)v= 1500 m/s.

Resposta indicada no caderno consultado · conferida pelo TEF

C
Resolução TEF

Para $f=25\,\mathrm{Hz}$, o gráfico indica $\lambda=30\,\mathrm m$. Portanto $v=\lambda f=30\cdot25=750\,\mathrm{m/s}$.

Alternativa correta: C.

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