UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO

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1 UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO Acesso ao Ensino Superior Maiores de 23 Prova Específica de Física 2015 Duração da Prova: 1h:30min Tolerância: 30 min Data: 2015/06/05 Utilize apenas caneta ou esferográfica de tinta indelével, azul ou preta. Pode utilizar régua, esquadro, transferidor e máquina de calcular científica. Não é permitido o uso de corretor. Em caso de engano, deve riscar de forma inequívoca aquilo que pretende que não seja classificado. Escreva de forma legível a numeração dos itens, bem como as respetivas respostas. As respostas ilegíveis ou que não possam ser claramente identificadas são classificadas com zero pontos. Para cada item, apresente apenas uma resposta. Se escrever mais do que uma resposta a um mesmo item, apenas é classificada a resposta apresentada em primeiro lugar. Para responder aos itens de escolha múltipla, escreva, na folha de respostas: o número do item; a letra que identifica a única opção escolhida. Nos itens de construção de cálculo, apresente todas as etapas de resolução, explicitando todos os cálculos efetuados e apresentando todas as justificações e/ou conclusões solicitadas. As cotações dos itens encontram-se no final do enunciado da prova. A ortografia dos textos e de outros documentos segue o Acordo Ortográfico de Prova de Física Página 1/5

2 Grupo I 1. Um corpo com massa de 65 kg é arrastado ao longo de uma superfície horizontal plana, por ação de uma força constante, cuja intensidade é de 200 N e faz um ângulo de 30º com a horizontal. A força de atrito entre o corpo e a superfície de contacto é de 70 N. a) Represente e identifique na figura todas as forças que atuam no sistema; b) Determine o valor da aceleração adquirida pelo corpo; c) Admitindo que o corpo parte do repouso determine o tempo que este leva a atingir a velocidade de 10 m s Num baloiço, uma criança de 50 kg eleva-se a uma altura de 1,3 m em relação ao solo. Considere a aceleração da gravidade gg = 10 m s 2. a) Qual o valor da sua energia potencial gravítica em relação ao solo? b) Determine o valor da velocidade com que passa no ponto mais baixo da sua trajetória, a 50 cm do chão. Grupo II 3. A extremidade de uma corda muito comprida é posta a oscilar com um movimento harmónico transversal, no instante tt = 0,0 s. A origem da corda tem uma oscilação constante. Na figura seguinte representa-se o perfil da corda no instante tt = 1,0 s (utilizaram-se escalas diferentes em cada um dos eixos do gráfico) P a) Escolha a opção correta para a afirmação que se segue. O período de oscilação é de: A) 0,8 s; B) 0,25 s; C) 0,4 s; D) 1,0 s. b) Qual dos seguintes gráficos descreve completamente a função do deslocamento de um ponto P da corda do instante tt = 0,0 s até tt = 1,0 s? Prova de Física Página 2/5

3 4. A utilização de fibras óticas supõe que o sinal enviado fique confinado no núcleo da fibra. Observe atentamente a figura. Se um raio luminoso, ao entrar no núcleo, fizer um ângulo com o eixo da fibra menor do que θ m atingirá a separação núcleo revestimento com um ângulo tal que sofrerá reflexão total. Contudo, se esse ângulo for maior que θ m a luz será refratada para o revestimento, perdendose informação que se queria transmitir. O ângulo θ m é denominado ângulo de aceitação máximo. Os índices de refração do ar, revestimento e núcleo da fibra são 1,00, 1,39 e 1,53, respetivamente. θ m θ r θ c Eixo da fibra θ m Núcleo da fibra n = 1,53 Revestimento n = 1,39 a) Determine o valor do ângulo crítico θ c e o ângulo de aceitação máximo θ m da figura. b) Escolha a opção que completa corretamente a seguinte afirmação. Se um raio entrar na fibra com um ângulo, com o eixo da fibra, maior do que o ângulo de aceitação máximo A atinge a superfície de separação núcleo-revestimento com um ângulo de incidência inferior ao ângulo crítico θ c. B não atinge a superfície de separação do núcleo-revestimento. C é totalmente refletido na superfície de separação núcleo-revestimento. D não é refratado na superfície de separação núcleo-revestimento. Prova de Física Página 3/5

4 Grupo III 5. Na figura seguinte estão representadas as linhas de campo elétrico devido a duas distribuições de carga, algumas posições e um vetor campo elétrico. I) P 2 P 1 P 4 P 5 P 3 II) Classifique como verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das seguintes afirmações: a) I e II representam dois campos elétricos uniformes. b) Os campos elétricos em P1 e P2 são iguais. c) Os campos elétricos em P3 e P4 são iguais. d) Os campos elétricos em P4 e P5 têm o mesmo módulo. e) A linha indicada no esquema que passa nos pontos P3 e P4 representa a trajetória que percorreria uma carga elétrica positiva colocada em P3. 6. Uma bobina quadrada, com 20 cm de lado e 50 espiras, é forçada a mover-se com velocidade constante perpendicularmente à direção das linhas de um campo magnético uniforme. A região onde existe campo magnético tem uma largura L = 20 cm e o fluxo de campo magnético através da bobina variou de acordo com o gráfico representado. a) Como se pode explicar a variação de fluxo magnético no gráfico? b) Qual o módulo do campo magnético? c) Como varia o módulo da força eletromotriz induzida durante os 0,15 segundos? Grupo IV 7. Um bloco de 2,0 kg de gelo foi aquecido completamente até se transformar em vapor de água a 120 C. Todas as transformações ocorrem a pressão constante. Considere que a variação de entalpia de fusão da água é de 3, J kg -1 e a de vaporização de 2, J kg -1. a) Relacione a energia absorvida pelo sistema na fusão com a energia de vaporização. b) Qual o estado físico da água em que para a mesma energia fornecida, como calor, a variação de temperatura é menor? 8. Uma pessoa em repouso cede energia ao ambiente a uma taxa aproximada de 180 W. Suponha que seis pessoas ficam presas num elevador durante 5 minutos. a) Qual a energia total E libertada nesse intervalo de tempo? b) Se toda a energia for absorvida pelos 6,0 m 3 de ar contidos no elevador, qual será o aumento de temperatura do ar? Dados: c ar = 1, J kg 1 K 1 ; ρ = 1, 225 kg m 3. Prova de Física Página 4/5

5 CRITÉRIOS DE CLASSIFICAÇÃO da Prova Específica de Física Grupo I 1.a). 10 pontos 1.b). 10 pontos 1.c). 10 pontos 2.a). 10 pontos 2.b). 10 pontos Grupo II 3.a). 10 pontos 3.b). 10 pontos 4.a). 20 pontos 4.b). 10 pontos Grupo III 5. 2 pontos por cada opção certa 10 pontos 6.a). 10 pontos 6.b). 15 pontos 6.c). 15 pontos Grupo IV 7.a). 10 pontos 7.b). 10 pontos 8.a). 10 pontos 8.b). 20 pontos Total 200 pontos Prova de Física Página 5/5