FATEC 2009.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Questões de Física do Vestibular das Fatecs para o 2º semestre de 2009, aplicado em 28 de junho de 2009, com gabarito oficial e resolução comentada.

Q25
Mecânica — Queda livre — Velocidade ao final de 35 m de queda livre

Não há como ir ao parque temático Hopi Hari sem perceber a réplica da Torre Eiffel. Um elevador de 69,5 m de altura que transporta, em seus 20 assentos, visitantes que se dispõem a encarar a aventura de uma queda livre. Os assentos, que sobem com velocidade constante de 5 m/s, caem em queda livre por 35 m quando a velocidade é, gradativamente, reduzida por meio de um sistema eletromagnético, até atingir o solo. Desprezando-se as forças resistivas e considerando g = 10 m/s², no final do trecho percorrido em queda livre os corajosos visitantes atingem, em km/h, velocidade aproximada de

A)95.
B)73.
C)37.
D)25.
E)18.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

A
Resolução comentada

Os assentos sobem a 5 m/s, mas o dado relevante é o trecho de queda livre: a queda parte do ponto mais alto, com velocidade nula, e percorre 35 m com aceleração $g$.

$$v^{2}=2\,g\,h=2\cdot10\cdot35=700\ \Rightarrow\ v\approx26{,}5\ \text{m/s}$$

Em km/h: $26{,}5\cdot3{,}6\approx95\ \text{km/h}$.

Q26
Termologia — Calor e temperatura — Conceitos de calor, temperatura e equilíbrio térmico

Na segunda metade do século XVIII, Joseph Black apresentou, com seus estudos, a distinção entre os conceitos de calor e temperatura. Verificou que quando se mistura água quente com água fria não é a temperatura que passa da água quente para a fria, é sim o calor. Sobre esses conceitos é correto afirmar que

A)calor é uma forma de energia que se atribui somente aos corpos quentes.
B)temperatura é energia térmica trocada entre corpos em equilíbrio térmico.
C)dois corpos com massas iguais apresentam quantidades de calor iguais.
D)dois corpos em equilíbrio térmico apresentam a mesma temperatura.
E)calor é uma forma de energia que não se apresenta em corpos frios.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

D
Resolução comentada

Calor é a energia térmica que flui espontaneamente de um corpo de maior temperatura para um de menor temperatura; não é uma propriedade “possuída” somente por corpos quentes, e fala-se em calor apenas durante a troca de energia.

Temperatura mede o grau de agitação das partículas, e não é energia trocada. Corpos de mesma massa podem ter temperaturas e energias térmicas diferentes, então a massa igual não implica calor igual.

Dois corpos em contato que cessaram as trocas líquidas de calor estão em equilíbrio térmico, o que significa que têm a mesma temperatura.

Q27
Óptica — Reflexão da luz — Reflexão difusa e formação da imagem na retina

Na sala de desenho de um escritório de arquitetura, a iluminação do ambiente é de fundamental importância, pois nesse local os desenhistas necessitam de um conforto visual durante o desenvolvimento dos projetos. Um feixe de luz, ao incidir sobre a folha de papel vegetal, sofre __________, atinge os olhos do desenhista, e a imagem do desenho é projetada na ___________ desse profissional.

As palavras que completam corretamente a frase são, respectivamente,

A)polarização e íris.
B)polarização e retina.
C)refração e córnea.
D)reflexão difusa e retina.
E)reflexão regular e córnea.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

D
Resolução comentada

A folha de papel tem superfície rugosa, que espalha a luz em todas as direções; esse fenômeno é a reflexão difusa, o que permite ver o desenho de qualquer posição. A reflexão regular ocorre em superfícies polidas, como espelhos.

No olho, a imagem é formada pelo cristalino e pela córnea sobre a retina, que contém as células sensíveis à luz. A íris apenas controla a abertura da pupila.

Q28
Ondas — Ressonância — Vibração da tampa do porta-luvas com a velocidade do carro

Viajando a 70 km/h, o motorista acelera o carro a fim de ultrapassar um caminhão. Quando atinge velocidade de 90 km/h a tampa do porta-luvas do carro começa a vibrar. No momento em que o velocímetro registra 100 km/h, a tampa do porta-luvas para de vibrar. Esse fenômeno de vibração é um exemplo de

A)interferência construtiva.
B)efeito Doppler.
C)ressonância.
D)difração.
E)refração.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

C
Resolução comentada

Conforme o carro acelera, a frequência com que o motor e a pista excitam a carroceria muda. A tampa só vibra com grande amplitude em uma faixa estreita de velocidades, aquela em que a frequência da excitação coincide com a sua frequência natural de vibração. Esse fenômeno é a ressonância.

O efeito Doppler, a difração e a refração envolvem ondas que se propagam, e não explicam a vibração de um objeto que se intensifica numa velocidade específica.

Q29
Eletricidade — Leis de Ohm — Trecho do gráfico V × i em que o resistor é ôhmico

Componente de um circuito elétrico, os resistores têm a função de dissipar energia, controlar a intensidade da corrente elétrica que atravessa um condutor e modificar a impedância de um circuito. Em um resistor ôhmico, mantido a uma temperatura constante, a diferença de potencial V aplicada é diretamente proporcional à intensidade de corrente i que o atravessa.

Gráfico de V em função de i com os pontos A na origem, B logo acima, C mais adiante e D no topo; o trecho AB e o trecho CD são curvos, e o trecho BC é aproximadamente retilíneo

Analisando no gráfico os intervalos compreendidos entre os pontos A, B, C e D, aquele que garante que o resistor obedece às Leis de Ohm é

A)AB.
B)BC.
C)CD.
D)BD.
E)AD.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

B
Resolução comentada

Num resistor ôhmico, $V=R\,i$ com $R$ constante, e o gráfico $V\times i$ é uma reta. No gráfico, os trechos AB e CD são curvos, e só o trecho BC é aproximadamente retilíneo.

Os intervalos BD e AD incluem trechos curvos, e por isso o resistor não obedece às Leis de Ohm ao longo deles. Só em BC a razão $V/i$ é praticamente constante.

Q30
Eletricidade — Associação de resistores — Tempo de secagem após troca de uma associação em paralelo por outra mista

O secador de cabelo de Marta funciona com três resistores, de resistências elétricas idênticas, associados em paralelo. Certo dia esses resistores queimaram e Marta, ao substituí-los, colocou indevidamente os novos resistores associados conforme figura.

Circuito com um resistor R em um ramo superior, em paralelo com um ramo inferior que tem dois resistores R em série

Se em 5 minutos secava seus cabelos, agora, após o conserto, necessitará para secá-los de um tempo

A)igual, pois a potência elétrica no secador não se alterou.
B)menor, pois houve um aumento de potência elétrica no secador.
C)menor, pois houve uma diminuição de potência elétrica no secador.
D)maior, pois houve um aumento de potência elétrica no secador.
E)maior, pois houve uma diminuição de potência elétrica no secador.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

E
Resolução comentada

Originalmente, três resistores iguais em paralelo: $R_{eq}=\dfrac{R}{3}$. Agora, um resistor $R$ em paralelo com dois em série ($2R$): $R_{eq}=\dfrac{R\cdot2R}{R+2R}=\dfrac{2R}{3}$.

A tensão da rede é a mesma, e a potência é $P=\dfrac{U^{2}}{R_{eq}}$. Como a resistência equivalente dobrou, a potência caiu pela metade.

Para secar os cabelos é preciso fornecer a mesma energia, $E=P\,\Delta t$. Com metade da potência, o tempo é o dobro, cerca de 10 minutos, ou seja, maior.

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