Provas Anteriores | UFABC 2007 · 1ª fase

Q21

Ondas — Acústica — Timbre dos instrumentos do Quatro Cordas

Anúncio: Auditório Tom Jobim apresenta Show Arpejos com o grupo Quatro Cordas, com desenhos de violão, harpa, violino e violoncelo.

O conjunto Quatro Cordas utiliza quatro importantes instrumentos de corda: o violão, o violino, o violoncelo e a harpa. No instante em que eles tocam a mesma nota de determinada oitava, com igual intensidade sonora, é possível identificar o som de cada instrumento porque apresenta diferente

A)volume.

B)freqüência.

C)timbre.

D)amplitude.

E)altura.

Gabarito

C

Resolução comentada

Mesma nota significa mesma frequência, ou seja, mesma altura. Igual intensidade significa mesmo volume e mesma amplitude.

O que muda de um instrumento para outro é a forma da onda, resultante dos harmônicos que cada um produz. Essa qualidade do som é o timbre.

Q35

Física moderna — Radioatividade — Emissões de núcleos radioativos

As questões 35 e 36 referem-se ao poema “A rosa de Hiroxima”, de Vinícius de Moraes, que consta do caderno de prova.

Uma rosa é radioativa quando tem núcleos atômicos com excesso de energia, os quais, para chegar a uma situação mais estável,

A)emitem partículas neutras.

B)compartilham elétrons com átomos vizinhos.

C)emitem ondas eletromagnéticas de baixa energia.

D)emitem radiações capazes de penetrar células vivas em diferentes profundidades.

E)emitem radiações capazes de ionizar células vivas, transformando-as em cátions e ânions.

Gabarito

D

Resolução comentada

Núcleos com excesso de energia emitem radiações alfa, beta e gama. Elas têm poder de penetração diferente: a alfa é pouco penetrante, a beta penetra mais e a gama atravessa grande espessura de matéria.

Por isso a emissão não é só de partículas neutras, e as ondas emitidas não são de baixa energia. Compartilhar elétrons é ligação química, não processo nuclear. A ionização das células não as transforma simplesmente em cátions e ânions.

Q36

Física moderna — Física nuclear — Produtos radioativos da bomba de Hiroxima

As questões 35 e 36 referem-se ao poema “A rosa de Hiroxima”, de Vinícius de Moraes, que consta do caderno de prova.

Além da enorme quantidade de energia produzida no momento da explosão da bomba em Hiroxima, restaram materiais altamente radioativos produzidos por reações de

A)fusão nuclear.

B)fissão nuclear.

C)combustão.

D)oxirredução.

E)polimerização.

Gabarito

B

Resolução comentada

A bomba de Hiroxima utilizava urânio. Nela, núcleos pesados são quebrados em núcleos menores quando atingidos por nêutrons.

Essa divisão do núcleo é a fissão nuclear. Os fragmentos formados são altamente radioativos. A fusão ocorre em bombas de hidrogênio e combustão, oxirredução e polimerização são reações químicas, que não alteram o núcleo.

Q37

Termologia — Calorimetria — Volume de água aquecido pela bomba de Hiroxima

Era 6 de agosto de 1945, 8h15 da manhã, no Japão, quando o Enola Gay, um bombardeiro B-29 americano lançou, contra a cidade de Hiroxima, o primeiro ataque atômico da história da humanidade, despejando sobre a cidade uma bomba atômica de 4 500 kg. A cidade foi arrasada, e 70 mil pessoas morreram nos primeiros segundos após a explosão. Até hoje, o número de mortos decorrentes dessa operação está sendo contabilizado, e já ultrapassou 250 mil.

Considere as seguintes afirmações:

a bomba de Hiroxima tinha um poder de explosão equivalente ao de 20 mil toneladas de TNT;
a explosão de uma tonelada de TNT libera 10⁹ calorias;
calor específico da água líquida = 1 cal/(g·°C);
densidade da água = 1 000 g/L.

Se toda a energia liberada na explosão da bomba de Hiroxima fosse utilizada para elevar em 2 °C a temperatura de um certo volume V de água, o valor de V, em litros, seria

A)1 mil.

B)100 mil.

C)1 milhão.

D)10 bilhões.

E)100 bilhões.

Gabarito

D

Resolução comentada

A energia liberada é:

$$Q=2\cdot10^{4}\cdot10^{9}=2\cdot10^{13}\ \mathrm{cal}$$

Pela calorimetria, com $\Delta T=2\ ^\circ\mathrm{C}$:

$$Q=m\,c\,\Delta T\ \Rightarrow\ m=\dfrac{2\cdot10^{13}}{1\cdot2}=10^{13}\ \mathrm{g}$$

Com densidade de 1 000 g/L:

$$V=\dfrac{10^{13}}{10^{3}}=10^{10}\ \mathrm{L}$$

São 10 bilhões de litros.

Q41

Mecânica — Lançamentos — Trajetória da bomba com resistência do ar

Inteligência não esperava retorno de Enola Gay. Lançada a bomba, a tripulação do B-29 assume tática evasiva, que permite seu retorno à base.

Supondo que a tripulação não realizasse a manobra evasiva e mantivesse o vôo em trajetória reta e horizontal com velocidade constante e, levando-se em conta a resistência do ar sobre o artefato nuclear, bem como o fato de que essa bomba não possuía sistema próprio de propulsão, a situação que melhor descreve a trajetória da bomba entre os instantes t₀ (lançamento) e t (momento da explosão) é:

A)

O avião vai de t0 para t, à esquerda. A bomba segue uma curva que termina à frente do avião, além da vertical da posição t.

B)

A bomba segue uma curva suave que termina exatamente na vertical da posição t do avião.

C)

A bomba segue uma curva que termina atrás do avião, à direita da vertical da posição t.

D)

A bomba cai em linha reta vertical a partir de t0, ficando muito atrás do avião.

E)

A bomba segue uma curva para a direita, além do ponto de lançamento, ficando muito atrás do avião.

Gabarito

C

Resolução comentada

Sem a resistência do ar, a bomba manteria a velocidade horizontal do avião e estaria sempre embaixo dele, descrevendo uma parábola.

Com a resistência do ar, a componente horizontal da velocidade diminui, e a bomba fica atrás do avião, que mantém a velocidade constante. Na vertical, a bomba acelera para baixo pela gravidade. A trajetória é uma curva que termina atrás do avião, mas ainda deslocada para a frente em relação à vertical do ponto de lançamento. A bomba não cai em linha reta nem recua em relação ao ponto de lançamento.

Q50

Ondas — Ondas — Razão entre comprimentos de onda de raios-X

Tirinha do Calvin: bombardeado por fótons de alta energia, Calvin é transformado num raio-X vivo; a condição facilita diagnósticos médicos, mas torna a presença dele à mesa uma provação nojenta; a comida é vista sendo triturada e engolida; o pai pede que ele mastigue de boca fechada.

Na tirinha, vemos Calvin transformado num raio-X vivo. Esse tipo de onda eletromagnética tem freqüência entre 10¹⁷ e 10¹⁹ Hz e foi descoberta em 1895 por Wilhelm Röntgen. Como todas as ondas eletromagnéticas, os raios-X viajam pelo vácuo com velocidade de 3,0 × 10⁸ m/s. Considere dois raios-X, com freqüências f₁ = 1,5 × 10¹⁸ Hz e f₂ = 3,0 × 10¹⁹ Hz. A razão entre os comprimentos de onda desses raios (λ₁/λ₂), no vácuo, vale

A)0,050.

B)0,50.

C)2,0.

D)4,5.

E)20.

Gabarito

E

Resolução comentada

No vácuo, as duas ondas têm a mesma velocidade $c$. Por $c=\lambda f$:

$$\lambda_1 f_1=\lambda_2 f_2\ \Rightarrow\ \dfrac{\lambda_1}{\lambda_2}=\dfrac{f_2}{f_1}$$

$$\dfrac{\lambda_1}{\lambda_2}=\dfrac{3{,}0\cdot10^{19}}{1{,}5\cdot10^{18}}=20$$

Q72

Mecânica — Cinemática — Chegada de atletas na maratona

São Paulo é palco da XIII Maratona Internacional. No dia três de junho de 2007, foi disputada a XIII Maratona Internacional de São Paulo, prova que em seus 42 195 m de percurso, reuniu, nessa edição, 10 500 participantes. Nessa prova, os primeiros a largar foram os cadeirantes, depois a elite feminina, a seguir a elite masculina e, por fim, a categoria geral.

Considere que num determinado momento dessa prova, a primeira colocada feminina (F) esteja correndo a 16 km/h e esteja 4000 m à frente do primeiro atleta masculino (M), que está a 18 km/h. Veja, ainda, na figura, que nesse momento, F está a 16 000 m da linha de chegada.

Esquema da pista: M com velocidade de 18 km/h, F a 4 000 m à frente de M, com velocidade de 16 km/h, e a linha de chegada a 16 000 m de F.

Considerando que as velocidades de M e F mantenham-se constantes, pode-se afirmar que

A)F atingirá a linha de chegada 400 s antes de M.

B)M atingirá a linha de chegada 400 s antes de F.

C)F e M atingirão juntos a linha de chegada.

D)quando F atingir a linha de chegada, M estará 400 m atrás dela.

E)quando M atingir a linha de chegada, F estará 400 m atrás dele.

Gabarito

A

Resolução comentada

F está a 16 km da linha de chegada e M está a 4 km atrás de F, ou seja, a 20 km:

$$t_F=\dfrac{16}{16}=1\ \mathrm{h}=3\,600\ \mathrm{s}$$

$$t_M=\dfrac{20}{18}=\dfrac{10}{9}\ \mathrm{h}=4\,000\ \mathrm{s}$$

A diferença é de 400 s, e F chega primeiro. Quando F chega, M ainda está a $18\cdot\dfrac{400}{3\,600}=2$ km da linha, e não a 400 m.

Q73

Mecânica — Cinemática — Velocidade do atleta entre dois postos

Durante uma prova de longa distância (maratona), um atleta se movimenta com velocidade constante. Sabendo-se que no instante zero ele passou pelo 1.º posto de observação, localizado no km 20, e 40 minutos depois passou pelo 2.º posto de observação, localizado no km 34, pode-se afirmar que a velocidade desse atleta no trecho compreendido entre os dois postos de observação foi de

A)14 km/h.

B)16 km/h.

C)17 km/h.

D)19 km/h.

E)21 km/h.

Gabarito

E

Resolução comentada

A distância entre os postos é $34-20=14\ \mathrm{km}$, percorridos em 40 min, que valem $\dfrac{2}{3}\ \mathrm{h}$:

$$v=\dfrac{\Delta s}{\Delta t}=\dfrac{14}{2/3}=21\ \mathrm{km/h}$$

Q79

Mecânica — Hidrostática — Empuxo em três bolas de mesmo diâmetro

Prefeituras permitem fácil acesso a piscinas públicas. Num belo dia de sol, três irmãos, André, Bernardo e Caetano, estão brincando na piscina de um clube. Cada um tem uma bola: André tem uma de plástico oca, Bernardo, uma de borracha maciça e Caetano tem uma de isopor maciça. Num dado momento, os três afundam completamente suas bolas na água. A bola de André recebe, então, um empuxo E_A, a de Bernardo, um empuxo E_B e a de Caetano, um empuxo E_C. Considerando que todas as bolas têm exatamente o mesmo diâmetro, é correto afirmar que

A)E_A < E_B < E_C.

B)E_C < E_A < E_B.

C)E_A = E_B = E_C.

D)E_A < E_C < E_B.

E)E_B < E_C < E_A.

Gabarito

C

Resolução comentada

O empuxo é dado por:

$$E=\rho_{L}\,V_{imerso}\,g$$

As três bolas estão totalmente imersas na mesma água e têm o mesmo diâmetro, logo o mesmo volume. O empuxo não depende da massa nem do material, então os três empuxos são iguais.

Q88

Óptica — Espelhos — Imagem em esfera metálica refletora

Fotografia de uma escultura em forma de esfera metálica espelhada, apoiada em um piso de pedras, em cuja superfície se vê a imagem de uma construção.

A escultura mostrada na figura encontra-se exibida no pátio do Museu Metropolitano de Arte de Tóquio. Trata-se de uma esfera metálica com um grande poder reflexivo, e nela vê-se a imagem de uma construção.

Foto: Ivan Jerônimo.

Com relação a essa imagem, pode-se afirmar que é

A)real e se forma na superfície da esfera.

B)real e se forma atrás da superfície espelhada da esfera.

C)virtual e se forma na superfície da esfera.

D)virtual e se forma atrás da superfície espelhada da esfera.

E)virtual e se forma na frente da superfície espelhada da esfera.

Gabarito

D

Resolução comentada

A superfície externa da esfera funciona como um espelho esférico convexo. Esse espelho forma, de objetos reais, imagens virtuais, direitas e menores.

Imagens virtuais se formam no prolongamento dos raios refletidos, e não onde a luz passa de fato. No espelho convexo, esse prolongamento fica atrás da superfície espelhada.

UFABC 2007 · 1ª fase — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova