UERJ 2017 | Exame Discursivo — Questões de Física comentadas — Método TEF

Ideia central: No movimento circular uniforme, a aceleração centrípeta depende do quadrado da velocidade e do raio.

Passo 1. Converter a velocidade:

$$v=\frac{64{,}8}{3{,}6}=18\text{ m/s}$$

Passo 2. Calcular a aceleração centrípeta:

$$a_c=\frac{v^2}{R}=\frac{18^2}{6}=54\text{ m/s}^2$$

Resposta: 54 m/s²

Ideia central: Reduzir as associações de resistores e aplicar a lei de Ohm à bateria.

Passo 1. Calcular a resistência do ramo superior:

$$R_1=10+10=20\,\Omega$$

Passo 2. Reduzir os outros dois resistores em paralelo:

$$R_2=\frac{10}{2}=5\,\Omega$$

Passo 3. Associar os dois resultados em paralelo:

$$R_{eq}=\frac{20\times5}{20+5}=4\,\Omega$$

Passo 4. Calcular a corrente na bateria:

$$i=\frac{U}{R_{eq}}=\frac{12}{4}=3\text{ A}$$

Resposta: 3 A

Ideia central: A quantidade de movimento é o produto da massa pela velocidade. Na razão, as unidades iguais se cancelam.

Passo 1. Escrever a razão:

$$\frac{p_E}{p_L}=\frac{m_Ev_E}{m_Lv_L}$$

Passo 2. Substituir os dados na mesma unidade de velocidade:

$$\frac{p_E}{p_L}=\frac{4860\times40}{200\times81}$$

$$\frac{p_E}{p_L}=\frac{194400}{16200}=12$$

Resposta: 12

Ideia central: Calcular os tempos de propagação das duas ondas para a mesma distância.

Passo 1. Calcular o tempo da onda P:

$$t_P=\frac{1200}{8}=150\text{ s}$$

Passo 2. Calcular o tempo da onda S:

$$t_S=\frac{1200}{5}=240\text{ s}$$

Passo 3. Obter a diferença entre as chegadas:

$$\Delta t=240-150=90\text{ s}$$

Resposta: 90 s

Ideia central: Usar o módulo do aumento linear com a aproximação de imagem no plano focal, explicitamente pedida.

Passo 1. Usar a relação entre alturas e distâncias:

$$\frac{h_i}{h_o}=\frac{f}{p}$$

Passo 2. Calcular a altura com f em centímetros e h_o/p na mesma unidade:

$$h_i=20\text{ cm}\times\frac{20\text{ m}}{100\text{ m}}$$

$$h_i=4{,}0\text{ cm}$$

Resposta: 4,0 cm

Ideia central: Equilibrar as componentes vertical e horizontal das trações no nó B.

Passo 1. Calcular o peso do bloco:

$$P=mg=100\times10=1000\text{ N}$$

Passo 2. Aplicar o equilíbrio vertical:

$$T_{BC}\sin30^\circ=1000$$

$$T_{BC}=2000\text{ N}$$

Passo 3. Aplicar o equilíbrio horizontal:

$$T_{AB}=T_{BC}\cos30^\circ$$

$$T_{AB}=2000\times\frac{\sqrt3}{2}=1000\sqrt3\text{ N}$$

Resposta: 1000√3 N

Ideia central: Ler o comprimento de onda pela distância entre duas cristas consecutivas e usar v = λf.

Passo 1. Obter o comprimento de onda:

$$\lambda=10-2=8\text{ cm}=0{,}08\text{ m}$$

Passo 2. Calcular a frequência:

$$f=\frac{v}{\lambda}=\frac{0{,}48}{0{,}08}=6{,}0\text{ Hz}$$

Resposta: 6,0 Hz

Ideia central: Converter a potência e relacioná-la ao aquecimento da massa de água que passa por segundo.

Passo 1. Converter watts para cal/s:

$$P=4000\text{ J/s}=1000\text{ cal/s}$$

Passo 2. Calcular a vazão em massa:

$$P=\frac{m}{\Delta t}c\Delta\theta$$

$$\frac{m}{\Delta t}=\frac{1000}{1\times(60-20)}=25\text{ g/s}$$

Passo 3. Converter para litros por minuto:

$$25\text{ g/s}=1500\text{ g/min}$$

$$\Phi=1{,}5\text{ L/min}$$

Resposta: 1000 cal/s e 1,5 L/min

Ideia central: Aplicar a segunda lei de Newton ao reboque, no modelo sem forças resistivas usado pelo padrão oficial.

Passo 1. Converter os dados para o SI:

$$m=16\text{ t}=16000\text{ kg}$$

$$a=200\text{ cm/s}^2=2{,}0\text{ m/s}^2$$

Passo 2. Calcular a tração:

$$T=ma=16000\times2$$

$$T=3{,}2\times10^4\text{ N}$$

Resposta: 3,2 × 10⁴ N

Ideia central: Para fio perpendicular ao campo, o módulo da força magnética é B i L.

Passo 1. Converter comprimento e corrente:

$$L=50\text{ cm}=0{,}50\text{ m}$$

$$i=300\text{ mA}=0{,}300\text{ A}$$

Passo 2. Substituir na expressão da força:

$$F=BiL$$

$$F=(2{,}0\times10^{-3})(0{,}300)(0{,}50)$$

$$F=3{,}0\times10^{-4}\text{ N}$$

Resposta: 3,0 × 10⁻⁴ N