Unitau 2014.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade de Taubaté

Demais cursos 2014.2 · Vestibular de Inverno · questões de Física (Q61–70) — resolução comentada Método TEF.

Q61
Óptica — Luz — Reflexão e refração

Um feixe de luz, ao incidir em uma superfície de separação de dois meios, pode sofrer três processos: reflexão, refração e absorção. Sobre esses três processos, é CORRETO afirmar que

A)a luz refratada é o retorno de um feixe luminoso que não passa de um meio para outro.
B)a luz refletida é a passagem do feixe luminoso de um meio para outro.
C)um corpo vermelho, iluminado por uma luz branca, absorve todas as cores.
D)a luz refletida é o retorno do feixe luminoso que não passa de um meio para outro.
E)a luz refratada é a passagem do feixe luminoso de um meio para outro, com alteração na sua frequência de emissão.

Gabarito do documento

D
Resolução comentada

Na reflexão, parte da luz retorna ao meio de onde veio. Na refração, parte é transmitida para o outro meio.

Na passagem entre meios, a frequência continua determinada pela fonte; velocidade e comprimento de onda podem mudar.

Um objeto visto como vermelho sob luz branca reflete ou transmite preferencialmente essa faixa, em vez de absorver todas as cores.

Alternativa correta: D.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 2
Reflexão, absorção e refração.
M · Matemática — 0
Sem operações.
E · Etapas — 1
Identificar retorno ao meio de origem.
C · Contexto — 1
Fronteira entre dois meios.
S · Sacada — 0
Definições usuais.
D · Distratores — 3
Troca de nomes e frequência na refração.
R · Relações — 0
Somente óptica.
Q62
Termologia — Transferência de calor — Isolamento térmico

Nos dias frios de inverno, as pessoas buscam usar roupas que reduzam a desconfortável sensação de frio. O conforto gerado pelo uso de roupas adequadas em um dia frio é devido

A)à redução da perda de temperatura para o meio ambiente.
B)à redução da perda de calor para o meio ambiente.
C)ao aumento da perda de temperatura para o meio ambiente.
D)ao aumento da perda de calor para o meio ambiente.
E)apenas ao contato da pele com um tecido mais grosso.

Gabarito do documento

B
Resolução comentada

Em um ambiente frio, o corpo tende a transferir energia para o meio. Roupas adequadas dificultam essa transferência.

A expressão correta é reduzir a perda de calor, isto é, a transferência de energia. Não se perde temperatura como se ela fosse uma quantidade de energia armazenada.

Alternativa correta: B.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 2
Isolamento e calor como transferência.
M · Matemática — 0
Sem cálculo.
E · Etapas — 1
Identificar efeito das roupas.
C · Contexto — 1
Corpo mais quente que ambiente.
S · Sacada — 0
Separar calor de temperatura.
D · Distratores — 3
Perda de temperatura como se fosse energia.
R · Relações — 0
Somente transmissão térmica.
Q63
Termologia — Dilatação volumétrica — Escala Celsius

Um cubo metálico é constituído de um material cujo coeficiente de dilatação linear é α. Os lados desse cubo são iguais a x quando o objeto está à temperatura de vinte e cinco graus centígrados. Quando a temperatura do cubo é aumentada em 40%, a variação do volume do cubo será de

A)$\Delta V=30\alpha x^3$
B)$\Delta V=40\alpha x^3$
C)$\Delta V=65\alpha x^3$
D)$\Delta V=10\alpha x^3$
E)$\Delta V=25\alpha x^3$

Gabarito do documento

A
Resolução comentada

A leitura numérica adotada pelas alternativas aplica 40% ao valor de 25 °C.

$$\Delta T=0{,}40\times25$$

$$\Delta T=10\,{}^\circ\mathrm C$$

Na aproximação de pequenas dilatações:

$$\beta\approx3\alpha$$

$$V_0=x^3$$

$$\Delta V=3\alpha x^3\times10$$

$$\Delta V=30\alpha x^3$$

Ressalva de linguagem: um percentual físico de temperatura absoluta deveria ser definido em kelvin; o resultado acima explicita a interpretação em Celsius usada no documento.

Alternativa correta: A.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 2
Dilatação volumétrica aproximada.
M · Matemática — 1
Percentual e produto simbólico.
E · Etapas — 2
Obter ΔT e usar β≈3α.
C · Contexto — 2
Percentual aplicado ao valor em Celsius.
S · Sacada — 1
Explicitar convenção da temperatura percentual.
D · Distratores — 2
40 e 65 confundem aumento e temperatura final.
R · Relações — 0
Somente dilatação.
Q64
Eletricidade — Energia elétrica — Potência e duração

Um aquecedor elétrico, cuja potência média é de 2 kW, permaneceu ligado ininterruptamente durante 8 horas. Considerando perfeitas todas as condições de tensão e de funcionamento do aparelho, a energia consumida pelo aparelho foi de

A)5,76 × 10⁴ kJ
B)12,56 × 10⁷ kJ
C)16,07 × 10³ kJ
D)96,70 × 10⁷ kJ
E)36,36 × 10⁴ kJ

Gabarito do documento

A
Resolução comentada

A energia consumida é:

$$E=P\Delta t$$

$$E=2\times8$$

$$E=16\,\mathrm{kWh}$$

Como 1 kWh corresponde a 3600 kJ:

$$E=16\times3600$$

$$E=57600\,\mathrm{kJ}$$

$$E=5{,}76\times10^4\,\mathrm{kJ}$$

Alternativa correta: A.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 1
Consumo de energia elétrica.
M · Matemática — 2
Converter kWh em kJ.
E · Etapas — 2
Multiplicar potência por tempo e converter.
C · Contexto — 1
2 kW e oito horas.
S · Sacada — 0
Fator 3600 para kWh em kJ.
D · Distratores — 2
Erros de expoentes.
R · Relações — 0
Somente energia elétrica.
Q65
Eletricidade — Resistores — Associação mista

A figura abaixo mostra três resistências elétricas em um circuito alimentado por uma tensão constante V. Sabendo que todas as resistências são de R=4Ω, o valor da resistência única (resistência equivalente) que poderia substituir as três resistências do circuito é de

Eletricidade — Resistores — Associação mista: ilustração original da questão 65; medidas e condições descritas no enunciado.
A)4Ω
B)6Ω
C)9Ω
D)10Ω
E)12Ω

Gabarito do documento

B
Resolução comentada

Os dois resistores ligados aos mesmos nós estão em paralelo.

$$R_p=\frac{4\times4}{4+4}$$

$$R_p=2\,\Omega$$

O terceiro resistor está em série com essa associação.

$$R_{\mathrm{eq}}=4+2$$

$$R_{\mathrm{eq}}=6\,\Omega$$

Alternativa correta: B.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 2
Associação mista de resistores.
M · Matemática — 1
Paralelo de iguais e soma.
E · Etapas — 2
Reduzir paralelo e somar série.
C · Contexto — 2
Reconhecer nós apesar do desenho.
S · Sacada — 1
Identificar tensão comum no paralelo.
D · Distratores — 3
12 Ω soma os três em série.
R · Relações — 0
Somente eletrodinâmica.
Q66
Mecânica — Gravitação — Massa e peso

Sabe-se que a aceleração local gravitacional lunar é de 1,6 m/s2. O peso de um objeto na superfície da Terra, onde o campo gravitacional local é de aproximadamente 10 m/s2, é de 30 N. Nesse caso, é CORRETO afirmar que o peso desse mesmo corpo na superfície da Lua seria de

A)10,0 N
B)20,0 N
C)15,0 N
D)30,0 N
E)4,80 N

Gabarito do documento

E
Resolução comentada

Na Terra, a massa do objeto é:

$$m=\frac{P_T}{g_T}$$

$$m=\frac{30}{10}$$

$$m=3\,\mathrm{kg}$$

Na Lua, a mesma massa apresenta peso:

$$P_L=mg_L$$

$$P_L=3\times1{,}6$$

$$P_L=4{,}80\,\mathrm N$$

Alternativa correta: E.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 1
Massa invariável e peso local.
M · Matemática — 1
Divisão e produto.
E · Etapas — 2
Obter massa e peso lunar.
C · Contexto — 1
30 N é peso e não massa.
S · Sacada — 0
Usar mesma massa nos dois astros.
D · Distratores — 3
30 N conserva indevidamente o peso.
R · Relações — 0
Somente gravitação.
Q67
Mecânica — Cinemática — Função horária linear

Um objeto desloca-se sobre a superfície da Terra, plana para esse movimento. O movimento desse objeto é descrito, por um observador inercial, pela equação x(t) = 5 + 8t, em que x é a posição (medida em metros) do objeto em relação ao observador que se encontra em repouso, e t é o tempo (medido em segundos) cronometrado pelo mesmo observador. Sobre o movimento, é CORRETO afirmar que

A)no instante de tempo t = 3s, o objeto estava a uma velocidade de 8 m/s em relação ao observador.
B)no instante de tempo t = 3s, o objeto estava na posição de 30 m em relação ao observador.
C)no instante de tempo t = 0s, o objeto estava na posição de 8 m em relação ao observador.
D)no instante de tempo t = 0s, o objeto estava a uma velocidade de 5 m/s em relação ao observador.
E)no instante de tempo t = 10s, o objeto estava com uma aceleração de 5 m/s2 em relação ao observador.

Gabarito do documento

A
Resolução comentada

A função é da forma do movimento retilíneo uniforme.

$$x=x_0+vt$$

Comparando os coeficientes:

$$x_0=5\,\mathrm m$$

$$v=8\,\mathrm{m/s}$$

A velocidade vale 8 m/s também em t=3 s. Nesse instante:

$$x(3)=5+8\times3$$

$$x(3)=29\,\mathrm m$$

A aceleração é nula.

Alternativa correta: A.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 1
Coeficientes do movimento uniforme.
M · Matemática — 1
Leitura linear e substituição simples.
E · Etapas — 1
Extrair velocidade e conferir posição.
C · Contexto — 1
Posição 5+8t em SI.
S · Sacada — 0
Distinguir coeficiente linear e angular.
D · Distratores — 3
Trocas entre posição inicial, velocidade e aceleração.
R · Relações — 0
Somente cinemática.
Q68
Eletricidade — Campo elétrico — Carga puntiforme

Uma partícula de dimensões desprezíveis tem carga de 8,00 nC e está no vácuo. Adotando a constante eletrostática k=9×10⁹ N·m²/C², qual é a intensidade do campo elétrico a 0,5 m do centro da partícula?

A)300,0 N/C
B)288,0 N/C
C)250,0 N/C
D)220,7 N/C
E)320,2 N/C

Gabarito do documento

B
Resolução comentada

O módulo do campo elétrico de uma carga puntiforme é:

$$E=\frac{kq}{r^2}$$

Convertendo a carga:

$$q=8{,}00\times10^{-9}\,\mathrm C$$

Substituindo os valores:

$$E=\frac{9\times10^9\times8\times10^{-9}}{0{,}5^2}$$

$$E=288\,\mathrm{N/C}$$

Alternativa correta: B.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 1
Campo de carga puntiforme.
M · Matemática — 2
Prefixo nano e distância ao quadrado.
E · Etapas — 2
Converter carga e substituir.
C · Contexto — 1
Distância de 0,5 m.
S · Sacada — 0
Não confundir campo com força.
D · Distratores — 2
Valores próximos mas sem estrutura conceitual forte.
R · Relações — 0
Somente eletrostática.
Q69
Mecânica — Energia — Energia potencial gravitacional

Uma bola de 1 kg é levantada na vertical, por um garoto, à altura de 2 metros. Adote a aceleração gravitacional local na superfície da Terra como 10 m/s2 e considere desprezíveis as dimensões da bola. Determine a energia potencial da bola nessa altura de 2 metros.

A)10,0 joules
B)20,0 joules
C)10,0 joule/s
D)21,2 joules
E)20,0 joule/s

Gabarito do documento

B
Resolução comentada

Adotando energia potencial nula no nível inicial do solo:

$$U_g=mgh$$

$$U_g=1\times10\times2$$

$$U_g=20\,\mathrm J$$

A unidade é joule. Joule por segundo seria unidade de potência.

Alternativa correta: B.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 1
Energia potencial gravitacional.
M · Matemática — 1
Produto 1 vezes 10 vezes 2.
E · Etapas — 1
Uma aplicação.
C · Contexto — 1
Nível inicial como referência.
S · Sacada — 0
Usar energia e não potência.
D · Distratores — 2
20 J e 20 J/s diferem pela grandeza.
R · Relações — 0
Somente energia mecânica.
Q70
Ondas — Ondas eletromagnéticas — Comprimento no vácuo

Uma onda eletromagnética propaga-se no vácuo com a velocidade da luz c = 3,0 × 10⁸ m/s. Pode-se dizer que uma onda se propagando no vácuo com frequência de 10 hertz tem um comprimento de

A)6 × 10⁷ m
B)3 × 10⁷ m
C)1 × 10⁷ m
D)5 × 10⁶ m
E)4 × 10⁸ m

Gabarito do documento

B
Resolução comentada

No vácuo, aplicamos a relação fundamental das ondas.

$$c=\lambda f$$

$$\lambda=\frac{3{,}0\times10^8}{10}$$

$$\lambda=3{,}0\times10^7\,\mathrm m$$

Alternativa correta: B.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 1
Relação c=λf.
M · Matemática — 1
Dividir potência de dez por dez.
E · Etapas — 1
Uma aplicação.
C · Contexto — 1
Onda no vácuo.
S · Sacada — 0
Nenhuma estratégia adicional.
D · Distratores — 1
Alternativas de escala pouco estruturadas.
R · Relações — 0
Somente ondas.
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