PROVA DE FÍSICA I. 02. Existe um fenômeno que prova, sem qualquer dúvida, que as ondas sonoras são longitudinais. Identifique-o.

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1 PROVA DE FÍSCA Esta prova tem por finalidade verificar seus conhecimentos das leis que regem a natureza. nterprete as questões do modo mais simples e usual. Não considere complicações adicionais por fatores não enunciados. Em caso de respostas numéricas, admita exatidão com um desvio inferior a 5 %. A aceleração da gravidade será considerada como g = 10 m/s². 01. Circunstâncias possivelmente envolvidas no processo de ebulição livre da água: calor sensível, calor latente, pressão de vapor na atmosfera, pressão atmosférica, altitude em relação ao nível do mar. Considerando a possível influência desses fatores, assinale a alternativa correta. A) Em locais mais altos, a temperatura de ebulição deve diminuir, porque aumenta a pressão de vapor na atmosfera. B) O calor sensível, para iniciar a ebulição, a partir da temperatura ambiente, deve ser menor em locais mais altos. C) O calor latente para a ebulição deve ser maior em locais mais elevados. D) A pressão atmosférica é o único fator determinante da temperatura de ebulição livre da água. E) O calor sensível não tem qualquer participação no processo de levar a água à ebulição, a partir da temperatura ambiente. 02. Existe um fenômeno que prova, sem qualquer dúvida, que as ondas sonoras são longitudinais. dentifique-o. A) O som emitido quando um objeto cai no chão. B) O processo de emissão da voz. C) O som emitido por uma corda de violão. D) A emissão de som por um alto-falante. E) A propagação de ondas numa barra metálica. 03. Assinale a alternativa que é formada, exclusivamente, por unidades do S. A) Hz, cm/s², K, C. B) ev, W, C, C. C) N, J, m, K. D) K, mol, cd, G. E) W, t, mol, A. 04. A famosa experiência de Torricelli foi realizada com o mercúrio, porque A) se fosse feita com a água, que apresenta densidade muito inferior à do mercúrio, a altura seria imperceptível. B) se fosse feita com um líquido mais denso que o mercúrio, o tubo de vidro deveria ter maior comprimento. C) o mercúrio é o único metal em estado líquido, na temperatura ambiente. D) o mercúrio, sendo um metal líquido, é bom condutor de calor. E) se fosse feita com a água, com densidade muito menor que a do mercúrio, o tubo de vidro deveria ter comprimento maior que 10 m. 1

2 05. A refração da luz é a mudança de direção de propagação na interface entre meios materiais diferentes. Os índices de refração podem ser calculados em função dos ângulos que os raios luminosos fazem com as normais nos dois meios. Os meios materiais de maior índice de refração são considerados oticamente mais densos. Assinale a alternativa correta. A) Os índices de refração, em qualquer substância e para qualquer cor, são sempre maiores que um. B) As cores mais desviadas apresentam menor índice de refração. C) Quando um raio de luz passa de um meio mais denso para um menos denso, aproxima-se da normal. D) Um raio de luz pode apresentar reflexão total, quando passa de um meio menos denso para um mais denso. E) Em meios oticamente mais densos, aumenta a velocidade de propagação da luz. 06. Em alguns ambientes, como corredores, grandes salas e escadas, existem interruptores de luz na entrada e na saída. O objetivo é que o usuário ligue a iluminação ao entrar no local e desligue ao sair pelo outro lado. A figura mostra um interruptor comum (uma via) e um outro utilizado para a finalidade descrita anteriormente (duas vias). Observe que este tem três pontos de conexão e aquele, apenas dois. Ao lado de cada tipo, indica-se sua representação esquemática. Os esquemas mostram possíveis ligações para atender ao acendimento de uma lâmpada. Só um está correto. Assinale-o. Observação: nesta questão as alternativas estão indicadas na figura. 2

3 07. Um menino, do topo da torre Malakoff, atira uma pedra para baixo com velocidade inicial de 3m/s. Assinale a alternativa que representa o intervalo de tempo necessário para a pedra atingir o solo, sabendo que a altura de queda foi de 30,8 m. a) 5,5 s. b) 5,1 s. c) 2,8 s. d) 2,2 s. e) 1,0 s. 08. A aceleração máxima que um atleta correndo pode imprimir sem escorregar em uma determinada pista, é de 9 m/s². Logo, o coeficiente de atrito estático entre a pista e o sapato do atleta é de a) 0,9. b) 0,5. c) 0,6. d) 0,3. e) 0, Uma menina está no carro de uma montanha-russa, que faz uma volta circular completa na vertical, conforme a figura. No topo da trajetória, a força normal exercida pela cadeira sobre a menina é igual a duas vezes o peso da menina, 2mg. No ponto mais baixo da trajetória, a força normal exercida pela cadeira sobre a menina é A) menor do que o peso da menina. B) igual ao peso da menina. C) igual à força normal no topo da trajetória. D) igual a quatro vezes o peso da menina. E) igual a oito vezes o peso da menina. 3

4 10. Saltando de um helicóptero, estacionário, um pára-quedista ganha 30J de energia cinética após um determinado tempo de queda. Considerando a perda de energia no movimento através do ar, a variação da energia potencial gravitacional, neste mesmo intervalo de tempo, é A) igual à variação da energia cinética. B) menor que 30 J. C) maior do que 30 J. D) igual ao trabalho das forças não conservativas. E) sempre igual ao dobro do trabalho das forças não conservativas. 11. Um elétron é liberado a partir do repouso em uma região, com campos magnético e elétrico uniformes, paralelos e de mesmo sentido. É correto afirmar que o elétron se moverá A) perpendicularmente aos campos elétrico e magnético. B) em forma de hélice, no sentido dos campos. C) em forma de espiral. D) no mesmo sentido do campo elétrico. E) na mesma direção dos campos, mas em sentido contrário. Nas questões de 12 a 16, assinale, na coluna, as afirmativas verdadeiras e, na coluna, as falsas. 12. No modelo planetário do átomo, o núcleo tem carga positiva e pequena dimensão e os elétrons circulam em volta dele. De acordo com a Mecânica Clássica de Newton, o equilíbrio da órbita depende de que a força de atração entre núcleo e elétron faça o papel de força centrípeta. Desse modo, os raios das órbitas atômicas poderiam ter qualquer valor. Na prática, observa-se que só algumas órbitas são permitidas. Conforme a teoria eletromagnética de Maxwell, cargas elétricas aceleradas irradiam. O elétron, girando, tem aceleracão centrípeta e, como carga acelerada, perde energia. Assim, o modelo atômico de Bohr seria inviável. Entretanto, várias evidências apóiam esse modelo. Para preservar a concepção do átomo, propôs-se que, em determinadas órbitas, o elétron não irradiaria energia, contrariando o eletromagnetismo. Estas órbitas especiais atenderiam à condicão de quantização da quantidade de movimento angular ou, equivalentemente, do perímetro de cada órbita eletrônica. Em relação a esses comentários, analise as proposições seguintes como verdadeiras ou falsas, considerando as seguintes informações adicionais: 4

5 Z = número atômico; m = massa do elétron; e = carga do elétron; K = constante elétrica; r = raio da órbita; h = constante de Planck; v = velocidade do elétron na órbita; n = 0, 1, 2, 3, A condição clássica para estabilidade da órbita é m v² r = K Z e². 1 1 A condição quântica para estabilidade da órbita é 2 π r m v = n h. 2 2 A condição quântica para estabilidade da órbita é 2 π n r = m v h. 3 3 A condição clássica para estabilidade da órbita é m ω² r³ = K Z e². 4 4 A condição quântica para estabilidade da órbita é m v r = K Z e². 13. A figura apresenta o conhecido termômetro clínico que usa o mercúrio como substância termométrica. Analise as proposições em relação a erros no funcionamento do termômetro. 0 0 A indicação é imprecisa, porque o vidro também dilata e, assim, a altura da coluna é aparente. Esse efeito, entretanto, pode estar anulado por conta do processo de calibração, que usa os pontos fixos de congelamento e ebulição da água. 1 1 O termômetro é impreciso para detectar a energia que chega até ele por radiação, devido à boa reflexão do mercúrio. Assim, parte da energia ambiente é refletida e não vai provocar dilatação da coluna. 2 2 A precisão do termômetro é maior para detectar a energia térmica que chega até ele por condução, porque o mercúrio, sendo um metal, é bom condutor para essa forma de propagação. 3 3 Numa medida de temperatura do corpo humano, é necessário deixar o termômetro em contato por cerca de três minutos, porque a energia térmica deve atravessar o invólucro de vidro antes de chegar ao mercúrio e este levar algum tempo dilatando até estabilizar. 4 4 Numa medida de temperatura do corpo humano, se houver umedecimento da pele no local do contato do termômetro, a medida ficará imprecisa, porque a água conduz mal o calor e, nesse caso, seria preciso esperar mais tempo que o usual, para efetuar a leitura. 14. O ouvido humano consegue detectar ondas de freqüências que vão de 30 Hz a Hz. A velocidade de propagação do som, no ar, é aproximadamente de 330 m/s. O olho humano consegue perceber comprimentos de onda entre Aº e 8000 Aº (1 Aº = m). A velocidade de propagação da luz, no ar, é de m/s. Na comparação da eficácia desses dois órgãos, considerar-se-á mais eficaz aquele órgão que apresenta maior valor numérico, em cada critério. Nesse sentido, analise as proposições. 0 0 Considerando a razão entre as frequências máxima e mínima, o olho é mais eficaz que o ouvido. 1 1 Considerando a razão entre os comprimentos de onda máximo e mínimo, o olho é mais eficaz que o ouvido. 5

6 2 2 Considerando a diferença entre as freqüências máxima e mínima, o olho humano é mais eficaz que o ouvido. 3 3 Considerando a diferença entre os comprimentos de onda, o olho humano é mais eficaz que o ouvido. 4 4 O critério melhor para fazer a comparação é a diferença, pois ela indica o número de elementos identificáveis no intervalo de funcionamento. 15. Um corpo de massa m está em repouso sobre um plano inclinado que faz um ângulo de 30 com o plano horizontal, conforme mostra a figura. Em relação a essa situação, analise as seguintes proposições. 0 0 A força normal que o plano inclinado exerce sobre o corpo de massa m está na direção vertical, no sentido de baixo para cima. 1 1 A força de atrito é maior do que m g. 2 2 A força peso é perpendicular ao plano inclinado. 3 3 A força de atrito é igual a m g sen A força normal é igual a m g cos (a/b). 16. Um carro de 700 kg tem velocidade de 20 m/s quando está em x = 0. Sobre o carro atua uma única força F(x) que varia com a posição, como mostra o gráfico. Em relação a essa situação, analise as proposições abaixo. 0 0 A energia cinética do carro em x = 0, é 140 kj. 1 1 O trabalho realizado pela força, quando o carro se desloca de x = 0 até x = 50 m, é 175 kj. 2 2 A velocidade do carro em x = 50m é 30 m/s. 3 3 A energia mecânica é sempre menor do que 140 kj. 4 4 A variação da energia potencial é diferente de zero. 6