Fisica exercicios resolvidos 004

FÍSICA
DADOS
2
m N.m m m
g = 10 k0 = 9,0 × 10 9 c = 3,0 × 10 8 vsom = 340 T (K) = 273 + T(oC)
s2 C2 s s

1 2  
01) d = d0 + v0t + at 13) p = mv 25) v = λf
2
F q1q2
02) v = v0 + at 14) p = 26) F = k0
A d2

 F
03) v2 = v 2 + 2a∆d 15) p = p0 + ρgh 27) E =
0 q
q
04) v= ω R 16) pV = nRT 28) V = k0
d
v2 k A ΔT
05) ac = = ω2 R 17) Φ = 29) Req = R1 + R2 + ... + Rn
R L
  Q 1 1 1 1
06) F = ma 18) Φ = 30) = + + ... +
ΔT Req R1 R2 Rn
  p1V1 p2V2 V
07) P = mg 19) = 31) R =
T1 T2 i
08) f a = µN 20) Q = mc∆T = C∆T 32) P = Vi
V2
09) τ = Fd cosθ 21) Q = mL 33) P = Ri 2 =
R
∑ε
10) Ep = mgh 22) τ = p∆V 34) i =
∑R
1 ΔΦ
11) Ec = mv2 23) ∆U = Q – τ 35) ε = − N
2 Δt
 1 1 1
12) t = 2π 24) = +
g f p p'
Instruções:
Algumas das questões de Física são adaptações de situações reais. Alguns dados e condições
foram modificados para facilitar o trabalho dos candidatos. Ressaltamos a necessidade de uma
leitura atenta e completa do enunciado antes de responder à questão.

Questão 21

Os diagramas de posição versus tempo, x x t, mostrados a seguir, representam os movimentos
retilíneos de quatro corpos.

COPERVE CONCURSO VESTIBULAR-UFSC/2010 PROVA 2: AMARELA 1

A B C D
x x
x
x
0 t’ t 0 t’ t

0 t’ t 0 t’ t

Em relação ao intervalo de tempo entre os instantes 0 e t’, é CORRETO afirmar que:

01. a velocidade média entre os instantes 0 e t’, das curvas representadas nos gráficos, é
numericamente igual ao coeficiente angular da reta que passa pelos pontos que indicam as
posições nestes dois instantes.
Verdadeiro: Em gráficos de x em função de t, a velocidade média é numericamente igual ao
coeficiente angular da reta.
02. o movimento do corpo representado no diagrama D, no intervalo entre 0 e t’, é retilíneo
uniformemente retardado.
Falso: Como a < 0 e v < 0, o movimento é Retilíneo Acelerado.
04. no instante t0 = 0 , o corpo, cujo movimento é representado no diagrama C, está na origem do
referencial.
Falso: No t0 = 0 o corpo está em x ≠ 0 , portanto não é a origem do referencial.
08. no movimento representado no diagrama B, no intervalo de tempo entre 0 e t’, o corpo vai se
aproximando da origem do referencial.
Falso: No intervalo de tempo de 0 a t’, o corpo está se afastando da origem do referencial.
16. no movimento representado no diagrama A, a velocidade inicial do corpo é nula.
Verdadeiro: No vértice da parábola a velocidade é nula, pois o coeficiente angular da reta é nulo.
32. o movimento do corpo representado no diagrama B, no intervalo de tempo entre 0 e t’, é retilíneo
uniformemente acelerado.
Falso: Como a > 0 e v < 0 o movimento é retilíneo retardado.
64. o movimento representado no diagrama B poderia ser o de um corpo lançado verticalmente
para cima.
Verdadeiro.

Gabarito: 81


Questão 22 eixo
Rotor é um brinquedo que pode ser visto em parques de diversões. R
Consiste em um grande cilindro de raio R que pode girar em torno de seu
eixo vertical central. Após a entrada das pessoas no rotor, elas se
encostam nas suas paredes e este começa a girar. O rotor aumenta sua
velocidade de rotação até que as pessoas atinjam uma velocidade v,
quando, então, o piso é retirado. As pessoas ficam suspensas, como se
estivessem “ligadas” à parede interna do cilindro enquanto o mesmo está
girando, sem nenhum apoio debaixo dos pés e vendo um buraco abaixo
delas.

Em relação à situação descrita, é CORRETO afirmar que:
01. a força normal, ou seja, a força que a parede faz sobre uma pessoa encostada na parede do
rotor em movimento, é uma força centrípeta.
Verdadeiro.
02. se duas pessoas dentro do rotor tiverem massas diferentes, aquela que tiver maior massa será a
que terá maior chance de deslizar e cair no buraco abaixo de seus pés.
Falso: O atrito independe da massa.
04. o coeficiente de atrito estático entre a superfície do rotor e as roupas de cada pessoa dentro dele
gR
deve ser maior ou igual a .
v2
m.v ²
Fc = N mi. = m.g
fat = P R
Verdadeiro: como, m.v ² então:
mi.N = m.g =N g.R
R mi =
V²
Ps: mi = μ (coeficiente de atrito)
é proporcional ao raio do rotor.
Falso: O coeficiente de atrito depende das superfícies de contato
é proporcional à velocidade v do rotor.
Falso.

Gabarito: 05

Questão 23
Dois patinadores, um homem e um menino, de massas respectivamente iguais a 60 kg e 30 kg,
estão em pé, de frente um para o outro, em repouso, sobre uma superfície de gelo, lisa, plana e
horizontal. Quando um empurra o outro, o homem adquire uma velocidade de 0,3 m/s em relação ao
gelo.


Considerando desprezível o atrito entre os patins dos patinadores e o gelo, assinale a(s)
proposição(ões) CORRETA(S).
01. A distância entre os patinadores 2,0 s após eles se separarem é de 1,8 m.
Verdadeiro: Considerando a distancia inicial entre os patinadores igual a zero e a velocidade relativa
igual a 0,9 m/s, em 2 segundos temos que:
d = v.t => d = 0,9*2 => d = 1,8m
02. A energia mecânica do sistema homem-menino se conserva.
Falso: Devido a mudança no valor da velocidade, haverá mudança na energia cinética dos
patinadores.
04. As forças que o homem e o menino fazem um sobre o outro são conservativas.
Falso: O trabalho realizado por essas forças em um percurso fechado é diferente de zero.
08. A força externa resultante sobre o sistema homem-menino é nula.
Verdadeiro: As forças externas são peso e normal, que se anulam.
16. Como a massa do homem é maior do que a do menino, a quantidade de movimento do sistema
tem o mesmo sentido que a quantidade de movimento do homem.
Falso: Para que a quantidade de movimento do sistema fique constante e igual a zero, o homem e o
menino devem ter quantidades de movimento com sentidos opostos após se empurrarem.
32. As forças internas que atuam no sistema homem-menino não alteram a quantidade de
movimento total do sistema.
Verdadeiro: Como FR_ext = 0 , o sistema é isolado. As forças internas não alteram a quantidade de
movimento do sistema.

Gabarito: 41

Questão 24

Em relação a fenômenos eletrostáticos, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

01. Se uma barra de vidro positivamente carregada atrair um objeto suspenso, este objeto estará
carregado negativamente e se a mesma barra repelir um objeto suspenso, este segundo objeto
estará positivamente carregado.
Falso: O objeto atraído pela barra pode estar carregado negativamente ou neutro.
02. A carga elétrica é conservada, mas não quantizada.
Falso: A carga elétrica é quantizada. e = 1,6.10 −19 C
04. A força elétrica que um pequeno corpo eletricamente carregado exerce sobre outro se altera ao
aproximarmos dele outros corpos também carregados.
Falso: A interação entre os dois corpos carregados não se alterará, com a aproximação.
08. O potencial elétrico no centro de uma pequena esfera carregada tem o mesmo valor do potencial
elétrico na sua superfície.
Verdadeiro: O potencial elétrico em uma esfera carregada é constante em qualquer ponto interno à
esfera ou na superfície.
16. Se uma barra de vidro for eletricamente carregada por atrito, fica com excesso de carga no local
onde foi atritada.
Verdadeiro.

Gabarito: 24


Questão 25

Nos circuitos abaixo, A e B são duas lâmpadas cujos filamentos têm resistências iguais; R é a
resistência de outro dispositivo elétrico; ε é uma bateria de resistência elétrica desprezível; e I é um
interruptor aberto.

A B A B

ε ε ε ε ε

(1) (2) (3) (4) (5)

Sabendo-se que o brilho das lâmpadas cresce quando a intensidade da corrente elétrica aumenta, é
CORRETO afirmar que:

01. no circuito 1, a lâmpada A brilha mais do que a B.
Falso: Como as lâmpadas estão em série, são percorridas pela mesma corrente. Portanto, terão o
mesmo brilho.
02. no circuito 2, as lâmpadas A e B têm o mesmo brilho.
Verdadeiro: Lâmpadas em série -> mesma corrente -> mesmo brilho.
04. no circuito 3, uma das lâmpadas brilha mais do que a outra.
Falso: Como as lâmpadas são iguais, serão percorridas pela mesma corrente, o que fará com que
tenham o mesmo brilho.
08. no circuito 4, a lâmpada B brilha mais do que a A.
Verdadeiro: Como a lâmpada A está em série com outro resistor, será percorrida por uma corrente
menor que a que passa em B. Assim, B brilha mais.
16. no circuito 5, se o interruptor I for fechado, aumenta o brilho da lâmpada B.
Falso: Fechando o interruptor, a lâmpada B entra em curto-circuito e apaga.

Gabarito: 10

Questão 26

Um pêndulo simples de comprimento 4,0 m possui em sua extremidade uma esfera de 2,0 kg de
massa. O pêndulo é colocado para oscilar a partir do repouso, em A. Quando o fio estiver na vertical,
passando por B, o mesmo tem parte do seu movimento interrompido por um prego. A esfera percorre
a trajetória tracejada representada na figura, alcançando só até o ponto C.



COPERVE CONCURSO VESTIBULAR-UFSC/2010
prego PROVA 2: AMARELA 5
A C

20 cm
Em relação ao exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

01. O módulo da velocidade da esfera em A é igual ao módulo da velocidade em C.
Verdadeiro: Nos pontos A e C a velocidade é NULA.
02. A energia potencial gravitacional da esfera em A é a mesma que em C e a variação da energia
potencial entre B e C vale 4,0 J.
Verdadeiro: Como os pontos A e C estão no mesmo nível a energia potencial gravitacional desses
pontos em relação a qualquer referencial será a mesma. A variação da energia potencial entre B
e C é dado por:
dE P _ BC = E PC − E PB = m.g.hC − m.g.hB
2.10.0,2 − 2.10.0
dEP _ BC = 4 J
04. A velocidade da esfera em B é máxima e vale 4,0 m/s.
Falso: Em B a velocidade é máxima e a relação de energia é:
EC _ B = EP _ A
m.v ²
= m.g.h
2
v ² = 2.10.0,2
v² = 4
v = 2m / s
08. A tensão no fio em C é maior do que em A.
Falso: A tensão em C será menor que em A.
16. A velocidade angular da esfera em A é igual à velocidade angular em B e menor que a
velocidade angular em C.
Falso: A velocidade angular da esfera A é NULA.
32. O tempo que a esfera leva de A até B é igual ao tempo de B até C, pois este tempo não depende
do comprimento do pêndulo.
Falso: Pois o tempo depende do comprimento do fio.
l
T = 2. pi.
g
Ps: pi = π

Gabarito: 03


Questão 27

Admita uma máquina térmica hipotética e ideal que funcione de acordo com o ciclo representado no
gráfico de pressão versus volume (p x V) abaixo.

p(105Pa)

A B
8

pC C
T1

T2

1 D
E T4 T3
5 7 9 12 -3 3
V(10 m )
Sabendo que a transformação CD é adiabática, com base na primeira Lei da Termodinâmica e no
gráfico acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

01. A transformação BC é isotérmica. A energia absorvida pelo gás na forma de calor é transformada
parcialmente em trabalho.
Falso: ΔU = Q – J (Isotérmica: ΔU = 0), assim: Q = W (o Calor absorvido é totalmente transformado
em trabalho).
02. Na transformação AB o gás sofre uma expansão isobárica, realizando um trabalho de 1,6 kJ
sobre a vizinhança.
Verdadeiro:
W = p.dV
W = 8.105.(7 − 5).10 −3
W = 16.10 2
W = 1,6.103
W = 1,6kJ


04. Sabendo que a temperatura T2 vale 900 K, podemos afirmar que a temperatura T1 vale 1260 K e
5
a pressão no estado C vale aproximadamente 6,22.10 Pa.
Verdadeiro:
−3
PA .VA PB .VB 5.10 −3 7.10 −3
= → =
TA TB 900 T1
7.900
T1 = → T1 = 1260 K
5
PB .VB PC .VC
= → 8.105.7 −3 = PC .9.10 −3
TB TC
8.10 −5.7
PC = → PC ≅ 6,22.105 Pa
7
08. Na transformação cíclica – ABCDEA – apresentada, a variação da energia interna é zero, ou
seja, a temperatura não varia durante todo o ciclo.
Falso: ΔU = 0 porque a temperatura inicial e a final são iguais.
16. A transformação CD é uma compressão adiabática, onde a temperatura do gás diminui devido
ao trabalho realizado sobre a vizinhança.
Falso: CD é expansão adiabática.

32. A transformação EA é isocórica. O aumento da temperatura do sistema, e consequentemente o
aumento da energia interna, se deve ao calor recebido da vizinhança.
Verdadeiro: Isotérmica: W = 0 => ΔU = Q

Gabarito: 38

Questão 28

O tipo de panela mais recomendado, por questões de saúde, é a panela de aço inox. Entretanto, o
aço inox tem uma baixa condutividade térmica. Para solucionar este problema, os fabricantes fazem
uso de um difusor de calor, geralmente de alumínio, cujo objetivo é melhorar a condutividade e
homogeneizar a transferência de calor no fundo da panela.

Dados:
- condutividade térmica do alumínio = 60 cal/s.m.°C
- calor latente de vaporização da água = 540 cal/g
- calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g
- calor específico da água = 1 cal/g.°C
- calor específico do gelo = 0,5 cal/g.°C

Difusor de Alumínio
Área: 3.10− m
2 2
Aço Inox
Alumínio
Espessura: 0,5 cm Aço Inox

Em relação ao exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).


01. O fluxo de calor através do difusor depende da sua geometria, do material e da diferença de
temperatura entre as faces inferior e superior.
K . A.dT
Verdadeiro: I = , onde K = material, dT = diferença de temperatura e L = geometria
L
02. Supondo que a face inferior do difusor está a 105 °C e a face superior está a 100 °C, o fluxo de
calor através do difusor é 1,8 cal/s.

60.3.10 −2.5
Falso: I = → I = 1800cal / s
0,5.10 −2
04. O calor recebido por uma substância dentro da panela pode causar mudança de temperatura,
mudança de fase ou ambas.
Verdadeiro.
08. O fundo da panela aquece a água colocada no seu interior unicamente por convecção, que
envolve o transporte de matéria de uma região quente para uma região fria e vice-versa.
Falso: A transmissão de calor da panela para a água não se dá unicamente por convecção.
16. Supondo um fluxo de calor através do fundo da panela de 2,0 kcal/s, e que dentro dela foi
colocado 150 g de gelo a −10 °C, serão necessários aproximadamente 6,4 segundos para fundir
2/3 do gelo.
Q = m.c.dT Q = m.L
Falso: Q = 150.0,5.10 Q = 150.80
Q = 750cal Q = 12000cal
Q = 12750 cal
12750
1s → 2000cal x=
2000
x → 12750cal
x ≅ 6,45s
Logo, leva 6,45s para fundir todo o gelo.
32. O difusor de alumínio é aquecido por radiação proveniente da chama da boca do fogão.
Falso: Ele recebe o calor do aço inox por condução térmica.

Gabarito: 05

Questão 29

Pedrinho, após uma aula de Física, resolveu verificar experi-
mentalmente o que tinha estudado até o momento. Para tal
experimento, ele usou uma bobina com 50 espiras, um ímã preso a
N
um suporte não condutor e uma lâmpada incandescente de 5 W de
potência. O experimento consistia em mover o ímã para dentro e
para fora da bobina, repetidamente. S

Ao terminar o experimento, Pedrinho fez algumas observações, que
estão listadas na forma de proposições.


Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

01. O módulo da força eletromotriz induzida na bobina é diretamente proporcional à variação do fluxo
magnético em função da distância.
dt,
Falso: ε = -N.dϕ/ o módula da força eletromotriz da bobina é diretamente proporcional a variação
do fluxo magnético em função do tempo.
02. É difícil mover o ímã dentro da bobina, pois o campo magnético de cada espira oferece uma
resistência ao movimento do ímã. Isto é explicado pela Lei de Lenz.
Verdadeiro.
04. Se a corrente na lâmpada for de 2 A, a força eletromotriz induzida em cada espira da bobina
é 0,05 V.
Verdadeiro.
P = V.i
2,5
5 = V.2 Em cada espira será: = 0,05V
50
5
V = = 2,5V
2
Ps: V = ε
08. A frequência do movimento do ímã no interior da bobina não interfere na luminosidade da
lâmpada.
Falso: A frequência altera a luminosidade, pois alterará a variação do fluxo magnético.
16. Para haver uma corrente induzida na bobina é necessário que o circuito esteja fechado.
Verdadeiro.
32. O trabalho realizado para mover o ímã para dentro e para fora da bobina é transformado
integralmente em energia luminosa na lâmpada.
Falso: Parte da energia é convertida em calor por Efeito Joule.

Gabarito: 22

Questão 30

Em relação às ondas e aos fenômenos ondulatórios, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

01. A variação da frequência das ondas percebidas por um observador, devido ao movimento relativo
entre este e a fonte geradora das ondas, é explicada pelo efeito Doppler.
Verdadeiro.
02. Uma onda, que se propaga em determinado meio, terá uma velocidade que depende deste meio
e uma frequência definida pela fonte da onda.
Verdadeiro.
04. A velocidade de uma onda em um determinado meio é de 120 m/s, para uma frequência de
60 Hz. Dobrando a frequência, a velocidade da onda neste meio também dobra.
Falso: A velocidade só depende do meio, portanto, continua igual.
08. Dois instrumentos musicais, emitindo a mesma nota musical, são diferenciados um do outro pela
altura do som.
Falso: O que os diferencia é o timbre.


16. A refração é caracterizada pela mudança de direção de propagação da onda ao mudar de meio.
Falso: É a mudança no valor da velocidade da onda que caracteriza a refração.

Gabarito: 03


Fisica exercicios resolvidos 004

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