FÍSICA DADOS. 10 v som = 340 m/s T (K) = T( o C) s. 2 27) U = Q τ 30) A = = 0 45) ε = t 09) = constante 34) V AB 36) Instruções:

Transcrição

1 FÍSI DDOS m 9 N.m g = 0 k 0 = 9,0 0 s 8 m c = 3,0 0 v som = 340 m/s T (K) = 73 + T( o ) s 0) d = d 0 + v 0 t + at 3) τ = E c 5) Q = ml 37) eq = n 0) v = v 0 + at 4) F = kx 6) τ = P V 03) v = 0 v + a d 5) E p = kx 7) U = Q τ 38) 39) eq = V = i v r r T 04) ac = = ω 6) p = mv 8) = T 40) P = Vi r r r r r 9) = + V 4) P = i = 05) F = ma 7) I = F t = p f p p' m ε 06) P = mg 8) ρ = V p' I 4) i = 30) = = p O F 9) P = 3) 07) f a = µ N F = qq k 0 d 43) F = Bqvsen r θ r F mm 0) P = P 08) F = G 0 + ρgh 3) E = 44) F = BiLsenθ d q q - Φ 33) E = k T ) E = ρvg 0 45) ε = d t 09) = constante 3 d 0) τ = Fd cosθ ) P V = nt ) E p = mgh 3) PV P V 34) = 35) T T V B = V = k0 τ ΑΒ q q d + 46) Φ = Bcosθ n ) E c = mv 4) Q = mc T = T 36) q i = t Instruções: lgumas das questões de Física são adaptações de situações reais. lguns dados e condições foram modificados para facilitar o trabalho dos candidatos. essaltamos a necessidade de uma leitura atenta e completa do enunciado antes de responder à questão.

2 INTODUÇÃO No presente relatório foi realizado o cálculo de acertos parciais obtidos pelos candidatos segundo a sistemática de correção adotada pela OPEVE (a marcação de uma proposição incorreta invalida uma correta). Questão 0 O andaime suspenso (figura ), conhecido como máquina pesada ou trec trec, é indicado para serviços de revestimento externo, colocação de pastilhas, mármores, cerâmicas e serviços de pedreiro. Um dispositivo situado no andaime permite que o pedreiro controle o sistema de polias para se movimentar verticalmente ao longo de um prédio. figura mostra um andaime homogêneo suspenso pelos cabos, B, e D, que passam por polias situadas no topo do edifício e formam ângulos de 90 com o estrado do andaime. abo abo B abo abo D lado esquerdo T lado direito figura S figura Estrado hama-se: o peso do andaime de P r, e o seu módulo de P ; o peso de um pedreiro que está no andaime de P r P, e o seu módulo P P ; as tensões exercidas pelos cabos, B, e D no andaime de T r, T r B, Tr e Tr D, e seus módulos de T, T B, T e T D, respectivamente. onsiderando-se que o segmento de reta auxiliar ST passa pelo centro do estrado dividindo-o em duas partes de comprimentos iguais e que o andaime não apresenta qualquer movimento de rotação, assinale a(s) proposição(ões) OET(S). 0. T + T B + T + 0. T r + T r B + Tr T D = P + P P somente se o andaime estiver em repouso. + Tr D = ( P r + P r P ) se o andaime estiver descendo e acelerando. 04. T + T B = T + T D se o pedreiro estiver sobre o segmento de reta ST do estrado do andaime e o andaime estiver em movimento uniforme na vertical. 08. T + T D > T + T B somente se o pedreiro estiver mais próximo da extremidade direita do estrado do andaime, independentemente do andaime estar em movimento na vertical. 6. Se o pedreiro estiver mais próximo da extremidade esquerda do estrado do andaime e o andaime estiver em repouso, então T + T B > T + T D.

3 Gabarito: 8 ( ) Número de acertos: 973 (3,4%) acertos parciais: 60,9% Grau de dificuldade previsto: Difícil Grau de dificuldade obtido: Fácil Proposições ,0 0,9 74,0 47,7 70,8 questão envolve a compreensão e análise das leis de Newton em um movimento retilíneo. Verificou-se que praticamente a metade dos candidatos (49,0%) considerou a proposição 0 como correta não percebendo que T + T B + T + T D = P + P P sempre que o módulo da aceleração do andaime for igual a zero, o que ocorre tanto quando o andaime está em repouso, como quando está em movimento retilíneo uniforme. Também chamou a atenção a disparidade verificada no percentual de nas proposições corretas 08 (47,7%) e 6 (70,8%), tendo em vista que a diferença entre elas é que em uma o andaime está em movimento e na outra, em repouso. Tornou-se evidente que parte dos candidatos tem dificuldades na aplicação e na análise da a Lei de Newton em situações que envolvem sistemas em movimento.

4 Questão 0 Em relação ao conceito de trabalho, é OETO afirmar que: 0. quando atuam somente forças conservativas em um corpo, a energia cinética deste não se altera. 0. em relação à posição de equilíbrio de uma mola, o trabalho realizado para comprimi-la por uma distância x é igual ao trabalho para distendê-la por x. 04. a força centrípeta realiza um trabalho positivo em um corpo em movimento circular uniforme, pois a direção e o sentido da velocidade variam continuamente nesta trajetória. 08. se um operário arrasta um caixote em um plano horizontal entre dois pontos e B, o trabalho efetuado pela força de atrito que atua no caixote será o mesmo, quer o caixote seja arrastado em uma trajetória em ziguezague ou ao longo da trajetória mais curta entre e B. 6. quando uma pessoa sobe uma montanha, o trabalho efetuado sobre ela pela força gravitacional, entre a base e o topo, é o mesmo, quer o caminho seguido seja íngreme e curto, quer seja menos íngreme e mais longo. 3. o trabalho realizado sobre um corpo por uma força conservativa é nulo quando a trajetória descrita pelo corpo é um percurso fechado. Gabarito: 50 ( ) Número de acertos: 94 (,3%) acertos parciais: 9,3% Grau de dificuldade obtido: Médio Proposições Percentual 40,8 43,0 36, 49, 44,3 3,3 de questão enfoca o conceito de trabalho em situações diversas. Quatro das seis proposições apresentadas analisam o conceito de trabalho levando em conta o caráter conservativo ou não conservativo das forças envolvidas. Observou-se que a proposição 08, apesar de incorreta, foi a mais escolhida (49,%). Esta situação parece evidenciar que muitos candidatos não identificaram a força de atrito como uma força não conservativa cuja presença tem como conseqüência a não conservação da energia mecânica do corpo. Notou-se também que a proposição correta 3 obteve um percentual de de apenas 3,3%, o que, juntamente com o percentual de acerto total de,3% leva à conclusão de que os candidatos não dominam o conceito de trabalho. Questão 03 figura abaixo representa a trajetória de um planeta em torno do Sol. Esta trajetória é elíptica e os segmentos de reta entre os pontos e B e entre e D são, respectivamente, o eixo maior e o eixo menor da elipse. Esta figura está fora de escala, pois a excentricidade das órbitas planetárias é pequena e as suas trajetórias a- proximam-se de circunferências. Sol tabela abaixo apresenta dados astronômicos aproximados de alguns planetas: DISTÂNI MÉDI O SOL MSS IO MÉDIO Terra d TS m T T Saturno 0 d TS 95 m T 9 T Urano 0 d TS 4 m T 4 T Netuno 30 d TS 7 m T 4 T d TS : distância média da Terra ao Sol m T : massa da Terra T : raio da Terra ssinale a(s) proposição(ões) OET(S). D 0. O módulo da velocidade de um planeta quando passa por é maior do que quando passa por B. 0. O período de Urano é cerca de,8 vezes o período de Saturno. 04. O período de Netuno é de aproximadamente 5 anos. B

5 08. O módulo da força média que o Sol exerce sobre Saturno é cerca de nove vezes maior que o módulo da força média que o Sol exerce sobre a Terra. 6. O módulo da força que Urano exerce sobre um corpo na sua superfície é aproximadamente quatro vezes maior que o módulo da força que a Terra exerce sobre este corpo na sua superfície. onsiderando-se que todos os movimentos ocorrem em um mesmo plano vertical, assinale a(s) proposição(ões) que apresenta(m) o(s) par(es) de vetores p r e p r fisicamente possível(eis) p r p r p r p r Gabarito: 03 (0 + 0) Número de acertos: 7 (3,7%) acertos parciais: 7,9% Grau de dificuldade obtido: Difícil Proposições , 3,9 30,3 44,9 48, p r p r p = 0 p r questão aplica as leis de Kepler (a lei das áreas e a lei dos períodos) e a lei da Gravitação Universal ao movimento dos planetas em torno do Sol. s proposições apresentadas envolvem cálculos e todas as equações utilizadas constavam do formulário. pesar disso, o percentual de acerto total foi de somente 3,7%. Provavelmente, os candidatos não souberam lidar com grandezas ao quadrado e ao cubo como as que aparecem nas equações da lei dos períodos e da lei da Gravitação Universal, embora os dados da tabela fornecida fossem valores aproximados, de modo a facilitar as operações efetuadas. proposição 6, apesar de incorreta, foi a mais assinalada (48,6%). O fato da massa de Urano ser quatorze vezes maior do que a da Terra parece ter sido o elemento que tornou este item atraente, e os candidatos não observaram que esse não é o único fator que influencia o módulo da força de atração gravitacional que um planeta exerce sobre um objeto situado na sua superfície. Questão 04 Durante as festividades comemorativas da Queda da Bastilha, na França, realizadas em 4 de julho de 005, foram lançados fogos de artifício em homenagem ao Brasil. Durante os fogos, suponha que um rojão com defeito, lançado obliquamente, tenha explodido no ponto mais alto de sua trajetória, partindo-se em apenas dois pedaços que, imediatamente após a explosão, possuíam quantidades de movimento p r e p r. 6. p r p r Gabarito: 09 (0 + 08) Número de acertos: 34 (4,7%) acertos parciais: 8,% Grau de dificuldade previsto: Fácil Grau de dificuldade obtido: Difícil Proposições , 48,5 48,7 6, 33,9 questão envolve a compreensão e a aplicação da conservação da quantidade de movimento no movimento de um projétil. omo o rojão explode no ponto mais alto da trajetória, a quantidade de movimento resultante deve necessariamente ser horizontal, o que implica em estarem corretas as proposições 0 e 08. Um número expressivo de candidatos (6,%) concluiu que a proposição 0 estava correta, mas apenas 6,% dos candidatos assinalou a proposição 08 também como correta. Uma possível explicação é o fato de, na proposição 08, um dos pedaços do rojão estar com quantidade de movimento zero imediatamente após a explosão. Isso pode ter parecido estranho ou absurdo para a grande maioria dos candidatos não acostumados a lidar com situações desse tipo. No entanto, os percentuais de apresentados

6 nas proposições incorretas 0 (48,5%) e 04 (48,7%) e mesmo 6 (33,9%), proposições essas que envolvem quantidades de movimento resultantes verticais, deixam clara a dificuldade apresentada pelos candidatos na análise do movimento em duas dimensões e, em particular, na aplicação da conservação da quantidade de movimento. Questão 05 Um objeto colocado próximo de uma lente projeta uma imagem de altura três vezes maior que ele e invertida. distância entre o objeto e a imagem é de 40 cm. ssinale a(s) proposição(ões) OET(S). 0. distância entre o objeto e a lente é de 0 cm. 0. distância focal da lente é de 7,5 cm. 04. lente é convergente. 08. Uma lente divergente só pode formar imagens virtuais. 6. Uma lente convergente pode formar imagens reais e virtuais. Gabarito: 30 ( ) Número de acertos: 4 (3,0%) acertos parciais: 80,5% Grau de dificuldade previsto: Fácil Grau de dificuldade obtido: Fácil Proposições ,9 6,3 63,7 49,9 57,3 Para esta questão são necessários conhecimentos sobre óptica geométrica, em especial sobre a formação de imagens por uma lente esférica delgada. Observou-se, dentre as proposições corretas, que a 0, com 6,3%, obteve o menor percentual de. Uma possível explicação é que esta proposição exige cálculos que, apesar de bastante simples, envolvem três variáveis, o que deve ter dificultado sobremaneira o raciocínio de grande parte dos candidatos. Notou-se também que a proposição incorreta 0 teve um razoável percentual de freqüência que pode ser atribuído ao fato desses candidatos terem confundido a imagem produzida pela lente esférica com aquela produzida por um espelho plano. Surpreendeu, entretanto, que apenas 3% dos candidatos obteve acerto total na questão, uma vez que os conteúdos de óptica geométrica são bastante estudados no Ensino Médio, como o demonstra o alto percentual de acertos parciais. Questão 06 O gráfico abaixo representa a quantidade de calor absorvida por dois objetos e B ao serem aquecidos, em função de suas temperaturas. Q (cal) 400 Observe o gráfico e assinale a(s) proposição(ões) OET(S). 0. capacidade térmica do objeto é maior que a do objeto B. 0. partir do gráfico é possível determinar as capacidades térmicas dos objetos e B. 04. Pode-se afirmar que o calor específico do objeto é maior que o do objeto B. 08. variação de temperatura do objeto B, por caloria absorvida, é maior que a variação de temperatura do objeto, por caloria absorvida. 6. Se a massa do objeto for de 00 g, seu calor específico será 0, cal/g. Gabarito: 7 ( ) Número de acertos: 7 (9,9%) acertos parciais: 78,% Grau de dificuldade obtido: Fácil Proposições ,3 64,0 35,7 6,9 53,0 questão envolve, dentro dos conteúdos de termologia, a análise de um gráfico do calor absorvido em função da temperatura. Observando-se o quadro de freqüência das respostas, percebe-se que as proposições corretas obtiveram percentuais apreciáveis de, apresentando a proposição incorreta 04 um percentual de bem inferior às demais. Entretanto, tendo em vista o percentual de acerto total de 9,9%, conclui-se que a maioria dos candidatos não demonstrou um domínio completo dos conteúdos de termologia, mesmo sendo estes bastante estudados no Ensino Médio. B T ( )

7 Questão 07 Um corpo, de formato cúbico, tem massa igual a 0,08 kg e massa específica igual a 800 kg/m 3. Ele é mantido inicialmente submerso, em repouso, em um líquido de massa específica igual a 00 kg/m 3 também em repouso em um tanque. parte superior desse corpo está a uma distância d = 4 m da superfície do líquido, como está representado na figura abaixo. d Em um determinado instante, o corpo é solto e, após um certo intervalo de tempo, aflora à superfície do líquido. Desprezando qualquer tipo de atrito e desconsiderando a força de empuxo do ar sobre o corpo, assinale a(s) proposição(ões) OET(S). 0. O módulo da força de empuxo que o líquido exerce no corpo, na posição mostrada na figura acima, é maior que o módulo da força peso desse corpo. 0. Imediatamente após ser liberado, o corpo adquire um movimento retilíneo uniforme vertical para cima. 04. O trabalho realizado pela força de empuxo que o líquido exerce sobre o corpo, no percurso d, é igual a 4,8 J. questão envolve conhecimentos de hidrostática, principalmente aplicações do princípio de rquimedes. O percentual de freqüência verificado na proposição incorreta 0 (54,6%) demonstra que grande parte dos candidatos não analisou de forma correta o movimento que o corpo adquire logo após ser solto. Entenderam estes que ele se movimenta com velocidade constante, quando ao partir do repouso o objeto necessariamente deve ter alguma aceleração para que o movimento tenha início. lém disso, o percentual de relativamente baixo observado nas proposições corretas 04 (33,6%) e 6 (35,8%) pode ser explicado pelo fato de ambas envolverem algum tipo de cálculo, apesar de na proposição 6 somente ser necessário aplicar a definição de empuxo. O percentual de acerto total de 4,9% e de acertos parciais de 37% demonstra que a maioria dos candidatos não domina de maneira satisfatória os conteúdos de hidrostática envolvidos na questão. Questão 08 Uma placa de vidro eletrizada com carga positiva é mantida próxima a uma barra metálica isolada e carregada com carga +q, conforme mostra a figura abaixo. barra metálica suporte isolante placa de vidro Quando o corpo estiver flutuando livremente na superfície do líquido, terá /3 de seu volume submerso. 6. Um outro corpo, de volume igual ao do corpo, somente permaneceria em equilíbrio quando totalmente imerso nesse líquido se o seu peso tivesse módulo igual a, N. Gabarito: ( ) Número de acertos: 353 (4,9%) acertos parciais: 37,0% Grau de dificuldade previsto: Fácil Grau de dificuldade obtido: Médio Proposições ,9 54,6 33,6 47,5 35,8 É OETO afirmar que: 0. se a barra for conectada ao solo por um fio condutor, a placa de vidro for afastada e, a seguir, a ligação com o solo for desfeita, a barra ficará carregada negativamente. 0. se a barra for conectada ao solo por um fio condutor e, a seguir, for desconectada novamente, com a placa de vidro mantida próxima, a placa de vidro ficará neutra. 04. se a placa de vidro atrair um pequeno pedaço de cortiça suspenso por um fio isolante, pode-se concluir que a carga da cortiça é necessariamente negativa.

8 08. se a placa de vidro repelir um pequeno pedaço de cortiça suspenso por um fio isolante, pode-se concluir que a carga da cortiça é necessariamente positiva. 6. nas condições expressas na figura, a carga +q da barra metálica distribui-se uniformemente sobre toda a superfície externa da barra. Gabarito: 08 (08) Número de acertos: 684 (9,4%) acertos parciais: 0% Grau de dificuldade obtido: Difícil Proposições ,3 9, 55,4 70,9 34,9 questão envolve conhecimentos básicos de eletrostática, tais como o comportamento das cargas elétricas em condutores e isolantes, lei de oulomb e diferença de potencial. proposição correta 08 foi escolhida por 70,9% dos candidatos, mas o fato de a questão apresentar somente um item verdadeiro certamente contribuiu para o percentual de acerto total (9,4%) não ser maior e zerar os acertos parciais. omo apenas uma proposição era correta, só havia duas possibilidades: o candidato acertava ou errava a questão integralmente. Observou-se que um número significativo (55,4%) de candidatos, ao assinalar a proposição 04, evidenciou não perceber que a força de atração entre uma placa de vidro eletrizada e um pequeno pedaço de cortiça suspenso por um fio isolante ocorre também se a cortiça estiver neutra. Questão 09 No circuito mostrado na figura abaixo, é um amperímetro e I e I são interruptores do circuito. Suponha que os interruptores estejam fechados e que ε = V, ε = 5 V, = 3 Ω, = 9 Ω, r = Ω, r = Ω. B r r D I I ssinale a(s) proposição(ões) OET(S). 0. diferença de potencial entre e B é maior que o valor da força eletromotriz ε. 0. diferença de potencial entre e B é maior que o valor da força eletromotriz ε. 04. diferença de potencial entre D e E é igual à diferença de potencial entre F e E. 08. O amperímetro registra a mesma corrente, esteja com o interruptor I aberto ou fechado. 6. brindo-se o interruptor I, a diferença de potencial entre e B é igual ao valor da força eletromotriz ε. E F Gabarito: ( ) Número de acertos: 68 (3,7%) acertos parciais: 5,% Grau de dificuldade obtido: Fácil Proposições , 37,9 59,3 45,3 40,4

9 Nesta questão é necessária a aplicação de conceitos básicos de eletrodinâmica a um circuito simples de corrente contínua. Em três proposições, o candidato deveria fazer a distinção entre a diferença de potencial (ddp) e o valor da força eletromotriz (fem) nos terminais de um gerador, receptor ou circuito aberto. proposição correta 04 obteve o maior percentual da questão, mostrando que 59,3% dos candidatos percebeu que a associação dos resistores do circuito era em paralelo e que, em conseqüência, eles estavam submetidos à mesma ddp. Um número significativo de candidatos assinalou a proposição 08 (45,3%), indicando não perceber que a abertura do interruptor I ocasionava uma mudança na resistência equivalente da associação e, portanto, a corrente do circuito, registrada pelo amperímetro, se alterava. Questão 0 o fazer uma demonstração em uma aula experimental, um professor de Física introduz uma espira metálica retangular de lados a e b, com velocidade constante v r, em uma região onde há um campo magnético B r constante, perpendicular ao plano da espira, como mostra a figura abaixo. O trecho esquerdo da espira, de comprimento a, tem resistência e o restante dela tem resistência desprezível. lado esquerdo a ssinale a(s) proposição(ões) OET(S). 0. O sentido da corrente induzida na espira é horário. 0. transformação do trabalho mecânico realizado pelo professor em energia térmica na espira é explicada pelo princípio da conservação da energia. 04. O fluxo magnético dentro do plano da espira não varia, pois o campo magnético B r, na região, tem módulo constante. B r b v r lado direito 08. lei de Lenz, que determina o sentido da corrente induzida na espira, é uma conseqüência do princípio da conservação da energia. 6. tua sobre o fio esquerdo da espira, de re- sistência e comprimento a, uma força B a v magnética de módulo, direção horizontal e sentido da direita para a esquerda. Gabarito: ( ) Número de acertos: 445 (6,%) acertos parciais: 5,9% Grau de dificuldade previsto: Difícil Grau de dificuldade obtido: Médio Proposições ,6 50,9 40,6 50,7 35,3 Esta questão envolve a aplicação da lei de Faraday-Lenz, bem como o princípio da onservação da Energia, a uma situação de fluxo magnético variável em decorrência da introdução de uma espira dentro de uma região onde existe um campo magnético. Verificou-se que as proposições corretas obtiveram os maiores percentuais de. No entanto, os percentuais das proposições incorretas 04 (40,6%) e 6 (35,3%), juntamente com o percentual de acerto total de 6,%, mostraram que a grande maioria dos candidatos tem apenas um conhecimento parcial dos conteúdos envolvidos na questão. ONLUSÃO Observou-se na prova de Física que as questões com um maior número de proposições corretas tiveram, como era esperado, um maior percentual na soma dos acertos total e parciais do que o obtido nas questões com menor número de proposições corretas. lém desse fato, verificou-se que a grande maioria dos candidatos não tinha um domínio completo dos conteúdos de física que constam do programa do vestibular, de modo que acertou apenas parte das proposições apresentadas nas questões.