Prova 3 Física ... GABARITO 1 NOME DO CANDIDATO:

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1 Prova 3 QUESTÕES OBJETIIVAS N ọ DE ORDEM: NOME DO CANDIDATO: N ọ DE INSCRIÇÃO: IINSTRUÇÕES PARA A REAIIZAÇÃO DA PROVA. Coira os campos N ọ DE ORDEM, N ọ DE INSCRIÇÃO e NOME, que costam da etiqueta ixada em sua carteira.. Coira se o úmero do gabarito deste cadero correspode ao costate da etiqueta ixada em sua carteira. Se houver divergêcia, avise, imediatamete, o iscal. 3. É proibido olhear o Cadero de Questões ates do sial, às 9 horas. 4. Após o sial, veriique se este cadero cotém questões objetivas e/ou qualquer tipo de deeito. Qualquer problema, avise, imediatamete, o iscal.. O tempo míimo de permaêcia a sala é de horas e 3 miutos após o iício da resolução da prova. 6. No tempo destiado a esta prova (4 horas), está icluso o de preechimeto da Folha de Respostas. 7. Trascreva as respostas deste cadero para a Folha de Respostas. A resposta será a soma dos úmeros associados às alterativas corretas. Para cada questão, preecha sempre dois alvéolos: um a colua das dezeas e um a colua das uidades, coorme o exemplo ao lado: questão 3, resposta 9 (soma das proposições e 8). 8. Este Cadero de Questões ão será devolvido. Assim, se desejar, trascreva as respostas deste cadero o Rascuho para Aotação das Respostas, costate abaixo, e destaque-o, para recebê-lo hoje, o horário das 3hmi às 3h3mi. 9. Ao térmio da prova, levate o braço e aguarde atedimeto. Etregue ao iscal este cadero, a Folha de Respostas e o Rascuho para Aotação das Respostas.. São de resposabilidade do cadidato a leitura e a coerêcia de todas as iormações cotidas o Cadero de Questões e a Folha de Respostas. Corte a liha potilhada.... RASCUNHO PARA ANOTAÇÃO DAS RESPOSTAS PROVA 3 VERÃO 3 N ọ DE ORDEM: NOME: UEM Comissão Cetral do Vestibular Uiicado GABARITO

2 x x + vt + at x Acos( ω t +ϕ ) a ω x v v + at v v + a x FR ma F m v C r Fk kx P mg a µn W E c Fdcosθ mv E p mgh E p W E c kx p mv I F t p τ ± P W t F G T π Fdse θ mm d g T π m k vω r φ EScos θ E q σ S E c 3 kt FÍSICA Formulário e Costates s ρ m V p F A p p + ρgh E ρvg FORMUÁRIO ( +α T ) Q m pv RT Q mc T Q c T p Φ KA (T T ) Q W + U η T T W p V R W Q F qvbseθ qq F 4πε r F qe q V 4πε r V Ed W AB qv AB q i t V Ri R ρ A v l B d Q C T F µ V P Vi Ri R V ε ri F Biseθ kε A C d q C V ( ) U C V B µ i πr φ B φ B U B BScos θ i i Φ ε B t c v seθ se + R R p + p' m p v λ E mc m T kr 3 m p' v c v± v R v v v l v 4l C mc θ CONSTANTES FÍSICAS G 6,6 Nm /kg K 9 9 Nm /C µ π 7 4 Tm/A c ρ 8 3 m/s água, g / cm 3 c água, cal/ g C cvapor d água, cal / g C F (água) V (água) 8 cal/ g 4 cal/ g cal 4,8 J atm R,8 mol K atm,3 N/m GABARITO Vestibular de Verão 3 Prova 3

3 Questão FÍSICA Em um experimeto, um pêdulo que é costituído por um corpo de massa M e por um io iextesível de comprimeto é levado a movimetar-se quado sua massa é abadoada de uma altura H medida em relação à posição de equilíbrio desse pêdulo. Despreze a resistêcia do ar, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or correto. ) A eergia mecâica total do sistema se coserva durate o movimeto pedular. ) O período de oscilação do pêdulo é de π. Mg 4) A variação da eergia potecial gravitacioal etre a posição iicial do movimeto e a posição de equilíbrio do pêdulo é de MgH. 8) A eergia ciética da massa M, a posição de equilíbrio, é máxima e vale MgH. 6) O trabalho realizado pela orça peso para levar o corpo de massa M da posição iicial do movimeto até a posição de equilíbrio do pêdulo é de MgH. Questão 3 Assiale o que or correto. ) Para uma dada substâcia pura e homogêea, sua massa especíica é a razão etre a massa dessa substâcia e o volume ocupado por ela. ) Para um líquido icompressível, cotido em um recipiete e em equilíbrio, a diereça de pressão etre dois potos do líquido é igual à diereça de ível (diereça de proudidade) etre esses potos, multiplicada pela massa especíica do líquido e pelo módulo da aceleração gravitacioal local. 4) Quado um dado poto de um líquido icompressível cotido em um recipiete sore uma variação de pressão, essa variação é trasmitida somete aos potos mais próximos daquele poto que soreu a variação de pressão. 8) Quado um corpo é parcialmete submerso em um líquido icompressível e em equilíbrio, esse líquido passa a exercer sobre o corpo uma orça a direção vertical e o setido de baixo para cima. 6) A pressão atmosérica a superície da Terra é uma cosequêcia direta da ação da orça gravitacioal sobre os gases da atmosera terrestre. Questão Cosiderado gases que se comportam como gases ideais mooatômicos, assiale o que or correto. ) As velocidades médias das moléculas de quaisquer gases, matidos a mesma pressão, a mesma temperatura e a mesmo volume, possuem valores iguais. ) Quado uma massa gasosa é matida à pressão costate, o volume dessa massa gasosa varia liearmete com a temperatura. 4) Volumes idêticos de gases dieretes, matidos a mesma pressão e a mesma temperatura, possuem o mesmo úmero de moléculas. 8) A temperatura de uma massa gasosa é diretamete proporcioal à eergia ciética média das moléculas dessa massa gasosa. 6) Quado uma massa gasosa é matida à temperatura costate, a pressão dessa massa gasosa é diretamete proporcioal ao seu volume. GABARITO Vestibular de Verão 3 Prova 3 3

4 Questão 4 Uma escala termométrica N, em comparação com a escala termométrica Celsius, pode ser represetada em um gráico que cotém a escala N o eixo vertical e a escala Celsius o eixo horizotal. Nesse gráico, observase que a relação etre as duas escalas é liear e que a reta descrita por essa relação passa pelos potos (,-) e (,). Com base essas iormações, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or correto. ) - ºN equivale a aproximadamete 73 K. ) A temperatura de ebulição da água, à pressão de atm, a escala N, é de 3 ºN. 4) A variação de uma uidade a escala Kelvi equivale à variação de 4 uidades a escala N. 8) Para determiar o redimeto de uma máquia térmica de Carot, os valores das temperaturas dos reservatórios térmicos podem ser expressos tato em ºC quato em ºN. 6) ºC equivalem a 3 ºN. Questão 6 No tempo t s, um homem de,8 m de altura está parado a, m de distâcia de um espelho plao de 6 cm de altura, suspeso a, m do solo. O espelho começa etão a se aastar do homem a uma velocidade costate de, m/s. Com base essas iormações, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or correto. ) Após, s, a imagem que o homem observa o espelho plao está a 6 m de distâcia do homem. ) Em t s, o homem ão é capaz de observar seu corpo por completo, dos pés à cabeça, reletido o espelho plao. 4) Em t s, o homem pode etão observar seu corpo por completo, dos pés à cabeça, reletido o espelho plao. 8) Em t > s, a imagem observada pelo homem o espelho plao se aasta desse homem a uma velocidade de 4, m/s. 6) Em t > s, a imagem do homem ormada o espelho plao se aasta do espelho a uma velocidade de 4, m/s em relação ao próprio espelho. Questão Um móvel descreve um movimeto circular e uiorme sobre uma superície plaa e horizotal. O raio da trajetória é de m e o móvel percorre duas voltas a cada 6 miutos. Aalise as alterativas abaixo, cosiderado π 3,4, e assiale o que or correto. ) O período do movimeto do móvel é de 8 s. ) A velocidade agular do móvel é de aproximadamete 3, x rad/s. 4) A distâcia que o carro percorre a cada segudo é de aproximadamete m. 8) Se a massa do móvel or de kg, esse movimeto, sua eergia ciética será de aproximadamete 3 J. 6) Nesse movimeto, ão existe qualquer tipo de aceleração. GABARITO Vestibular de Verão 3 Prova 3 4

5 Questão 7 Quatro cargas elétricas, q -q q 3 -q 4 C, estão dispostas o plao cartesiao e o vácuo, com suas posições dadas, respectivamete, pelas coordeadas (,), (,), (,) e (,). Com base essas iormações, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or correto. ) Na posição (½,½), o campo elétrico resultate é ulo. ) O vetor campo elétrico a posição (½,½), devido às cargas q e q, está disposto a direção horizotal e o setido da esquerda para a direita. 4) Se colocarmos uma carga de prova q a posição (½,½), o vetor orça elétrica, que atuará em q devido às cargas q 3 e q 4, estará disposto a direção vertical e o setido de baixo para cima. 8) Se colocarmos uma carga de prova q a posição (,½), a resultate de orça elétrica sobre essa carga será ula. 6) Na posição (½,½), o potecial elétrico é ulo. Questão 8 Aalise as alterativas abaixo e assiale a(s) correta(s). ) Os raios de luz que icidem paralelamete ao eixo pricipal de um espelho esérico côcavo e que são reletidos por esse espelho covergem para um mesmo poto do eixo pricipal, deomiado oco. ) A imagem ormada de um objeto situado etre o vértice e o oco de um espelho côcavo é real, ivertida e meor do que o objeto. 4) A vergêcia de uma lete esérica, deiida como o iverso da distâcia ocal, determia o maior ou o meor poder de covergêcia ou de divergêcia dessa lete. 8) Quado raios lumiosos icidem paralelamete ao eixo pricipal de uma lete esérica e a atravessam sem eetivamete se iterceptarem após atravessá-la, a atureza da imagem ormada é real. 6) A equação de Gauss, que é udametal o estudo de letes e de espelhos eséricos, possibilita-os estudar a atureza e as características das images orecidas por esses sistemas ísicos. Questão 9 Um prisma de ídice de reração p e com ormato de um triâgulo equilátero está disposto o ar, cujo ídice de reração é igual à uidade. Um raio de luz moocromático icide sobre uma das superícies plaas do prisma, azedo um âgulo θ em relação à ormal a essa superície. Com base essas iormações, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or correto. Dados: se 3 o ; se 6 o 3 ; se 4 o. ) O âgulo de emergêcia do raio de luz com relação à ormal, quado θ 6 o e p 3, é de 6 o. ) O desvio total experimetado pelo raio de luz ao atravessar o prisma, quado θ 6 o e p 3, é de 6 o. 4) Quado θ 6 o e p 3, o desvio total experimetado pelo raio de luz, ao atravessar o prisma, é míimo. 8) Quado θ 4 o e p, esse prisma ucioa como um prisma de relexão total. 6) Quado θ 4 o e p, a luz icidete atravessa o prisma sem sorer desvio. GABARITO Vestibular de Verão 3 Prova 3

6 Questão Com relação à ormação de odas estacioárias em cordas esticadas e em tubos sooros, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or correto. ) A velocidade de propagação de odas mecâicas trasversais em uma corda esticada é ução da tesão mecâica a corda e da desidade liear da corda. ) Em tubos sooros com ambas as extremidades abertas, os harmôicos, similarmete aos modos ormais de vibração de uma corda esticada, são múltiplos semi-iteiros da requêcia udametal de vibração das odas estacioárias que podem ser estabelecidas em seu iterior. 4) Em tubos sooros com uma das extremidades aberta e a outra echada, as requêcias das odas estacioárias possíveis são depedetes do comprimeto desses tubos e da velocidade com que as odas sooras os percorrem. 8) Em um tubo sooro, a codição de ressoâcia, cujas requêcias se igualam às requêcias aturais das coigurações de odas estacioárias que o tubo admite, os sos são reorçados. 6) Uma corda esticada, com ambas as extremidades presas e que é submetida a uma excitação periódica que orma um padrão de odas estacioárias com requêcia vezes maior que sua requêcia udametal de vibração, vibra com vetres e com 6 odos. Questão Em um experimeto, uma das extremidades de uma mola ideal de costate elástica k e de comprimeto está presa a uma parede vertical. Um bloco de massa m, que se desloca com velocidade costate em liha reta sobre uma superície plaa e sem atrito, choca-se cotra a outra extremidade livre da mola, comprimido-a por uma distâcia, até parar completamete. O bloco é etão projetado ovamete em sua trajetória origial, devido à ação da mola. Com base essas iormações, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or correto. ) A eergia potecial elástica acumulada a mola, equato ela está totalmete comprimida, é de k. 4 ) Equato a mola está sedo comprimida pelo bloco, sua orça elástica realiza um trabalho egativo sobre o bloco. 4) O bloco é projetado pela mola a uma velocidade de k v. m 8) A mola realiza um trabalho positivo de k sobre o 4 bloco, para azê-lo retorar à sua trajetória iicial. 6) A variação da quatidade de movimeto do bloco durate o experimeto é ula. Questão Assiale o que or correto. ) Em um movimeto retilíeo e uiorme, o gráico da velocidade em ução do tempo é uma reta paralela ao eixo dos tempos. ) O deslocameto de um móvel é igual à área sob o gráico da velocidade desse móvel em ução do tempo. 4) O movimeto de um objeto depede do reerecial do qual ele é observado. 8) Quado um corpo está em movimeto retilíeo e uiorme, ehuma orça está atuado sobre ele. 6) O gráico da aceleração em ução do tempo é uma reta paralela ao eixo dos tempos, para um móvel descrevedo um movimeto uiormemete variado. GABARITO Vestibular de Verão 3 Prova 3 6

7 Questão 3 Rascuho Um plaeta U descreve uma órbita elíptica em toro do Sol. O módulo do vetor posição desse plaeta em relação ao Sol, ao logo de toda sua órbita, é dado por r 9 cosφ x m, em que φ é o agulo etre o seguimeto de reta que liga o Sol ao aélio e ao vetor posição do plaeta U. Assiale o que or correto. ) A distâcia máxima etre o plaeta U e o Sol é de 9 x m. ) O valor do semieixo maior da órbita do plaeta U é de 8 x m. 4) A excetricidade da órbita do plaeta U é,. 8) A razão etre as velocidades do Plaeta U o periélio e o aélio é maior do que. 6) Cosiderado que o raio médio da órbita da Terra é de, x m, o período de traslação do Plaeta U em toro do Sol é meor do que o período de traslação da Terra em toro do Sol. Questão 4 Um rio de m de largura e com marges retilíeas e paralelas é atravessado por um barco que o traega perpedicularmete às suas marges com uma velocidade costate de 36 km/h. Cosidere que as águas do rio percorrem seu leito paralelamete às suas marges com uma velocidade costate de 8 km/h, despreze as dimesões do barco e assiale o que or correto. ) O itervalo de tempo que o barco leva para atravessar o rio é de s. ) Durate a travessia, a distâcia que o barco percorre ao logo da margem é de 3 m. 4) Para um observador ixo o poto de partida da travessia do barco, a trajetória realizada pelo barco é retilíea. 8) Para um observador ixo o poto de partida da travessia do barco, o barco aasta-se com velocidade de m/s. 6) A orça resultate que atua sobre o barco está a mesma direção da trajetória desse barco. GABARITO Vestibular de Verão 3 Prova 3 7

8 Questão Um bloco está deslizado sobre uma superície plaa, horizotal e sem atrito, com velocidade de, m/s. Cosiderado que a massa do bloco é de, kg e que, o istate t s, passa a agir sobre o bloco uma orça extera costate, de módulo, N, a mesma direção e com setido oposto ao da velocidade do bloco, assiale o que or correto. ) O mometo liear (quatidade de movimeto) ates da ação da orça extera era de kg.m/s. ) O módulo do impulso da orça extera sobre o bloco, o itervalo de tempo de s a 4 s, é de 4 kg.m/s. 4) A velocidade do bloco o istate t, s é ula. 8) As direções dos vetores velocidade do bloco os istates t, s e t, s são dieretes. 6) O gráico da velocidade em ução do tempo, para t > s, apreseta um comportameto liear. Questão 6 Com relação às partículas udametais da atureza, assiale o que or correto. ) Os bósos e os léptos são ormados por uma combiação apropriada de quarks up e de quarks dow. ) Fótos são bósos e possuem massa de repouso ula. 4) O elétro, o eutrio e o múo são exemplos de léptos. 8) A categoria dos hádros se divide em mésos e em bários. 6) O próto e o êutro são classiicados como bários e pertecem à categoria dos hádros. Questão 7 Um homem está parado sobre o poto mediao que separa duas paredes rígidas, distaciadas uma da outra por 34 m. Ele produz um pulso sooro que se propaga em liha reta e, em seguida, ouve uma série de ecos. Sabedo que a velocidade de propagação do som o ar é de 34 m/s e que o pulso sooro ão perde eergia ao iteragir com as paredes do recipiete, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or correto. ) Os ecos sooros são devidos à relexão do pulso sooro as paredes e são percebidos pelo ouvido do homem a cada, s. ) O pulso sooro, ao ser reletido as paredes, sore iversão de ase. 4) O som relativo ao terceiro eco percorre m e sore duas iversões de ase ates de ser percebido pelo ouvido do homem. 8) Se o mesmo experimeto osse realizado debaixo d água, ode a velocidade de propagação do som é de.6 m/s, a distâcia do homem à parede deveria ser de 8 m para que ele pudesse perceber os ecos a cada, s. 6) O pulso relativo ao quarto eco, quado o experimeto é realizado a água, ode a velocidade de propagação do som é de.6 m/s, está deasado de 8 o graus em relação ao pulso sooro produzido iicialmete. GABARITO Vestibular de Verão 3 Prova 3 8

9 Questão 8 Em um experimeto realizado o vácuo, um pósitro de massa M e carga Q é acelerado a partir do repouso por uma diereça de potecial V até atigir uma velocidade ial v. O potecial elétrico é desligado e o pósitro etra em uma região do espaço ode existe um campo elétrico e um campo magético, ambos direcioados perpedicularmete à direção de propagação do pósitro. Esses campos são costates, uiormes e perpediculares etre si. Com base essas iormações e desprezado os eeitos relativos à ação da gravidade, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or correto. ) Se o pósitro descrever uma trajetória retilíea a região de existêcia dos campos elétrico e magético, as itesidades das orças elétrica e magética experimetadas pelo pósitro serão idêticas. ) Quado V aumeta, a itesidade da orça magética experimetada pelo pósitro a região dos campos elétrico e magético também aumeta. 4) A velocidade do pósitro, quado ele etra a região QV dos campos elétrico e magético, é. M 8) Se o pósitro descrever uma trajetória retilíea com velocidade costate a região de existêcia dos E campos elétrico e magético, a razão será B costate a região de existêcia desses campos. 6) Quado V aumeta, a itesidade da orça elétrica experimetada pelo pósitro a região dos campos elétrico e magético dimiui. Questão 9 Em uma residêcia, uma toreira elétrica, um secador de cabelos e uma lâmpada icadescete, de potêcias elétricas de 4.8 W, de.34 W e de 6 W, respectivamete, estão coectados em paralelo etre si e em série com um disjutor de 7 A, em uma rede elétrica de correte alterada de diereça de potecial de V. Cosiderado que esses dispositivos são ligados o mesmo istate de tempo e que os ios codutores que compõem o circuito possuem resistêcia elétrica ula, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or correto. ) A correte elétrica total que lui o circuito é de, A. ) A resistêcia equivalete desse circuito é de, Ω. 4) A correte elétrica que lui a toreira elétrica é de 4 A. 8) A potêcia elétrica total dissipada o circuito é de W. 6) O disjutor ão resiste e abre quado esses dispositivos são todos ligados ao mesmo tempo. Questão Dois ios codutores A e B, retos, iiitos e paralelos estão dispostos o vácuo, ode a permeabilidade magética vale 7 4π x T.m/A, e distaciados um do outro por cm. Ambos são percorridos por corretes elétricas de A que luem o mesmo setido. Com base essas iormações e cosiderado um poto P situado a cm de A e de B, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or correto. ) Os ios se atraem mutuamete com uma orça, por metro de comprimeto dos ios, de 4 x N. ) O módulo do campo magético gerado pelo io A o poto P é de 4 x T. 4) O módulo da orça magética gerada pelo io B o 7 poto P é de 4 x N. π 8) A orça magética resultate o poto P possui a mesma direção e o mesmo setido da correte elétrica os ios. 6) O módulo do campo magético resultate em P é de 4 x T. GABARITO Vestibular de Verão 3 Prova 3 9