COMENTÁRIO DA PROVA DE FÍSICA

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1 COMENTÁRIO DA PROVA DE FÍSICA A prova de Física da UFPR 2013/2014 apresentou algumas questões fáceis, algumas difíceis e maioria de questões médias. Dessa forma, é possível afirmar que, quanto ao nível, a prova foi adequada como um teste de conhecimentos gerais para candidatos a carreiras das mais diversas áreas. Em relação à distribuição dos assuntos, a prova foi também bastante adequada, pois passou por assuntos, como Cinemática, Trabalho e Energia, Dinâmica, Hidrostática, Gases, Eletrodinâmica, Eletromagnetismo, Ondulatória (Acústica) e Óptica. Elogiamos a preocupação com a correção conceitual e com a precisão dos enunciados das questões. Em tempo, devemos novamente criticar o formulário oferecido pela banca de Física da UFPR. Além de usar alguns símbolos pouco convencionais na atualidade ou no Ensino Médio, esse formulário não adota qualquer critério quanto à notação vetorial ou escalar. Esses, no entanto, não são os maiores problemas, pois persiste, pelo menos desde o ano passado, uma equação errada: V ab =k q k q. Apesar de essa equação não ser necessária para a resolução de nenhuma questão da prova, d b d a não é possível admitir esse ou qualquer outro erro. Parece apenas um detalhe, mas a equação correta para a diferença de potencial entre os pontos A e B é V ab = k q k q. d a d b EQUIPE DE FÍSICA DO CURSO POSITIVO 1 FÍSICA

2 En = C.V C.(10 5) 125 = 2 C = 10 F 2 FÍSICA

3 d) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras. Comentário: Considerando equilíbrio: Quando o avião estiver em MRU e a maleta estiver em repouso em relação a ele, a resultante das forças será nula. Como, na vertical, a normal (N) anula o peso (P) e não há força na horizontal provocando ou tentando provocar movimento relativo da maleta em relação ao avião, conclui-se que a força de atrito também será nula. Considerando movimento acelerado ou retardado: Caso o avião se desloque em movimento acelerado ou retardado, e a maleta estiver em repouso em relação ao avião, a força resultante sobre ela será diferente de zero e igual à força de atrito estático. A máxima aceleração possível para o avião e, consequentemente para a maleta, sem que ocorra deslizamento relativo, será quando o atrito estático atingir também o valor máximo. Assim: F R = m. a F at = m. a. N = m. a. mg = m. a a =. g Esse resultado mostra que, se o avião possuir aceleração igual ou menor que. g, a maleta permanecerá em repouso em relação ao avião. Verificando os itens: 1. Falso, pois, se a maleta não se mover em relação ao chão do avião, o avião poderá tanto estar em MRU quanto em movimento acelerado ou retardo, desde que a aceleração seja menor ou igual a. g. 2. Verdadeiro, pois se a aceleração do avião for superior a µ. g, a maleta não conseguirá mover-se junto com ele e terá um deslocamento relativo para trás. Um observador externo ao avião, em repouso em relação à superfície da Terra, verá a maleta se mover no mesmo sentido em que o avião se desloca, mas com velocidade menor que a dele. 3. Verdadeiro, pois, como se observa no cálculo anterior, a aceleração não depende da massa mas apenas da gravidade local e do coeficiente de atrito que, por sua vez, depende apenas das características das superfícies que estão em contato (chão do avião e material da maleta). 3 FÍSICA

4 1) Verdadeira v 2 = v o g. y v 2 = v = 20 m/s 4 FÍSICA

5 2) Falsa Como a queda é livre, o sistema é conservativo. Assim: EMi = EMf ECi + EPi = ECf + EPf 0 + m.g.h = ECf + 0 ECf = 0, ,5 ECf = 62,5 J < 100 J 3) Falsa Como a queda é livre e o móvel parte do repouso, o tempo de queda pode ser obtido pela seguinte equação: y = g 2 t2 Como é possível verificar, o tempo de queda não depende da massa do corpo. 5 FÍSICA

6 1) Verdadeira Entre x = 8 cm e x = 10 cm, a resultante das forças é nula. Assim, nesse trecho, não há variação da velocidade do corpo, ou seja, o movimento é retilíneo uniforme. 2) Falsa Nos gráficos de Força x espaço (posição), considerando-se a componente da força na direção do deslocamento, a área entre o diagrama, as posições determinadas e o eixo horizontal coincide com o trabalho da força. Assim: F = Área F = = J = 0,2 mj 6 FÍSICA

7 3) Verdadeira Nos gráficos de Força x espaço (posição), considerando-se a componente da força na direção do deslocamento, a área entre o diagrama, as posições determinadas e o eixo horizontal coincide com o trabalho da força. Utilizando o teorema da energia cinética, tem-se: F = EC f EC i Área = m.v 2 m.v 2 o (6 2) v 2 2 v = 10 1 m/s = 10 cm/s 0 7 FÍSICA

8 Utilizando a Regra da Mão Esquerda, temos que as trajetórias I, II e III representam cargas positivas, e a trajetória IV, negativa. Lembrando que: R = m.v q.b temos que: 1ª afirmativa ( V ) A trajetória II possui carga positiva, e a trajetória IV possui carga negativa. 2ª afirmativa ( V ) Como velocidades, cargas e campo possuem módulo iguais, quanto maior for a massa, maior será o raio. 3ª afirmativa ( F ) Como velocidades, massas e campo possuem valores iguais, quanto maior for a carga, menor será o raio. 4ª afirmativa ( F ) Considerando massas, velocidades, cargas com valores iguais, quanto maior for o campo magnético, menor será o raio. 8 FÍSICA

9 Tubo A: aberto f 1 = 200 Hz f 2 = 2. f 1 = 400 Hz v = 1. f = 2 L. 200 L = 0,85 m = 85 cm Tubo B: fechado f 1 = 400 Hz v = 1. f = 4 L. 400 L = 0,2125 m = 21,3 cm 9 FÍSICA

10 Sabemos que, para gases ideais, é válida a seguinte equação: p. V = n. R. T V = n. R p. T Considere que a equação acima represente a situação inicial do gás. Como a pressão é constante (isobárica) e tanto o número de mols quanto a temperatura dobraram, no final teremos: V = 2n. R p. 2T V = 4n. R p. T V = 4 V Resolução: Para saber quantas vezes a pressão externa é maior que a interna, é necessário calcular a pressão total (fora do submarino). Essa pressão é exercida, na referida profundidade, pela atmosfera e pela coluna de água. Assim: p = p o + p h p = 1 x x p = 361 x 10 5 Pa O valor da pressão externa é 361 vezes maior que o da pressão interna que, por sua vez, é igual a da atmosfera (1 x 10 5 Pa). 10 FÍSICA

11 Resolução: 1ª afirmativa ( F ) Para que a imagem da objetiva tenha as características especificadas no enunciado, o objeto deve estar entre 1 cm e 2 cm da lente. Veja: Como f = 1 cm; 2F = 2 cm, temos: Nesse caso a imagem será real, maior e invertida. 11 FÍSICA

12 2ª afirmativa ( V ) Como f = 1 cm e p = 1,5 cm, temos: p = f.p p = 1.1,5 p f 1,5 1 = 3 cm 3ª afirmativa ( V ) A ocular funciona como uma lupa (lente de aumento), fornecendo uma imagem a partir da imagem da objetiva i 1, mantendo-a direita em relação a i 1, mas invertida em relação ao objeto original. Assim, a imagem final é virtual e maior, mas invertida em relação ao objeto. 4ª afirmativa ( F ) Como a ocular é uma lupa, o objeto (imagem conjugada pela objetiva) deve estar próximo, ou seja, entre o foco e a lente. Assim, como a distância focal da ocular vale 4 cm, o objeto deve situar-se a uma distância menor. 12 FÍSICA