FATEC 2018.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Questões de Física do Vestibular das Fatecs para o 1º semestre de 2018, aplicado em 14 de janeiro de 2018, com gabarito oficial e resolução comentada.

Q35
Mecânica — Cinemática escalar — Velocidade medida, velocidade considerada e multa pelo radar

Leia o texto para responder às questões de números 35 a 37.

Os dispositivos eletrônicos colocados em vias públicas, conhecidos como Radares Fixos (ou “pardais”), funcionam por meio de um conjunto de sensores dispostos no chão dessas vias. Os laços detectores (conjunto de dois sensores eletromagnéticos) são colocados em cada faixa de rolamento. Uma vez que motocicletas e automóveis possuem materiais ferromagnéticos, ao passarem pelos sensores, os sinais afetados são processados e determinadas duas velocidades. Uma entre o primeiro e o segundo sensor (1º laço); e a outra entre o segundo e o terceiro sensor (2º laço), conforme a figura.

Esquema de uma via com um carro que passa por três sensores no chão e é fotografado por câmeras

Essas duas velocidades medidas são validadas e correlacionadas com as velocidades a serem consideradas (VC), conforme apresentado na tabela parcial de valores referenciais de velocidade para infrações (art. 218 do Código de Trânsito Brasileiro – CTB). Caso essas velocidades verificadas no 1º e no 2º laço sejam iguais, esse valor é denominado velocidade medida (VM), e ele é relacionado à velocidade considerada (VC). A câmera fotográfica é acionada para registrar a imagem da placa do veículo a ser multado apenas nas situações em que esse esteja trafegando acima do limite máximo permitido para aquele local e faixa de rolamento, considerando os valores de VC.

Tabela parcial de velocidades referenciais: VM de 90, 81, 72, 63, 54 e 45 km/h correspondem a VC de 83, 74, 65, 56, 47 e 38 km/h

Considere que, em cada faixa de rolagem, os sensores estejam distantes entre si cerca de 3 metros e suponha que o carro da figura esteja deslocando-se para a esquerda e passe pelo primeiro laço com uma velocidade de 15 m/s, levando, portanto, 0,20 s para passar pelo segundo laço.

Se a velocidade limite dessa pista for 50 km/h, podemos afirmar que o veículo

A)não será multado, pois VM é menor do que a velocidade mínima permitida.
B)não será multado, pois VC é menor do que a velocidade máxima permitida.
C)não será multado, pois VC é menor do que a velocidade mínima permitida.
D)será multado, pois VM é maior do que a velocidade máxima permitida.
E)será multado, pois VC é maior do que a velocidade máxima permitida.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

B
Resolução comentada

Os dois laços dão a mesma velocidade, então $V_M=15\,\text{m/s}=15\cdot3{,}6=54\,\text{km/h}$.

Na tabela, $V_M=54\,\text{km/h}$ corresponde a $V_C=47\,\text{km/h}$.

O texto diz que a câmera só é acionada quando o veículo trafega acima do limite máximo considerando $V_C$. Como $47\,\text{km/h}<50\,\text{km/h}$, o veículo não é multado, ainda que $V_M$ seja maior que 50 km/h.

Q36
Óptica — Lentes esféricas — Vergência da lente da câmera fotográfica

Podemos aproximar o conjunto de lentes da câmera fotográfica representada na figura a uma única lente convergente. Considere que a distância entre essa lente e o veículo a ser fotografado seja de 25 cm, e que a distância entre essa lente e o sensor fotossensível (anteparo) na câmera seja de 5 cm.

Considere: $\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{p}+\dfrac{1}{p'}$, em que $f$ é a distância focal, $p$ é a distância objeto–lente e $p'$ é a distância imagem–lente.

Assinale a alternativa que apresenta o valor aproximado da vergência, em dioptrias, dessa lente.

A)0,05
B)0,20
C)5
D)20
E)25

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

D
Resolução comentada

A vergência é $V=\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{p}+\dfrac{1}{p'}$, com as distâncias em metros: $p=0{,}25\,\text{m}$ e $p'=0{,}05\,\text{m}$.

$$V=\frac{1}{0{,}25}+\frac{1}{0{,}05}=4+20=24\,\text{di}$$

O valor aproximado entre as alternativas é $20\,\text{di}$; a diferença decorre de a questão pedir um valor “aproximado”.

Q37
Eletromagnetismo — Indução eletromagnética — Detectores de metal e fem induzida

Ao passar pelos laços detectores, o veículo provoca uma perturbação no campo eletromagnético existente. Esse tipo de técnica de detecção pode ser comparado, por exemplo, aos detectores de metal dispostos em bancos, lojas e aeroportos.

Nesses dispositivos, o sinal é gerado através de uma

A)força eletromotriz induzida pela movimentação de um elemento ferromagnético.
B)força eletromotriz induzida pela movimentação de um elemento paramagnético.
C)força eletromotriz induzida pela movimentação de um elemento diamagnético.
D)corrente elétrica induzida pela movimentação de material qualquer.
E)corrente elétrica induzida pela movimentação de um material orgânico.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

A
Resolução comentada

O texto diz que automóveis têm materiais ferromagnéticos, que perturbam o campo magnético ao passar pelos sensores. A variação do fluxo magnético nas bobinas induz, pela lei de Faraday, uma força eletromotriz, e é essa fem que gera o sinal.

Materiais paramagnéticos e diamagnéticos perturbam o campo de modo desprezível, e um material orgânico não o perturba; além disso, a grandeza induzida diretamente é a fem, e a corrente só existe se o circuito for fechado.

Q38
Termologia — Transformações gasosas — Ciclo de um gás ideal no diagrama P × V

O gráfico apresenta o comportamento de um gás ideal em um processo cíclico que se inicia no ponto A.

Diagrama P (atm) por V (L) com o ciclo retangular A (2 L; 3 atm), B (6 L; 3 atm), C (6 L; 1 atm) e D (2 L; 1 atm), percorrido de A para B, de B para C, de C para D e de D para A

Com base no gráfico apresentado, podemos afirmar corretamente que

A)entre os pontos D e A ocorre transformação isocórica e o trabalho realizado pelo gás é negativo.
B)entre os pontos B e C ocorre transformação isocórica e o trabalho realizado pelo gás é nulo.
C)entre os pontos C e D ocorre transformação isobárica e o trabalho realizado pelo gás é nulo.
D)entre os pontos A e B ocorre transformação isocórica de compressão.
E)entre os pontos A e D ocorre transformação isobárica de expansão.

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

B
Resolução comentada

O ciclo é A→B→C→D→A. De A para B, a pressão é constante ($3\,\text{atm}$) e o volume vai de $2$ a $6\,\text{L}$: transformação isobárica com expansão. De B para C, o volume é constante ($6\,\text{L}$) e a pressão cai de $3$ a $1\,\text{atm}$: transformação isocórica. De C para D, a pressão é constante ($1\,\text{atm}$) e o volume diminui: isobárica com compressão. De D para A, o volume é constante ($2\,\text{L}$): isocórica.

Como $\tau=P\,\Delta V$, em uma transformação isocórica $\Delta V=0$ e o trabalho é nulo. Isso vale tanto de B para C quanto de D para A, o que elimina as afirmações que atribuem trabalho negativo ou nulo ao trecho errado.

Q39
Eletricidade — Análise dimensional — Unidade da permeabilidade magnética do vácuo

Os experimentos realizados pelos físicos franceses Jean-Baptiste Biot e Felix Savart, por volta de 1820, estabeleceram que a intensidade do vetor indução magnética, originado pela passagem de uma corrente elétrica por um fio condutor, pode ser dada pela equação

$$\Delta|\vec B|=\frac{\mu_0}{4\pi}\cdot\frac{i\cdot\Delta L\cdot\operatorname{sen}\theta}{r^{2}}$$

Se considerarmos que $\Delta|\vec B|$ está em tesla, $i$ está em ampère, $\Delta L$ e $r$ estão em metros, e $\theta$ em radianos, podemos dizer que a unidade de medida da constante de permeabilidade magnética do vácuo ($\mu_0$) é dada em

A)T·A·m²·rad/m
B)T·m²/A·rad·m
C)T·m/A·rad
D)T·m/A
E)T·m·A

Gabarito oficial — Centro Paula Souza

D
Resolução comentada

Isolando a constante, e como $4\pi$ e $\operatorname{sen}\theta$ são adimensionais:

$$\mu_0=\frac{4\pi\,r^{2}\,\Delta B}{i\,\Delta L\,\operatorname{sen}\theta}$$

Unidades: $\dfrac{\text{m}^2\cdot\text{T}}{\text{A}\cdot\text{m}}=\dfrac{\text{T}\cdot\text{m}}{\text{A}}$. O radiano não é uma unidade dimensional (é uma razão entre comprimentos), portanto não aparece na unidade final.

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