Prova 3 Física. N ọ DE INSCRIÇÃO:

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1 Prova 3 QUESTÕES OBJETIIVAS -- VESTIIBULAR DE VERÃO N ọ DE ORDEM: NOME DO CANDIDATO: N ọ DE INSCRIÇÃO: IINSTRUÇÕES PARA A REALIIZAÇÃO DA PROVA. Cofira os campos N ọ DE ORDEM, N ọ DE INSCRIÇÃO e NOME, coforme o que costa a etiqueta fixada em sua carteira.. Cofira se o úmero do gabarito deste cadero correspode ao costate a etiqueta fixada em sua carteira. Se houver divergêcia, avise, imediatamete, o fiscal. 3. É proibido folhear o Cadero de Provas ates do sial, às 9 horas. 4. Após o sial, cofira se este cadero cotém 4 questões objetivas ( de cada matéria) e/ou qualquer tipo de defeito. Qualquer problema, avise, imediatamete, o fiscal. 5. O tempo míimo de permaêcia a sala é de horas após o iício da resolução da prova. 6. No tempo destiado a esta prova (4 horas), está icluído o de preechimeto da Folha de Respostas. 7. Trascreva as respostas deste cadero para a Folha de Respostas. A resposta correta será a soma dos úmeros associados às proposições verdadeiras. Para cada questão, preecha sempre dois alvéolos: um a colua das dezeas e um a colua das uidades, coforme exemplo ao lado: questão 3, resposta 9 (soma das proposições e 8). 8. Se desejar, trascreva as respostas deste cadero o Rascuho para Aotação das Respostas costate esta prova e destaque-o, para retirá-lo hoje, esta sala, o horário das 3h5mi às 3h3mi, mediate apresetação do documeto de idetificação do cadidato. Após esse período, ão haverá devolução. 9. Ao térmio da prova, levate o braço e aguarde atedimeto. Etregue ao fiscal este cadero, a Folha de Respostas e o Rascuho para Aotação das Respostas. Corte a liha potilhada.... RASCUNHO PARA ANOTTAÇÃO DAS RESPOSTTAS VESTTI IBULLAR DE VERÃO PROVA 33 N ọ DE ORDEM: NOME: UEM Comissão Cetral do Vestibular Uificado

2 Questão FÍSICA Com relação aos coceitos de campos e forças elétricas e magéticas, assiale o que for correto. ) Uma carga elétrica em movimeto cria, o espaço em toro dela, um campo elétrico e um campo magético. ) Uma carga elétrica em movimeto, em uma região do espaço ode existe um campo magético uiforme, sofre a ação de uma força magética que é perpedicular à direção de propagação da carga. 4) Os campos elétrico e magético associados a odas eletromagéticas são gradezas vetoriais, que o vácuo permaecem sempre paralelas uma a outra. 8) Um campo elétrico que iterage com cargas elétricas gera forças de atureza elétrica sobre essas cargas. 6) As lihas de força do campo magético formam circuitos abertos, idicado a existêcia de moopolos magéticos. Questão Sobre as leis de Kleper e a lei da Gravitação Uiversal, assiale o que for correto. ) A Terra exerce uma força de atração sobre a Lua. ) Existe sempre um par de forças de ação e reação etre dois corpos materiais quaisquer. 4) O período de tempo que um plaeta leva para dar uma volta completa em toro do Sol é iversamete proporcioal à distâcia do plaeta até o Sol. 8) O segmeto de reta traçado de um plaeta ao Sol varrerá áreas iguais, em tempos iguais, durate a revolução do plaeta em toro do Sol. 6) As órbitas dos plaetas em toro do Sol são elípticas, e o Sol ocupa um dos focos da elipse correspodete à órbita de cada plaeta. Questão 3 Sobre os feômeos de iterferêcia e difração de odas, assiale o que for correto. ) Em uma iterferêcia de duas odas mecâicas se propagado em uma corda, os potos que permaecem em repouso são chamados de atiodos. ) O feômeo da iterferêcia de odas pode ser etedido como cosequêcia do pricípio da superposição de odas e este, por sua vez, como cosequêcia do pricípio da coservação da eergia. 4) O experimeto de difração em feda dupla pode comprovar a atureza odulatória da luz. 8) Duas odas que se iterferem costrutivamete têm suas características físicas idividuais alteradas. 6) A difração é a propriedade que uma oda possui de cotorar um obstáculo, ao ser parcialmete iterrompida por ele. Questão 4 Um objeto real, direito, de 5 cm de altura, está localizado etre dois espelhos esféricos, um côcavo (R cm) e um covexo (R 3 cm), sobre o eixo pricipal desses espelhos. O objeto está a uma distâcia de 3 cm do espelho covexo e de cm do espelho côcavo. Com relação às características das images formadas os dois espelhos e ao aumeto liear trasversal, aalise as alterativas abaixo e assiale o que for correto. ) A imagem formada o espelho covexo é virtual, direita e meor que o objeto. ) As distâcias focais dos espelhos côcavo e covexo são, respectivamete, 5 cm e -5 cm. 4) O aumeto liear trasversal da imagem formada o espelho covexo é,5x. 8) O aumeto liear trasversal da imagem formada o espelho côcavo é 4x. 6) A imagem formada o espelho côcavo é real, ivertida e igual ao objeto. Vestibular de Verão/ Prova 3

3 Questão 5 Rascuho Aalise as alterativas abaixo e assiale o que for correto. ) Em uma colisão perfeitamete elástica, a eergia ciética e a quatidade de movimeto do sistema físico se coservam. ) Em uma colisão perfeitamete ielástica, os corpos se matêm jutos após a colisão. 4) Em uma colisão elástica etre dois corpos A e B, se a massa de A é m A e, ates da colisão, A possui a velocidade V Ai e B está em repouso, a quatidade de movimeto de B, após a colisão, será m A (V Ai - V Af ), sedo V Af a velocidade de A após a colisão. 8) Somete as colisões perfeitamete elásticas, a eergia ciética se coserva. 6) Um exemplo real de colisão perfeitamete elástica ocorre quado dois corpos colidem e apresetam deformações após a colisão. Questão 6 Aalise as alterativas abaixo e assiale o que for correto. ) kgf é o módulo da força com que o quilogramapadrão é atraído pela Terra, ao ível do mar e a 45 o de latitude. ) Uma gradeza vetorial é completamete caracterizada quado cohecemos seu módulo, direção e setido. 4) Quado um corpo está em repouso, é ecessária a ação de uma força sobre esse corpo, para colocá-lo em movimeto. 8) Um corpo somete está em equilíbrio, se ehuma força atuar sobre ele. 6) A massa de um corpo é a costate de proporcioalidade, etre o módulo resultate de forças que atuam esse corpo e o módulo da aceleração provocada o corpo, pela ação dessas forças. Vestibular de Verão/ Prova 3 3

4 Questão 7 Sobre os feômeos da eletrização e da idução eletrostática, assiale o que for correto. ) Um corpo metálico ão eletrizado possui úmero igual de cargas elétricas positivas e de cargas elétricas egativas. ) Um corpo metálico eletrizado positivamete possui excesso de prótos. 4) A idução eletrostática é a separação de cargas que acotece em um codutor eletricamete eutro, quado um corpo eletrizado é aproximado desse codutor, fazedo com que cargas iduzidas se acumulem em suas extremidades. 8) Um dielétrico ão pode ser polarizado por idução eletrostática. 6) Quado dois corpos são atritados, prótos são deslocados de um corpo para outro fazedo com que esses corpos fiquem eletrizados. Questão 8 Assiale o que for correto. ) A eergia itera total permaece costate em um sistema termodiâmico isolado. ) Quado um sistema termodiâmico recebe calor, a variação a quatidade de calor que este possui é positiva. 4) O trabalho é positivo, quado é realizado por um agete extero sobre o sistema termodiâmico, e egativo, quado é realizado pelo próprio sistema. 8) Não ocorre troca de calor etre o sistema termodiâmico e o meio, em uma trasformação adiabática. 6) Não ocorre variação da eergia itera de um sistema termodiâmico, em uma trasformação isotérmica. Questão 9 Para a costrução de uma máquia fotográfica simples, foram utilizadas uma câmara escura e uma lete. No iterior da câmara, em uma de suas faces verticais, é colocado um filme sesível à luz visível. Na face oposta ao filme, é colocada uma lete com ídice de refração maior que o ídice de refração do ar. A lete pode aida se afastar ou se aproximar do filme. De posse dessas iformações, aalise as alterativas abaixo e assiale o que for correto. ) Se a câmara for usada o ar, a lete pode ser divergete. ) Para obter images ítidas de um objeto ifiitamete afastado e imerso o ar, a distâcia etre o filme e a lete deve ser igual à distâcia focal da lete, se essa for uma lete covergete. 4) Quado um objeto imerso o ar se aproxima de uma distâcia ifiita à direção da câmara, a lete, que esse caso deve ser covergete, deve ser afastada do filme para a obteção de uma imagem ítida sobre o filme. 8) Quato maior for a distâcia etre o objeto imerso o ar e a lete, meor deve ser a distâcia focal de uma lete covergete, para que o objeto possa ser focalizado itidamete o filme. 6) Se essa máquia fotográfica for usada em um meio o qual o ídice de refração seja maior que o da lete, a lete utilizada pode ser divergete. Questão Assiale o que for correto. ) O volume de uma dada massa gasosa será iversamete proporcioal à pressão exercida sobre ela, se a temperatura desse gás for matida costate. ) Matida costate a pressão de uma massa gasosa, o volume dessa massa gasosa é diretamete proporcioal a sua temperatura absoluta. 4) O úmero de moléculas em volumes iguais de gases diferetes à mesma temperatura e pressão é o mesmo. 8) Não existe relação etre a eergia ciética das moléculas de um gás e a temperatura do gás. 6) A pressão exercida por um gás sobre as paredes do recipiete que o cotém é cosequêcia das cotíuas e icessates colisões das moléculas desse gás cotra as paredes do recipiete. Vestibular de Verão/ Prova 3 4

5 Questão Rascuho No circuito elétrico ilustrado a figura abaixo, o fio que liga os potos A e D possui resistêcia elétrica ula, R R 3 R /4 e ε ε 3 ε /4. Aalise-o cuidadosamete e assiale o que for correto. ) V A V D. ) ε e ε são fotes de força eletromotriz. ε ε ε 3 4) i. R + R + R 3 8) V B V A ε ir. 6) A soma algébrica das variações de potecial elétrico a malha é ula. Questão Um automóvel de. kg está trafegado em uma aveida, com velocidade de 54 km/h, e o istate em que o motorista percebe o semáforo vermelho, o cruzameto está 4 m à frete. Nesse istate, ele acioa fortemete os freios, ocasioado o travameto das rodas. Os coeficietes de atrito estático e ciético etre os peus e o asfalto são, respectivamete,,6 e,4. De posse dessas iformações, adotado g 9,8 m/s, aalise as alterativas abaixo e assiale o que for correto. ) O automóvel irá parar a aproximadamete m ates do cruzameto. ) O módulo da força de atrito, durate o processo de freagem, é 5.8 N. 4) A quatidade de movimeto do automóvel, ates do acioameto dos freios, é 3 x 4 kg.m/s 8) A eergia ciética do automóvel, ates do acioameto dos freios, é,5 x 4 J. 6) A força de atrito é sempre cotrária ao setido de deslocameto do automóvel, mesmo ates do acioameto dos freios. Vestibular de Verão/ Prova 3 5

6 Questão 3 Uma carga putual positiva, Q 5 x -6 C, está disposta o vácuo. Uma outra carga putual positiva, q x -6 C, é abadoada em um poto A, situado a uma distâcia d 3, cm da carga Q. Aalise as alterativas abaixo e assiale o que for correto. ) Quado q está em A, a força elétrica que Q exerce em q é N. ) O potecial elétrico gerado por Q em A é 5 x 5 V. 4) A difereça de potecial devido à carga Q etre um poto B, distate 6 cm de Q e a 3 cm do poto A, e o poto A é 7,5 x 5 V. 8) O trabalho realizado pela força elétrica gerada por Q sobre q, para levá-la de A até B, é J. 6) A variação da eergia potecial eletrostática da carga q, quado essa carga é liberada em A e se move até B, é ula. Questão 5 Aalise as alterativas abaixo e assiale o que for correto. ) O segudo postulado da teoria da Relatividade Restrita afirma que a velocidade da luz o vácuo tem o mesmo valor para todos os observadores, qualquer que seja seu movimeto ou o movimeto da fote. ) A eergia total relativística de um corpo é o produto da massa relativística desse corpo pela velocidade da luz o vácuo ao quadrado. 4) O êutro possui uma massa aproximadamete igual a do próto, mas ão possui carga elétrica. 8) Nas reações ucleares de trasmutação, a eergia total e a quatidade de movimeto ão são coservadas. 6) Os êutros, os prótos e os elétros são as úicas partículas elemetares da atureza. Questão 4 O parque de diversões Hopi Hari, o Estado de São Paulo, possui a quita maior motaha russa de madeira do mudo. A velocidade atigida pelo carriho, o poto mais baixo da primeira descida, chega a 8 km/h. Desprezado o atrito etre as rodas do carriho e os trilhos, bem como o atrito com o ar, e adotado g 9,8 m/s, é correto afirmar que ) se o carriho parte do repouso, a difereça de altura etre o poto mais baixo e o poto mais alto é de aproximadamete 46 m. ) se o carriho, que possui 4 assetos, estiver com todos esses assetos ocupados, a velocidade do carriho, o poto mais baixo da trajetória, será maior do que se somete metade dos assetos estiverem ocupados. 4) se a massa total dos ocupates somada a do carriho for. kg, a eergia ciética o poto mais baixo será 5,4 x 5 J. 8) se o tempo que o carriho leva, partido do repouso até o poto mais baixo, é de 5 s, a aceleração média do carriho é 8 m/s. 6) o trabalho realizado pela força gravitacioal que atua o carriho, durate a descida, é egativo. Questão 6 Assiale o que for correto. ) Codução térmica e radiação térmica são os úicos processos de trasferêcia de calor. ) caloria é a quatidade de calor ecessária para elevar a temperatura de g de água em ºC, o itervalo de 4,5 ºC a 5,5 ºC a atm. 4) Nehuma máquia térmica, operado em ciclos, pode retirar calor de uma fote e trasformá-lo itegralmete em trabalho. 8) O ciclo de Carot descreve o redimeto máximo de uma máquia térmica. 6) O pricípio de fucioameto de um refrigerador é baseado os processos de compressão e expasão de um gás. Vestibular de Verão/ Prova 3 6

7 Questão 7 Rascuho Cosiderado que um plaeta A possui vezes a massa e 4 vezes o diâmetro da Terra, assiale o que for correto. ) A aceleração gravitacioal a superfície do plaeta A é g, em que g é a aceleração gravitacioal a 8 superfície da Terra. ) A desidade do plaeta A é meor que a da Terra. 4) Se a velocidade agular de rotação do plaeta A for igual a da Terra, um dia o plaeta A tem 96 horas. 8) Se dois pêdulos simples idêticos forem colocados a metros da superfície, tato do plaeta A quato da Terra, os períodos de oscilação terão o mesmo valor. 6) Desprezado o atrito com os gases atmosféricos, se um objeto for solto da mesma altura com relação ao solo, a Terra e o plaeta A, os tempos de queda serão os mesmos. Questão 8 Com relação ao feômeo físico da refração, assiale o que for correto. ) Em um meio material, uiforme, homogêeo e que possui ídice de refração maior que o do ar, o ídice de refração é míimo para a luz violeta e máximo para a luz vermelha. ) Ao passar de um meio meos refrigete, A, para um meio mais refrigete, B, a luz que se propagar com maior velocidade, o meio B, sofrerá meor desvio com relação à ormal. 4) Prismas de refrigêcia que exploram o feômeo da refração podem ser usados em espectroscopia para a aálise de luzes moocromáticas. 8) A lei de Sell-Descartes afirma que, para cada par de meios e para cada luz moocromática que se refrata, o produto do seo do âgulo que o raio forma com a ormal e o ídice de refração do meio é costate. 6) Um raio de luz policromática, ao atravessar obliquamete o vidro plao e semitrasparete de uma jaela, sofrerá um desvio lateral que será tato maior quato maior for o ídice de refração do vidro da jaela. Vestibular de Verão/ Prova 3 7

8 Questão 9 Rascuho Com relação ao som e ao fucioameto dos istrumetos de sopro, assiale o que for correto. ) As frequêcias das odas estacioárias geradas em istrumetos de sopro são depedetes do comprimeto do tubo e da velocidade do som o ar. ) Quato maior o comprimeto de um tubo sooro, maior será a frequêcia fudametal de vibração das odas sooras estacioárias o iterior desse tubo. 4) A frequêcia fudametal de um tubo sooro, que possui uma das extremidades fechada, correspode à cofiguração de uma oda estacioária que possui um úico vetre. 8) Em tubos de extremidades abertas, as odas sooras que etram em ressoâcia em seu iterior fazem com que o ível de itesidade do som seja elevado para determiadas frequêcias. 6) No topo de uma motaha, ode o ar é mais rarefeito, a frequêcia fudametal de vibração o iterior de um tubo sooro de extremidades abertas ão se altera. Questão Sistemas domésticos de aquecimeto de água estão cada vez mais presetes os empreedimetos imobiliários. Esses sistemas são costituídos de uma uidade de aquecimeto que utiliza a radiação solar como fote de aquecimeto e de um reservatório de água. Cosidere um sistema desse tipo com volume total de 5 litros, que seja capaz de aumetar a temperatura desse volume de água em ºC a cada hora de exposição à luz solar. A temperatura iicial da água é de 3 ºC, e o sistema é exposto à luz solar das 8 às 8 horas. Desprezado a possível troca de calor do sistema com o meio ambiete, assiale o que for correto. ) A temperatura da água às 8 horas é 43 ºC. ) A quatidade de calor recebido pelos 5 litros de água até as 8 horas é x 7 cal. 4) Se ao meio dia, metade do volume de água for retirado e imediatamete reposto com água a 3 ºC, a temperatura de equilíbrio térmico é de aproximadamete 3 K. 8) A capacidade térmica dos 5 litros de água é x 5 cal/ºc. 6) Às oze horas, a temperatura da água é iferior a 35 ºF. Vestibular de Verão/ Prova 3 8

9 s s + + vt at v v + at v v + a s FR ma F C m v r P mg f a µn W E c Fdcosθ mv E p mgh E p W E c p mv kx I F t p τ ± P W t F G T π T π Fdse θ mm d L g m k Gm m U g d φ EScos θ E q σ S Q C T C mc ρ m V p FÍSICA Formulário e Costates s F A p p + ρgh E ρvg FORMULÁRIO L L ( + α t) Q ml pv RT Q mc t Φ KA (T T ) L Q W + U η T T W p V R W Q F qvbseθ qq F 4πε r F qe q V 4πε r V Ed W AB qv AB q i t V Ri R ρ A L f v l B d F µ V P Vi Ri R V ε ri F BiLseθ kε A C d q C V ( ) U C V B µ i πr φ B φ B U B ε c v BScos θ Li Li ΦB t seθ se f + R R f p + p' m p v λf p' E mc m m v c 3 T kr v± vr f f v v f f v l f v 4l θ CONSTANTES FÍSICAS G 6,6 Nm /kg K 9 9 Nm /C µ π 4 7 Tm/A c ρ 3 8 m/s água, g / cm 3 c água, cal/ g C cvapor d água,5 cal / g C L F (água) L V (água) cal 4,8 J 8 cal/ g 54 cal/ g atm L R,8 mol K atm,3 N/m 5 Vestibular de Verão/ Prova 3 9