PROCESSO SELETIVO 2006 QUESTÕES OBJETIVAS

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1 3 PROCESSO SELETIVO 006 QUESTÕES OBJETIVAS FÍSICA 0 - Um trem de passageiros executa viagens entre algumas estações. Durante uma dessas viagens, um passageiro anotou a posição do trem e o instante de tempo correspondente e colocou os dados obtidos no gráico abaixo: x (km) t (h) Com base no gráico, considere as seguintes airmativas: I. Nessa viagem, o trem pára em quatro estações dierentes. II. O trem retorna à primeira estação após oito horas de viagem. III. O trem executa movimento uniorme entre as estações. IV. O módulo da velocidade do trem, durante a primeira hora de viagem, é menor do que em qualquer outro trecho. Assinale a alternativa correta. *) Somente as airmativas II e III são verdadeiras. -) Somente as airmativas I e II são verdadeiras. -) Somente as airmativas I e III são verdadeiras. -) Somente as airmativas II e IV são verdadeiras. -) Somente as airmativas III e IV são verdadeiras. I. O trem pára apenas em dois momentos: entre t = h e t = h e entre t = 4h e t = 5h. Falsa. II. Quando t = 0, x = 0 e quando t = 8h, x = 0. Verdadeira. III. Essa airmação é extremamente ambígua, pois alta o examinador especiicar entre quais estações ele deseja saber se o movimento é ou não uniorme. Se or considerado entre duas estações consecutivas, o movimento do trem é sempre uniorme. Se or considerado entre duas estações quaisquer, ocorrem mudanças no módulo da sua velocidade e, portanto, o movimento não pode ser considerado uniorme. De acordo com o gabarito oicial, podemos perceber que o examinador estava considerando a primeira hipótese. Falsa ou verdadeira, dependendo da interpretação. IV. Pela inclinação dos trechos do gráico, percebemos que, entre t = h e t = 4h, o módulo da velocidade do trem é menor que o módulo da velocidade dele na primeira hora de viagem. Falsa.

2 4 0 - Em uma prova de atletismo conhecida como arremesso de peso, um atleta realiza um lançamento tal que o peso, ao deixar sua mão, tem uma velocidade inicial v 0 que orma um ângulo θ 0 com a horizontal. Desprezando-se o eeito da resistência do ar, é correto airmar: *) A altura máxima atingida pelo peso depende do quadrado da componente vertical da velocidade inicial. -) A energia mecânica do peso é dada por mgh, sendo h a posição vertical instantânea em que o peso se encontra. -) A energia cinética é constante durante o movimento. -) As componentes vertical e horizontal do vetor posição descrevem o mesmo tipo de movimento. -) A energia potencial é constante durante o movimento. A altura máxima pode ser calculada pela equação de Torricelli (v y = v oy +. a. s) aplicada com a componente vertical da velocidade. No ponto mais alto da trajetória, v y anula-se, assim: 0 = v oy +.( g). h h = v oy. Podemos, então, airmar que a altura máxima atingida depende do quadrado da g componente vertical da velocidade inicial As leis sobre o movimento dos planetas, que transormaram a compreensão do sistema solar, e a crença de que o Universo obedece a leis exatas e simples oram os legados deixados por Kepler e Newton. Considere as seguintes airmativas sobre a orça de atração gravitacional e o movimento de satélites. I. A constante gravitacional universal no SI pode ser expressa em m 3 s - kg -. II. A orça resultante sobre um satélite geoestacionário é nula. III. Usando os dados de um satélite que se encontra em uma órbita de raio aproximadamente igual a seis vezes o raio da Terra, é possível obter o período de um outro satélite artiicial que se encontra em uma órbita de raio igual a duas vezes o raio da Terra. IV. Um satélite artiicial encontra-se em uma órbita de raio igual a três vezes o raio da Terra. A aceleração da gravidade na posição onde se encontra o satélite é menor que a aceleração na superície da Terra. Assinale a alternativa correta. *) Somente as airmativas I, III e IV são verdadeiras. -) Somente as airmativas I e II são verdadeiras. -) Somente as airmativas I e IV são verdadeiras. -) Somente as airmativas II e IV são verdadeiras. -) Somente as airmativas II e III são verdadeiras. I. A lei de Newton da gravitação universal enuncia que: F = G.M.m d. Sendo assim, se isolarmos a constante universal de gravitação (G), o resultado encontrado será G = F.d. Escrevendo as unidades para as grandezas envolvidas no M.m cálculo de G, obtemos: [G] = N.m [G] = kg.m.s m. [G] = m 3.s.kg. Verdadeira kg kg II. Se a resultante osse nula, o satélite aria um MRU. Falsa III. Isso é possível pela Lei dos Períodos de Kepler : T = T 3 3. Verdadeira R R IV. Quanto mais longe um objeto se encontra da superície da Terra, menor a inluência gravitacional que a Terra exerce sobre ele, ou seja, menor o módulo da aceleração da gravidade no local em que ele se encontra. Verdadeira.

3 Um técnico de laboratório comprou uma mola com determinada constante elástica. Para conirmar o valor da constante elástica especiicada pelo abricante, ele ez o seguinte teste: ixou a mola verticalmente no teto por uma de suas extremidades e, na outra extremidade, suspendeu um bloco com massa igual a 0 kg. Imediatamente após suspender o bloco, ele observou que este oscilava com reqüência de Hz. Com base nesses dados, o valor da constante elástica vale: *) 60 π N/m. -) 6 π N/m. -),6 π N/m. -) (6 π) N/m. -) 0,6 π N/m. = Hz m = 0 kg T = T = s T = π m k = 0 π K 4 = 4π. 0 K K = 4. 4π. 0 K = 60π N/m

4 O gás que circula num compressor de geladeira executa um ciclo termodinâmico no sentido anti-horário como o apresentado na igura abaixo: p (atm) 5 0 A C 5 B V (dm 3 ) Sabendo que a transormação C é adiabática, considere as seguintes airmativas: I. A transormação A ocorre a volume constante e nenhum trabalho é realizado. II. A transormação B é isobárica e o meio externo realiza trabalho sobre o gás. III. Não há trocas de calor na transormação C. IV. A temperatura na transormação C é constante. Assinale a alternativa correta. *) Somente as airmativas I e III são verdadeiras. -) Somente as airmativas I e II são verdadeiras. -) Somente as airmativas II e IV são verdadeiras. -) Somente as airmativas I, II e III são verdadeiras. -) Somente as airmativas III e IV são verdadeiras. I. Verdadeira II. Falsa. O gás realiza trabalho sobre o meio externo. III. Verdadeira, pois é adiabática. IV. Falsa, pois ocorre aquecimento Os morcegos se orientam e encontram suas presas emitindo, de suas narinas, ondas ultra-sônicas e recebendo as ondas reletidas. Para detectar uma presa, na mais completa escuridão, o morcego emite ondas numa certa reqüência E, que são reletidas pela presa e voltam para ele com outra reqüência D. O morcego ajusta a reqüência emitida até que a recebida seja de 80 khz, que corresponde ao máximo de sensibilidade para a audição de um morcego. Dessa orma, ele pode tanto calcular a posição quanto a velocidade da presa. Considerando a velocidade do som no ar igual a 340 m/s, é correto airmar: *) Se a presa produzir suas próprias ondas ultra-sônicas pode conundir o sistema de detecção do morcego e assim salvar sua vida. -) Ondas ultra-sônicas são ondas sonoras com reqüências mais baixas que as detectadas pelo ouvido humano. -) Se uma mariposa estiver voando de encontro ao morcego, a reqüência detectada pelo morcego será menor que a emitida por ele. -) Para a reqüência de máxima sensibilidade de recepção, o comprimento de onda vale 4,5 m. -) Se o morcego está em repouso e uma mariposa está se aastando dele, do ponto de vista do morcego, o comprimento de onda detectado será menor do que o da onda emitida por ele. Caso a presa também emita ondas ultra-sônicas, não será possível obter um bom desempenho do sistema de ecolocalização do morcego. Ondas ultra-sônicas são ondas sonoras com reqüências mais altas que as detectadas pelo ouvido humano, geralmente acima de Hz. Havendo aproximação entre a mariposa e o morcego, a reqüência detectada será maior (eeito Doppler). v = λ. 340 = λ λ = 4, m No aastamento, a reqüência será menor e o comprimento de onda será maior (Doppler).

5 Em certas moléculas, o centro de cargas positivas não coincide com o centro de cargas negativas, originando uma distribuição chamada de dipolo elétrico. A presença desses dipolos nos materiais é responsável pelo uncionamento de muitos dispositivos utilizados pela tecnologia moderna. Um modelo simples para um dipolo elétrico consiste de duas cargas de mesmo módulo e sinais opostos, separadas por uma determinada distância. Com relação ao dipolo, é correto airmar: *) O plano perpendicular à linha que une as duas cargas e passa pelo ponto médio é uma superície eqüipotencial. -) O módulo do campo elétrico no ponto médio da reta que une as duas cargas é nulo. -) O potencial elétrico no ponto médio da reta que une as duas cargas é nulo. -) Se uma carga positiva or colocada no ponto médio do dipolo, ela permanecerá em repouso. -) O campo elétrico produzido por um dipolo é uniorme. Nesta questão existem duas respostas corretas: O potencial no ponto m é nulo, pois o potencial resultante no ponto m é uma soma algébrica dos potenciais produzidos pelas cargas Vm = V + V Vm = kq k( q) + Vm = 0 d d Então, temos duas respostas corretas: a ª e a 3ª Em uma construção, é utilizado um motor de corrente contínua para elevar baldes contendo argamassa, conorme a igura abaixo. O motor unciona sob uma tensão de 0 V e o seu rendimento é de 70%. Supondo-se que um balde de argamassa possua 8 kg e que esteja sendo elevado à velocidade constante de 0,5 m/s, considerando-se a aceleração da gravidade igual a 0 m/s, o módulo da intensidade de corrente elétrica no motor é: *) 0 A. -) 4 A. -) 7,0 A. -) 4,9 A. -) 0,7 A. U = 0V n = 70% Dados: m = 8kg v = 0,5 m/s g = 0 m/s P = F. v P = m. g. v P = ,5 P = 40 W 40W 70% P TOTAL 00% P TOTAL = 00 W P = U. i 00 = 0. i i = 0 A

6 O movimento de partículas carregadas em campos magnéticos é explicado a partir do conceito de orça magnética, desenvolvido por H. Lorentz e outros ísicos. Sobre o conceito de orça magnética, é correto airmar: *) Se uma partícula carregada entrar num campo magnético uniorme, de tal orma que sua velocidade inicial seja perpendicular ao campo, então sua trajetória será um círculo cujo raio é inversamente proporcional ao módulo da carga. -) A direção da orça magnética sobre uma partícula carregada é sempre paralela à direção do campo magnético e perpendicular à direção da velocidade da partícula. -) Quando dois ios retilíneos muito longos e paralelos, separados por uma distância d, conduzirem correntes elétricas de mesma intensidade e de mesmo sentido, aparecerá uma orça magnética repulsiva entre eles. -) Entre duas partículas carregadas em movimento somente atuam orças magnéticas. -) Se um condutor retilíneo de comprimento L, que conduz uma corrente elétrica i, or colocado numa região onde existe um campo magnético uniorme de módulo B, a orça magnética sobre o condutor será mínima quando o condutor estiver numa direção perpendicular à do campo magnético. Fm = F Rc qbv sen α = mv R R = mv qb Quando uma partícula carregada entra num campo magnético uniorme, com velocidade perpendicular ao campo, o raio é inversamente proporcional ao módulo da carga. Obs.: A rigor a trajetória não é um círculo como cita o enunciando, e sim uma circunerência. 0 - Um objeto colocado a 6 cm de um espelho esérico orma uma imagem virtual a 0 cm do vértice do espelho. Com base nesses dados, a distância ocal do espelho é: *) 5 cm. -) 60 cm. -) -5 cm. -) -3,8 cm. -) 3,8 cm. p = 6cm p = 0 cm (virtual) = + p p = 6 = = = 5 cm (espelho côncavo)