UFJF CONCURSO VESTIBULAR GABARITO DA PROVA DE FÍSICA

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Matheus Henrique Neto Andrade
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1 UFJF CONCURSO VESIBULAR 0- GABARIO DA PROVA DE FÍSICA Questão A pressão P no interior de um fluido em equilíbrio varia com a profundidade h como P = P 0 + ρgh. A equação dos gases ideais relaciona a pressão, o volume e a temperatura do gás como PV = nr, onde n é o número de moles e R é a constante dos gases ideais. Uma bolha de gás de,0 cm³ desprende-se do fundo de um lago, a 0,0 m de profundidade, onde a temperatura é de,0 ºC. A temperatura na superfície do lago é de 7,0 ºC. Considere a densidade da água ρ = 000 kg/m e a pressão atmosférica P 0 = 0 N/m. Considere a aceleração da gravidade g = 0 m/s²: a) Calcule a pressão no fundo do lago. P = 0 N / m kg / m 0 m / s 0m = 4 0 N / m ² b) Calcule as temperaturas em Kelvin equivalentes às temperaturas de,0 ºC e 7,0 ºC. = 7 + = 78K = = 90K PV c) Calcule o volume da bolha ao atingir a superfície do lago, supondo que a temperatura do gás no interior da bolha, quando esta chega à superfície, seja de 7,0 ºC. P V = 4, V = V = 4 =,04 4 = 4,6 cm 78

2 UFJF CONCURSO VESIBULAR 0- GABARIO DA PROVA DE FÍSICA Questão Um objeto de massa m =,0 kg é solto de uma altura H = 0 m, em relação ao solo, em um plano inclinado. Após o plano inclinado, existe um loop de raio R =,0 m e um objeto de massa m = 4,0 kg em repouso, como ilustra a figura a seguir. Desprezando qualquer forma de dissipação de energia, responda às perguntas abaixo. loop a) O objeto de massa m conseguirá fazer a volta no loop? Justifique sua resposta. Como não há dissipação de energia, a soma das energias potencial e cinética no alto do loop é igual à energia potencial no alto da rampa: m gh = m gr + mv. No alto do loop, a força centrípeta é igual à soma da força peso e da normal: mv R a força normal tende a zero. Assim, = mg + N. Na situação de velocidade mínima em que o objeto completa a volta no loop, min m v R min = m g v = gr. Substituindo conservação da energia, encontramos o valor mínimo que faça a volta no loop: m ghmin = m gr + m gr Hmin = R + R = R =,m Como H =0 m, o objeto fará a volta no loop. v min = gr na equação de Hmin da altura em que o objeto é solto na rampa para b) Considerando que o objeto de massa m faça a volta no loop, calcule a sua velocidade imediatamente antes de colidir com o objeto de massa m. m gh = mv v = gh = 0 m / s c) Calcule a velocidade do objeto de massa m, logo após a colisão com o objeto de massa m, considerando que eles sofrem uma colisão perfeitamente inelástica. m v = ( m + m ) v f m 0 v f = v = 0 = m / s m + m 6

3 UFJF CONCURSO VESIBULAR 0- GABARIO DA PROVA DE FÍSICA Questão Um esporte que, a cada dia, fica mais popular é o slackline, conhecido também como corda bamba. Em uma montagem, uma fita é tensionada entre dois suportes a uma distância L=0,0 m, e uma pessoa de massa m = 6,0 kg sobe exatamente no meio da fita e fica parada em equilíbrio, como ilustra a figura ao lado. Nessa situação, a fita desce, em relação à horizontal, uma distância y = m, no ponto onde a pessoa subiu. Com essas informações, e considerando a aceleração da P gravidade g = 0 m/s²: a) Faça um diagrama das forças que atuam no ponto P onde a pessoa se apoia sobre a fita. Identifique cada uma das forças. ensão na fita P ensão na fita Peso = mg b) Calcule a tensão na fita com a pessoa sobre ela. y senα = = = = x + 0 senα = P = mg mg 6 0 = = = 60 N senα x 0 m m α y x c) Calcule a constante elástica da fita. A variação de comprimento da metade da fita é 0 ( x ) m = m = 0, 77m. E a variação de comprimento da fita inteira é 0,77 =, 44 m. Como a variação de comprimento é causada por uma força = 60 N, a constante elástica K da fita é 60 N K = = 4N m,44 m

4 UFJF CONCURSO VESIBULAR 0- GABARIO DA PROVA DE FÍSICA Questão 4 Em uma aula de laboratório, os alunos construíram o seguinte gráfico da variação do fluxo do campo magnético em função do tempo. a) Com base nesse gráfico, calcule a força eletromotriz (f.e.m.) induzida nos intervalos de 0,0 s a 0, s, de 0, s a 0,4 s e de 0,4 s a 0,6 s. Φ,0 0,0 fem = fem(0 0,) = = V t 0, 0,0,0,0 0,0,0 fem(0, 0,4) = = 0V fem(0,4 0,6) = = + V 0,4 0, 0,6 0,4 b) Construa o gráfico da f.e.m. induzida em função do tempo. V 0,0 0, 0,4 0,6, s - 4

5 UFJF CONCURSO VESIBULAR 0- GABARIO DA PROVA DE FÍSICA Questão Um engenheiro eletricista faz um projeto elétrico de uma oficina e, pelos seus cálculos, deverá utilizar 0,0 m de cabos elétricos de cobre, com seção de, mm², para poder ligar um novo equipamento à rede elétrica. O circuito projetado é mostrado na figura a seguir. Sabendo que a resistividade do cobre é igual a,7x0-8 Ωm e supondo que todo o cabo foi utilizado, determine: a) A resistência elétrica do cabo. L 8 0 m R = ρ =, 7 0 Ω m 0, 069Ω 6 A, 0 m b) A queda de tensão no cabo, ao conectar um equipamento de 90,0 W de potência que funcione submetido a uma ddp de 90,0 V em seus terminais. 90W P = VI I = = A 90V V = RI = 0,069 = 0,4V

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