Solução Comentada Prova de Física

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1 21. Um corpo de massa 1 kg está suspenso por um dinamômetro preso ao teto de um elevador. O dinamômetro indica 13 N. Considerando a gravidade local igual a 10 m/s 2, analise as afirmativas e marque verdadeiro (V) ou falso (F). 1 ( ) O elevador pode estar suindo com aceleração maior que 2 m/s 2. 2 ( ) O elevador pode estar suindo com aceleração maior que 4 m/s 2. 3 ( ) O elevador pode estar descendo com desaceleração igual a 3 m/s 2. 4 ( ) O elevador pode estar descendo com aceleração igual a 3 m/s 2. Questão 21 Solução: O dinamômetro indica que o corpo está sujeito a uma força aparente de 13N, correspondendo a uma aceleração para cima de 13 m/s 2. Como o corpo tamém está sujeito a aceleração da gravidade, para aixo, de 10 m/s 2, isso nos dá uma aceleração resultante de 3 m/s 2, para cima. Nessa condição, o elevador pode estar suindo acelerado ou descendo desacelerado, o que nos leva a concluir que a resposta correta será: 1(V), 2(F), 3(V) e 4(F). 22. Um loco de massa m desce um plano inclinado com velocidade de módulo. O plano inclinado tem altura h, comprimento l e ase. Sae-se que o coeficiente de atrito cinético entre o loco e o plano vale µ= h/. Analise as afirmativas aaixo e marque verdadeiro (V) ou falso (F). 1 ( ) O loco tem movimento uniformemente acelerado. 2 ( ) O loco tem movimento uniformemente retardado. 3 ( ) O loco desce o plano com movimento uniforme. 4 ( ) A força resultante sore o loco é nula. Questão 22 Solução: As forças que atuam sore o loco são: a força peso, a força normal e a força de atrito, que podem ser vista na figura. O ângulo oposto a altura h é α e os valores do seno e do cosseno são dados por h/l e /l, respectivamente. Aplicando a 2ª Lei de Newton, temos: mg sen α fa = ma (1) e mg cosα = N (2), com f a = µ N = µ mg cos α (3). Cominando as eq. (1) e (3), e utilizando os dados do prolema, encontramos a=0. De modo que o valor v o é constante. Conseqüentemente os itens 1 e 2 são falsos e os itens 3 e 4 são verdadeiros. 1(F) 2 (F) 3 (V) 4 (V) v 0 h l UFPI PSIU 2003 Específica Pág. 1 de 6

2 23. Analise as afirmativas aaixo e indique com (V) a(s) verdadeira(s) e com (F) a(s) falsa(s). 1 ( ) O primeiro princípio da Dinâmica afirma que um corpo goza de uma propriedade essencial denominada Inércia. 2 ( ) Resultante de um sistema de forças aplicadas a uma partícula é a força única que, aplicada à mesma partícula ao invés das demais, imprime a mesma aceleração. 3 ( ) Para mudar a direção do movimento de um corpo, ou a velocidade escalar do mesmo, é necessária a ação de uma força. 4 ( ) Para mudar a direção do movimento de um corpo, é preciso despender energia. Questão 23 Solução: Os itens 1, 2 e 3 descrevem princípios e definições fundamentais da dinâmica. Quanto ao item 4, saemos que a direção do movimento de um corpo pode ser modificada sem dispêndio de energia, como em situações em que o deslocamento é perpendicular à força aplicada, resultando em traalho nulo. Um om exemplo é o caso do movimento circular uniforme. Portanto os itens 1, 2 e 3 são verdadeiros e o item 4 é falso. 1(V) 2 (V) 3 (V) 4 (F) 24. Considere um alão cheio de hélio, preso ao fundo de um recipiente por um fio sem massa. Considere as seguintes situações, notando que o fio nos casos (a) e () mede o doro do comprimento dos casos (c) e (d). Analise a situação mostrada na figura e indique com (V) a(s) verdadeira(s) e com (F) a(s) falsa(s), acerca da tensão (T ) no fio. ρ AR=1,29Kg/m 3 ; ρ Água=1000Kg/m 3 ; ρ Hélio= 0,181Kg/m 3 1 ( ) 2 ( ) 3 ( ) 4 ( ) T > e Tc < Ta a T T = e Ta = Tc T d T > e Td > Tc T a T > e T > Td a T c Questão 24 Solução: A tensão no fio é devida ao empuxo, exercido pelo ar (casos (a) e (c)) ou pela água (casos () e (d)). Saemos que a intensidade do empuxo é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo e portanto é independente da altura que o corpo ocupa no fluido. Conseqüentemente o alão mergulhado na água sofre um empuxo maior que o alão no ar, independente do comprimento do fio. Concluímos que os itens 1 e 4 são falsos, e o item 2 é verdadeiro, assim como o item 3. 1(F) 2 (V) 3 (V) 4 (F) UFPI PSIU 2003 Específica Pág. 2 de 6

3 25. Analise as afirmativas seguintes e classifique-as como verdadeira (V) ou falsa (F). 1 ( ) Quando um líquido é aquecido so pressão constante a densidade asoluta diminui. 2 ( ) Quando duas arras metálicas sofrem a mesma variação de temperatura, aquela com coeficiente de dilatação maior, apresenta maior variação de tamanho. 3 ( ) Volume de um gás é a soma dos volumes das moléculas que o compõem. 4 ( ) As transformações isotérmicas se processam sem troca de calor. Questão 25 Solução: Quando um líquido é aquecido a pressão constante, seu volume aumenta e portanto a densidade asoluta diminui (item 1 é verdadeiro). Para uma mesma variação de temperatura, a dilatação de uma arra é diretamente proporcional ao coeficiente de dilatação e ao comprimento inicial, assim como não se sae a relação entre os tamanhos iniciais das arras, a afirmativa do item 2 não é correta. O volume de um gás corresponde à capacidade do recipiente que o contém. Portanto o item 3 é falso. Por fim, as transformações isotérmicas são aquelas em que não existe variação da temperatura, mas ocorre troca de calor. Portanto o item 4 é falso. 1(V) 2 ( F) 3 (F ) 4 ( F) 26. Sore calor e termodinâmica, analise as afirmativas aaixo e indique com (V) a(s) verdadeira(s) e com (F) a(s) falsa(s). 1 ( ) O ciclo de Carnot, num diagrama PV, é esoçado usando alternadamente duas isotérmicas e duas adiaáticas. 2 ( ) A transformação adiaática é caracterizada por não haver trocas de calor entre o sistema e o meio externo, e em conseqüência não existe realização de traalho. 3 ( ) Para ferver uma massa de 1kg de água, ao nível do mar, a qual está inicialmente a 37 C, necessitamos fornecer calorias à água ( =1cal/g C). 4 ( ) Em uma mudança de estado, toda a energia térmica receida pela sustância é usada para mudar o seu estado de agregação. c água Questão 26 Solução: Os itens 1 e 4 estão corretos, uma vez que são asicamente definições de calor e Termodinâmica. O item 2 está errado, pois na transformação adiaática pode existir realização de traalho por meio da variação da energia interna. Por sustituição dos dados na equação Q = mc θ, onde θ indica a variação de temperatura, verificamos que o item 3 está correto. 1(V) 2 (F) 3 (V) 4 (V) UFPI PSIU 2003 Específica Pág. 3 de 6

4 27. Uma pessoa caminha com velocidade constante de módulo V paralelamente a uma parede que contém um espelho de 3 m de comprimento. A distância da sua trajetória em relação à parede é denotada por D. Diretamente a sua frente existe um ojeto fixo que pode ser visto através do espelho durante 1,5 s. De posse desses dados marque com (V) a(s) sentença(s) verdadeira(s) e com (F) a(s) falsa(s). 1 ( ) O módulo da velocidade dessa pessoa em relação ao ojeto é V = 2,5 m/s e a distância D = 2 m. 2 ( ) O módulo da velocidade dessa pessoa em relação ao ojeto é V = 3,0 m/s e a distância D = 2 m. 3 ( ) O módulo da velocidade dessa pessoa em relação ao ojeto é V = 3,5 m/s e a distância D é qualquer. 4 ( ) O módulo da velocidade dessa pessoa em relação ao ojeto é V = 4,0 m/s e a distância D é qualquer. Questão 27 Solução: Uma pessoa que caminha sore a reta s paralelamente a uma parede que contém o espelho L, vê a imagem I do ojeto O a sua frente, formada no espelho a igual distância D dessa parede. Por semelhança de triângulo podemos escrever: 2D S + D = L + a s (eq.1) e 2L 2 ( L a) = vt + 2a v = = 4m / s t D 2D = (eq.2) = 2a a O. Logo 2 1 = vt + 2a L + a +. Da equação 1, decorre que a pessoa pode andar a qualquer distância da parede que a igualdade será mantida, para qualquer valor de D. Assim a única afirmativa verdadeira é a 4, e a resposta será 1(F), 2(F), 3(F) e 4(V). S=vt a D L I D 28. As afirmativas aaixo se referem ao que pode ser oservado quando se aproxima um corpo carregado positivamente, com carga +Q, de um eletroscópio de folhas com carga Q. De acordo com conceitos de eletrostática, marque verdadeiro (V) ou falso (F), quando apropriado. 1 ( ) Ao aproximarmos o corpo carregado do eletroscópio, aumenta a separação entre as folhas. 2 ( ) Ao aproximarmos o corpo carregado do eletroscópio, diminui a separação entre as folhas. 3 ( ) Ao aproximarmos o corpo carregado do eletroscópio, a distância entre as folhas não se altera. 4 ( ) Ao tocarmos o corpo no terminal do eletroscópio, as folhas se aproximam. UFPI PSIU 2003 Específica Pág. 4 de 6

5 Questão 28 Solução: Quando aproximamos o corpo carregado positivamente do eletroscópio com folhas carregadas negativamente, parte dos elétrons migra das folhas para a esfera do eletroscópio, diminuindo o número de cargas negativas nelas e daí a repulsão entre as mesmas. Assim o item 1 é falso, o item 2 é verdadeiro e o item 3 é falso. Ao tocarmos o corpo no terminal do eletroscópio, existe uma tendência a um alanceamento de cargas, que torna as folhas praticamente neutras, conseqüentemente elas se aproximam. Assim o item 4 é verdadeiro. 1(F) 2 (V) 3 (F) 4 (V) 29. Analise as afirmativas aaixo. Assinale com (V) a(s) verdadeira(s) e com (F) a(s) falsa(s). 1 ( ) Entre dois feixes de elétrons paralelos e com a mesma velocidade, aparecem forças repulsivas. 2 ( ) Entre dois fios condutores, paralelos, percorridos por correntes com o mesmo sentido, aparecem forças atrativas. 3 ( ) Entre dois fios condutores, paralelos, percorridos por correntes de sentidos contrários, aparecem forças atrativas. 4 ( ) Entre um fio condutor percorrido por uma corrente e um feixe de elétrons paralelo, com o mesmo sentido que a corrente no fio condutor, aparecem forças atrativas. Questão 29 Solução: Entre dois fios condutores paralelos percorridos por correntes aparecem forças devido à influência do campo magnético de um fio em relação ao outro. No caso de correntes no mesmo sentido aparecem forças de atração, e no caso de correntes em sentidos contrários, surgem forças de repulsão. O sentido convencional da corrente corresponde ao oposto do sentido em que se movem os portadores de carga elétrica negativa. Portanto o item 1 é análogo a dois fios condutores com correntes no mesmo sentido, portanto aparecem forças de atração, ao contrário do que estaelece o item. Quando se considera o item 4, verificamos que a descrição é análoga ao caso de dois fios com correntes em sentidos contrários, portanto aparecem forças repulsivas, divergindo do que afirma o mesmo item. Quanto aos itens 2 e 3, apenas o item 2 é verdadeiro. 1(F) 2 (V) 3 (F) 4 (F) 30. Sore o modelo atômico de Bohr, indique com (V) a(s) verdadeira(s) e com (F) a(s) falsa(s). 1 ( ) Uma vez que um elétron em um átomo descreve, por exemplo, uma circunferência em torno do núcleo, ele possui aceleração e portanto emite radiação continuamente. 2 ( ) Ao passar de um estado estacionário para outro, o átomo emite ou asorve um quantum de energia igual à diferença entre as energias correspondentes aos dois estados. 3 ( ) No átomo de hidrogênio, para passar do nível de energia n = 2 para n = 3, o elétron deve asorver um fóton com energia aproximadamente igual a 1,89 ev. 4 ( ) O chamado estado fundamental do átomo de Hidrogênio é aquele no qual o elétron está no mais aixo nível de energia. UFPI PSIU 2003 Específica Pág. 5 de 6

6 Questão 30 Solução: Os itens 2 e 4 são expressões dos postulados de Bohr e portanto verdadeiros. O item 1 diverge do modelo de Bohr que estaelece que num estado estacionário, uma órita por exemplo, não há emissão de radiação. Quanto ao item 3, utilizando-se a expressão para os níveis de energia do 13,6 modelo de Bohr, a saer E n = ev, conclui-se que a diferença de energia entre os níveis 2 n n = 2 e n = 3 é de aproximadamente 1, 89 ev. Portanto o item 3 é verdadeiro. 1 (F) 2 (V) 3 (V) 4 (V) UFPI PSIU 2003 Específica Pág. 6 de 6