Prova 3 Física. N ọ DE INSCRIÇÃO:

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1 Prova 3 QUESTÕES OBJETIIVAS N ọ DE ORDEM: NOME DO CANDIDATO: N ọ DE INSCRIÇÃO: IINSTRUÇÕES PARA A REALIIZAÇÃO DA PROVA. Coira os campos N ọ DE ORDEM, N ọ DE INSCRIÇÃO e NOME, coorme o que costa a etiqueta ixada em sua carteira.. Coira se o úmero do gabarito deste cadero correspode ao costate a etiqueta ixada em sua carteira. Se houver divergêcia, avise, imediatamete, o iscal. 3. É proibido olhear o Cadero de Provas ates do sial, às 9 horas. 4. Após o sial, coira se este cadero cotém questões objetivas e/ou qualquer tipo de deeito. Qualquer problema, avise, imediatamete, o iscal. 5. O tempo míimo de permaêcia a sala é de horas após o iício da resolução da prova. 6. No tempo destiado a esta prova (4 horas), está icluído o de preechimeto da Folha de Respostas. 7. Trascreva as respostas deste cadero para a Folha de Respostas. A resposta correta 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 alterativas e 8). 8. 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. 9. Se desejar, trascreva as respostas deste cadero o Rascuho para Aotação das Respostas, costate abaixo, e destaque-o, para retirá-lo hoje, esta sala, o horário das 3h5mi às 3h3mi, mediate apresetação do documeto de idetiicação do cadidato. Após esse período, ão haverá devolução. Corte a liha potilhada.... RASCUNHO PARA ANOTAÇÃO DAS RESPOSTAS PROVA 3 VERÃO N ọ DE ORDEM: NOME: UEM Comissão Cetral do Vestibular Uiicado GABARITO

2 Questão FÍSICA Aalise as alterativas abaixo e assiale o que or ) O gráico da velocidade em ução do tempo, para um móvel descrevedo um Movimeto Retilíeo e Uiorme, é uma reta paralela ao eixo dos tempos. ) O gráico da posição em ução do tempo, para um móvel descrevedo um movimeto Retilíeo e Uiorme, é uma reta, e o coeiciete agular dessa reta orece a velocidade do móvel. 4) O gráico do espaço percorrido em ução do tempo é uma reta para um móvel que realiza um Movimeto Uiorme qualquer. 8) O espaço percorrido por um móvel, em um dado itervalo de tempo, pode ser obtido calculado-se a área sob a curva do gráico da velocidade em ução do tempo, para aquele dado itervalo de tempo. 6) O gráico da velocidade em ução do tempo, para um móvel descrevedo um Movimeto Retilíeo Uiormemete Variado, é uma parábola. Questão 3 Com relação ao comportameto térmico dos gases ideais, assiale o que or ) Matedo-se a temperatura de uma amostra de gás ideal costate, a variação da pressão dessa amostra é iversamete proporcioal à variação de seu volume. ) Matedo-se a pressão de uma amostra de gás ideal costate, a temperatura da amostra é iversamete proporcioal ao volume dessa amostra. 4) Em codições idêticas de temperatura e pressão, gases que ocupam volumes idêticos possuem o mesmo úmero de partículas. 8) A eergia ciética média das partículas de uma amostra de gás ideal é diretamete proporcioal à temperatura da amostra. 6) Matedo-se o volume costate, a pressão de uma amostra de gás ideal é diretamete proporcioal à velocidade média das partículas desse gás elevada ao quadrado. Questão Aalise as alterativas abaixo e assiale o que or ) No Sistema Iteracioal de Uidades, a uidade de desidade volumétrica é o kg/m 3. ) A pressão é uma gradeza escalar. 4) A diereça de pressão etre dois potos o iterior de um líquido homogêeo em repouso é proporcioal à diereça da altura etre esses dois potos. 8) A pressão que uma orça exerce sobre um objeto é diretamete proporcioal à área sobre a qual a orça é aplicada. 6) Quado um corpo é imerso em um líquido, uma orça, a direção vertical, é exercida sobre o corpo, e o módulo dessa orça é diretamete proporcioal ao volume do líquido deslocado. GABARITO Vestibular de Verão/ Prova 3

3 Questão 4 Uma barra homogêea de 5 cm de comprimeto e kg de massa, a ºC, é costituída por uma substâcia de coeiciete de dilatação liear de. -6 ºC - e calor especíico de,5 cal/(gºc). Uma certa quatidade de calor é orecida à barra, e sua temperatura é elevada a 5 ºC. Desprezado as perdas de calor para o meio, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or ) A quatidade de calor orecida à barra é de aproximadamete,5. 4 cal. ) A variação do comprimeto da barra é de aproximadamete cm. 4) A capacidade térmica da barra é de aproximadamete 5 cal/ºc. 8) Se o coeiciete de dilatação liear da barra osse o dobro, a quatidade de calor ecessário para variar a temperatura da barra de ºC até 5ºC seria de aproximadamete 3,. 4 cal. 6) A desidade liear de massa da barra permaece pereitamete ialterada quado a barra é aquecida de ºC até 5ºC. Questão 6 Sobre os coceitos relativos à ormação de campos magéticos e à atuação de orças magéticas, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or ) Um ímã, ou um codutor metálico percorrido por uma correte elétrica, origia um campo magético a região do espaço que o evolve. ) O campo magético o iterior de um soleoide é diretamete proporcioal à itesidade da correte elétrica que lui o soleoide e ao úmero de espiras desse soleoide. 4) A orça magética que surge em um io codutor percorrido por uma correte elétrica é perpedicular à direção de propagação das cargas elétricas esse codutor. 8) Codutores elétricos paralelos percorridos por corretes elétricas de mesmo setido se repelem. 6) O vetor campo magético, em cada poto do espaço ode existe um campo magético, é tagete às lihas do campo magético que passam por esse poto. Questão 5 Uma esera de kg é laçada horizotalmete de uma altura de 3 m com velocidade iicial de m/s. Cosiderado g 9,8 m/s e desprezado a resistêcia do ar, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or ) s após o laçameto, a esera atige a altura máxima. ) A esera atige o solo somete 3 s após o laçameto. 4) A eergia ciética iicial da esera é de aproximadamete J. 8) A ução horária da posição da esera a direção horizotal é uma ução de primeiro grau. 6) A variação da eergia potecial gravitacioal da esera, do istate em que ela é laçada até o istate em que ela atige o solo, é de aproximadamete 588 J. GABARITO Vestibular de Verão/ Prova 3 3

4 Questão 7 Quatro dispositivos elétricos idêticos são utilizados em cojuto com uma bateria alcalia a costrução de circuitos elétricos de correte cotíua. Com base essas iormações, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or ) Se esses dispositivos orem resistores elétricos ôhmicos e estiverem associados em série, a resistêcia elétrica do arrajo será máxima e os resistores serão percorridos pela mesma correte elétrica. ) Se esses dispositivos orem resistores elétricos ôhmicos e estiverem associados em paralelo, a potêcia dissipada o circuito elétrico será máxima e os resistores estarão submetidos à mesma diereça de potecial elétrico, quado os termiais da bateria orem coectados aos termiais desse arrajo. 4) Se esses dispositivos orem capacitores e estiverem associados em série, todos os capacitores estarão sob a mesma diereça de potecial e a capacitâcia do arrajo será máxima, quado os termiais da bateria orem coectados aos termiais do arrajo. 8) Se esses dispositivos orem capacitores e estiverem associados em paralelo, a carga elétrica total acumulada o arrajo será a meor possível, quado os termiais da bateria orem coectados aos termiais do arrajo. 6) Se esses dispositivos orem capacitores, quado os termiais da bateria orem coectados aos termiais de um arrajo ormado com esses capacitores, a eergia potecial elétrica total, acumulada o arrajo, será maior, quado os capacitores estiverem associados em paralelo. Questão 8 Uma ia placa metálica plaa e iiita A, disposta o vácuo ao ível do mar a posição horizotal, está ligada ao polo positivo de uma bateria de V. Uma outra placa metálica B, idêtica à A e ligada ao polo egativo da mesma bateria, é colocada em uma posição imediatamete acima de A, de orma que as duas placas permaeçam separadas por uma distâcia d 5 mm, ormado um capacitor de placas paralelas. Uma pequea esera metálica, de massa m e carga elétrica q, permaece em repouso quado é solta em um poto P qualquer equidistate a A e B. Com base essas iormações, adote que a eergia potecial gravitacioal é ula ao ível do mar, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or ) O campo elétrico o iterior das placas é uiorme, está direcioado a vertical, de baixo para cima, e possui módulo de,4 kv/m. ) O trabalho líquido que a orça elétrica realiza sobre a esera metálica é de 6 µj. 4) Quado a esera é trasladada a horizotal, o trabalho eetuado pela orça gravitacioal sobre essa esera é maior do que o trabalho eetuado pela orça elétrica que age sobre ela. 8) A carga elétrica que está acumulada a esera mg metálica é q, sedo E o módulo do campo E elétrico o iterior das placas. 6) A eergia potecial elétrica da esera é qed, equato sua eergia potecial gravitacioal é mgd. GABARITO Vestibular de Verão/ Prova 3 4

5 Questão 9 Um elétro de massa m e carga e desloca-se o vácuo em liha reta e com velocidade costate v. Ele etra em uma região do espaço ode existe um campo magético uiorme. Com base essas iormações, despreze os eeitos relativos à ação da gravidade, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or Dado: B é o vetor campo magético. ) Se v//b, o elétro descreverá um Movimeto Retilíeo e Uiorme a região do campo magético. ) Se v B, o elétro descreverá um Movimeto Circular e Uiorme a região do campo. 4) Se v B, o elétro descreverá uma trajetória circular a região do campo magético, a qual o módulo do raio da trajetória será mv. eb 8) Se v B, o elétro descreverá uma trajetória circular a região do campo magético, a qual o período de traslação do elétro a órbita circular será π m. eb 6) Se v é oblíqua a B, o elétro descreverá um Movimeto Helicoidal Retardado a região do campo magético. Questão Em relação ao Movimeto Circular e Uiorme, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or ) No Sistema Iteracioal de Uidades, a uidade da velocidade agular é o rad/s. ) O período de rotação é o itervalo de tempo em que um móvel, que descreve um Movimeto Circular e Uiorme, percorre um ciclo completo. 4) A aceleração cetrípeta é proporcioal à velocidade agular ao quadrado. 8) O módulo da velocidade tagecial é costate. 6) A aceleração tagecial é proporcioal à velocidade tagecial ao quadrado. Questão Com base os coceitos relacioados à óptica geométrica, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or ) Quato maior or o ídice de reração de um meio rerigete, meor será sua rerigêcia e maior será a velocidade de propagação da luz visível esse meio. ) Segudo a a. lei da reração, o raio lumioso icidete I, o raio reratado R e a ormal N à superície de separação S etre dois meios rerigetes pertecem ao mesmo plao. 4) Quado um raio de luz moocromática passa de um meio mais rerigete para um meio meos rerigete, o raio lumioso se aproxima da ormal. 8) O ídice de reração de um meio material depede das características ísicas da luz que se propaga esse meio. 6) Para qualquer par de meios materiais ode a luz visível possa se propagar, a razão etre o maior e o meor ídice de reração desses meios orece o âgulo limite para que o eômeo da relexão itera total possa ser observado. GABARITO Vestibular de Verão/ Prova 3 5

6 Questão Com relação aos coceitos de termodiâmica, assiale o que or ) A eergia total de um sistema isolado se matém costate. ) Quado uma máquia térmica opera em ciclos, toda a quatidade de calor retirada de uma ote quete pode ser itegralmete trasormada em trabalho. 4) Quado todas as etapas de operação de uma máquia térmica orem trasormações reversíveis, o redimeto dessa máquia será o máximo possível. 8) Em uma trasormação adiabática, o sistema termodiâmico troca calor com o meio extero. 6) Em uma trasormação isotérmica, a eergia itera de um sistema termodiâmico permaece costate. Questão 3 Ates de viajar, um motorista calibra os peus de seu automóvel com 3 psi (libra-orça/polegada ), utilizado gás itrogêio. Cosiderado que a temperatura dos peus, o mometo em que oram calibrados, era de 3ºC, que o volume itero de cada peu é de 5 l e adotado libra-orça 5, N; polegada,5 cm; K,4. -3 J/K e R 8, J/(mol.K), aalise as alterativas abaixo e assiale o que or ) No Sistema Iteracioal de Uidades, o valor dessa pressão é de aproximadamete,4. 5 N/m. ) O úmero de mols de itrogêio cotido em cada peu é de aproximadamete 5 mols. 4) Ao traegar com o automóvel em uma rodovia, a temperatura dos peus atige 53ºC. A essa temperatura, assumido que o volume itero desses peus ão se altera, a pressão o iterior deles é de aproximadamete 4,8. 5 N/m. 8) Se o motorista tivesse utilizado gás hélio, o úmero de mols de hélio, cotido em cada peu, seria de aproximadamete mols. 6) Se o motorista tivesse utilizado gás hélio, a eergia ciética média dos átomos de hélio, quado o motorista calibrou os peus, seria de aproximadamete 8. - J. Questão 4 Um bloco de 6 kg está em repouso sobre um plao icliado de 3º com a horizotal. Cosiderado g 9,8 m/s, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or ) O módulo da compoete da orça peso do bloco a direção perpedicular ao plao icliado é aproximadamete 5 N. ) A orça de atrito estático que o plao icliado exerce sobre o bloco está a direção paralela ao plao icliado e o setido ascedete. 4) Sedo o coeiciete de atrito estático etre o plao icliado e o bloco igual a,7, a orça de atrito que o plao icliado exerce sobre o bloco é de aproximadamete 48 N. 8) O módulo da orça ormal que o plao icliado exerce sobre o bloco é de aproximadamete 9 N. 6) A orça resultate que atua sobre o bloco é a própria orça de atrito que o plao icliado exerce sobre o bloco, pois é ela a resposável por mater esse bloco em repouso. GABARITO Vestibular de Verão/ Prova 3 6

7 Questão 5 A posição de um móvel, deslocado-se em liha reta, varia com o tempo a orma x() t 5+ t t, com x dado em metros e t em segudos. Com base essas iormações, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or ) A aceleração do móvel é egativa. ) No istate t,5 s, a velocidade do móvel é ula. 4) Etre os istates t s e t 5 s, o deslocameto é ulo. 8) Após t,5 s, o móvel desloca-se em setido oposto ao iicial. 6) O gráico da velocidade do móvel em ução do tempo é uma parábola com cocavidade para baixo. Questão 6 Aalise as alterativas abaixo e assiale o que or ) Quado dois corpos quaisquer são submetidos à eletrização por atrito, eles adquirem cargas elétricas de siais opostos, que são produzidas durate a ricção das uves eletrôicas dos átomos que compõem esses corpos. ) Corpos que apresetam excesso de cargas elétricas positivas são capazes de repelir corpos egativamete carregados. 4) Em um codutor elétrico metálico, as cargas elétricas em excesso se distribuem em sua superície extera, implicado que o campo elétrico em seu iterior é ulo. 8) Quado um corpo eletrizado A atrai um codutor elétrico B, o codutor B pode estar eletrizado com uma carga de sial oposto à carga de A, ou pode estar eletricamete eutro. 6) Em uma esera metálica carregada, as cargas elétricas em excesso se distribuem em sua superície extera, implicado que o potecial elétrico em seu iterior é costate. Questão 7 Com base os coceitos relacioados a odas e à ormação de odas em meios materiais, aalise as alterativas abaixo e assiale o que or ) Todos os potos de uma corda que é percorrida por uma oda estacioária realizam um movimeto circular e uiorme com amplitudes depedetes da posição do poto a corda. ) Todos os potos de uma corda que é percorrida por uma oda progressiva perazem um movimeto harmôico simples com a mesma amplitude. 4) As otas musicais em istrumetos de sopro, que possuem uma extremidade aberta, são ormadas pela superposição e pela polarização de odas estacioárias o iterior desses istrumetos. 8) Os vetres de uma oda estacioária em uma corda esticada são o resultado da itererêcia costrutiva de odas progressivas idêticas que percorrem essa corda com uma deasagem de 8 o. 6) Quado a experiêcia de Youg é coduzida com luz visível, os potos claros e escuros observados em um ateparo, deomiados rajas de itererêcia, são devidos à itererêcia que ocorre etre as retes de oda que emergem da eda dupla. GABARITO Vestibular de Verão/ Prova 3 7

8 Questão 8 Com relação ao ucioameto de istrumetos ópticos, assiale o que or ) Uma lupa, que utiliza uma lete covergete de grade covergêcia, cojuga uma imagem virtual, direita e maior de um objeto real colocado etre a lupa e seu plao ocal. ) Um telescópio reletor pode ser costruído com duas letes divergetes de baixa divergêcia a objetiva e a ocular e é utilizado para observar objetos o iiito ou muito distates. 4) Quado os ocos da objetiva e da ocular de um telescópio rerator coicidem, o aumeto desse telescópio é tato maior quato maior é a razão etre as distâcias ocais da objetiva e da ocular, as quais são letes covergetes. 8) Os projetores são costruídos com letes divergetes de elevada divergêcia e orecem uma imagem real, direita e maior, a qual pode ser projetada em um ateparo. 6) Os istrumetos ópticos de observação são compostos por letes covergetes ou divergetes e podem ser utilizados tato para a aproximação de objetos distates quato para a observação de objetos muito pequeos. Questão Aalise as alterativas abaixo e assiale o que or ) O pricípio da costâcia da velocidade da luz estabelece que a velocidade da luz o vácuo tem o mesmo valor para todos os observadores, qualquer que seja seu movimeto ou o movimeto da ote de luz. ) O pricípio da icerteza de Heiseberg estabelece que quato maior a precisão a determiação da posição de um corpo, meor é a precisão a determiação da velocidade desse corpo. 4) No modelo atômico de Bohr, os elétros descrevem órbitas elípticas em toro do úcleo atômico, com eergias diretamete proporcioais à distâcia desses elétros ao cetro do úcleo atômico. 8) Quado radiação ultravioleta icide sobre a superície polida de um metal de trasição, elétros podem ser arracados dessa superície em resposta ao eeito Compto relativo à iteração dessa radiação com os elétros de valêcia do metal. 6) A radioatividade cosiste a emissão de partículas e radiações eletromagéticas por úcleos atômicos istáveis que, após a emissão, trasormam-se em úcleos mais estáveis. Questão 9 Aalise as alterativas abaixo e assiale o que or ) Em um circuito elétrico, o trecho etre dois ós cosecutivos é deomiado ramo, e o cojuto de ramos, que ormam um percurso echado, é deomiado malha. ) Em um circuito elétrico, a soma das itesidades das orças eletromotrizes em um ó é ula. 4) Ao percorrer-se uma malha, em um percurso echado, a soma algébrica das itesidades de correte elétrica essa malha é ula. 8) A a. lei de Kirchho, ou lei dos ós, está baseada o pricípio da coservação da carga elétrica. 6) A a. lei de Kirchho, ou lei das malhas, está baseada o pricípio da coservação da eergia. GABARITO Vestibular de Verão/ Prova 3 8

9 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 L g T π m k vω r φ EScos θ E q σ S E c 3 kt ρ m V p F A p p + ρgh E ρvg FÍSICA Formulário e Costates s FORMULÁRIO L L ( +α T ) Q ml pv RT Q mc T Q c T p Φ KA (T T ) L 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 L v l B d Q C T F µ V P Vi Ri R V ε ri F BiLseθ kε A C d q C V ( ) U C V B µ i πr φ B φ B U B BScos θ Li Li 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,5 cal / g C L F (água) L V (água) 8 cal/ g 54 cal/ g cal 4,8 J atm L R,8 mol K atm,3 N/m 5 GABARITO Vestibular de Verão/ Prova 3 9