O documento apresenta a resolução de uma prova de física do vestibular da UFMG em 2008, dividida em 9 questões resolvidas passo a passo com diagramas e explicações detalhadas.
1. Prova de Física do Vestibular UFMG 2008 resolvida
Primeira Etapa
Pedro Filgueiras
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Primeiramente, devemos fazer o diagrama de forças para cada bloco, decompondo a
força Peso em duas, de acordo com o plano de coordenadas do sistema.
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Bloco 1:
Bloco 2:
Desprezando os atritos entre as superfícies e a resistência do ar, atuam nos blocos
apenas as forças Peso e Normal. A normal se anula com a força Py, restando apenas a
componente Px do Peso. Como a aceleração imposta por essa força é exatamente a mesma para
qualquer corpo, os dois blocos terão a mesma aceleração, conseqüentemente estarão sempre
juntos durante todo o movimento de descida. Logo a resposta correta seria a letra A.
O avião está em trajetória circular, em apenas um plano (horizontal) e com velocidade
de módulo constante. Essas informações nos fazem concluir que o avião está realizando um
Movimento Circular Uniforme.
Sendo assim, a força resultante é somente a Força Centrípeta, que aponta sempre para o
centro do círculo característico do movimento.
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Logo, a resultante das forças estará sempre atuando no plano do movimento, ou seja, na
horizontal. Portanto, a resposta correta seria a letra A.
Primeiro, vamos definir o conceito de Energia Potencial Gravitacional (Epg), Energia
Cinética (Ec) e Energia Total (Et) de um corpo.
Epg é definida pela massa e altura do corpo em relação a um referencial.
Epg ൌ ݉ܽܽݏݏ ݔ ݈ܽܿ݁݁ܽݎçã ݀ܽ ݃݁݀ܽ݀݅ݒܽݎ ݔ ݈ܽܽݎݑݐ
Ec é definida pela massa e velocidade do corpo.
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ܧc ൌ
1
2
ݔ ݉ܽܽݏݏ ݔ ሺ݈݁݀ܽ݀݅ܿ݁ݒሻଶ
Et é definida pela soma das energias cinética e potenciais do corpo. No caso:
ܧt ൌ ܧc ܧpg
Como o carrinho é solto do ponto M, que está a uma altura, e só consegue chegar até o
ponto Q, menor do que o ponto M, concluímos que existe atrito entre o carrinho e o trilho e/ou
resistência do ar, já que parte da energia inicial do carrinho é desperdiçada durante o
movimento.
Começamos, então, a analisar comparativamente, primeiro Ecn e Ecp. Por causa da perda
de energia explica no parágrafo acima, a ܧt em N é maior que a ܧt em P. Como os pontos N e P
estão exatamente à mesma altura, a Epg do carrinho é a mesma nos dois pontos. Portanto a perda
de energia pelo atrito e/ou resistência do ar, será caracterizada na energia cinética, que será
menor no ponto P do que no ponto N. Logo, Ecn > Ecp.
Como há perda de energia durante o trajeto entre os pontos P e Q, a Etp > Etq.
Logo, a resposta correta seria a letra D.
Para que a cozinheira se queime, é necessário que haja uma grande de transferência de
calor em pouco tempo, do objeto para a mão. E, a taxa com que o calor flui de um corpo para
outro é diretamente proporcional à condutividade térmica dos materiais. Como a condutividade
térmica de metais ou vidro é claramente superior à do bolo, o calor se transfere rapidamente do
tabuleiro para a mão da cozinheira, queimando-a. Portanto, a resposta correta seria a letra B.
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Como a freqüência de uma onda depende única e exclusivamente da sua fonte geradora,
independente da mudança do meio ou de reflexão sua freqüência permanece inalterada. Logo a
resposta correta seria a letra C.
Isso ocorre, porque a velocidade da luz no ar é maior do que a do som. Vemos o avião
praticamente em sua posição real, devido à altíssima velocidade da luz. Como o avião encontra-
se a uma grande altura, o som emitido por ele demora certo tempo para poder ser ouvido no
chão. Portanto, parece que o som provém de uma região atrás da posição instantânea do avião.
Logo, a resposta correta seria a letra C.
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Como os sinais foram emitidos da mesma distância em relação à Terra, e ambos foram
refletidos para serem captados em Marte, a distância percorrida pelos dois sinais são exatamente
a mesma.
E, como a onda de rádio se propaga à velocidade da luz no vácuo, independente da
velocidade da sua fonte geradora, a velocidade de ambos os sinais é a mesma.
Como a velocidade média e definida pela distância percorrida e pelo tempo, pode-se
achar o tempo dessa forma:
݉݁ݐ ൌ
݀݅ݐݏâ݊ܿ݅ܽ
݈݁݀ܽ݀݅ܿ݁ݒ
Podemos concluir, então, que o tempo de viagem dos sinais é o mesmo. Portanto, a
resposta correta seria a letra D.
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Ao aproximar a esfera isolante carregada negativamente, os elétrons das esferas
metálicas se deslocam, afastando-se da esfera isolante, formando regiões com alta concentração
de elétrons e regiões com baixa concentração de elétrons. Conseqüentemente, as esferas
metálicas tomam a seguinte configuração de cargas:
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Mantida essa configuração, o professor toca sua mão, eletricamente neutra, na parte
carregada negativamente da esfera S. É como se a esfera fosse aterrada, fazendo com que
elétrons se transfiram da esfera S para a mão, como se vê a seguir:
Como a esfera S, que antes do experimento era eletricamente neutra, perdeu parte dos
seus elétrons, ela agora tem carregamento positivo.
E a esfera R volta à sua disposição de elétrons original (eletricamente neutra) após a
retirada da esfera isolante, já que não houve perda ou ganho de elétrons por essa esfera.
Logo, a resposta correta seria a letra D.