Este documento fornece valores numéricos de várias constantes e grandezas físicas importantes, como a aceleração da gravidade, calor específico da água, carga do elétron, constante de Planck, entre outras. Além disso, apresenta uma tabela trigonométrica, diagrama do espectro eletromagnético e nove questões sobre óptica, mecânica, termodinâmica e modelo atômico de Bohr.

1. VALORES DE CONSTANTES E GRANDEZAS FÍSICAS file:///E:/CAPITÃO/VESTIBULAR/PROV VEST/UFMG/UFMG-2000-2ª.htm
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PROVA DE FÍSICA
VALORES DE CONSTANTES E GRANDEZAS FÍSICAS
- aceleração da gravidade g = 10 m/s2
- calor específico da água c = 1,0 cal/(g ºC) = 4,2 x 103 J/(kg ºC)
- carga do elétron e = 1,6 x 10 _19 C
9 2 2
- constante da lei de Coulomb k = 9,0 x 10 Nm /C
23 _1
- constante de Avogadro NA = 6,0 x 10 mol
_11 2 2
- constante de gravitação universal G = 6,7 x 10 Nm /kg
- constante de Planck h = 6,6 x 10 _34 J s
- constante universal dos gases R = 8,3 J/(mol K)
3 3
- densidade da água d = 1,0 x 10 kg/m
- índice de refração da água nágua = 1,3
- índice de refração do ar nar = 1,0
- índice de refração do vidro nvidro = 1,5
- massa do elétron melétron = 9,1 x 10 _31 kg
- massa do próton mpróton = 1,7 x 10 _27 kg
- velocidade da luz no vácuo c = 3,0 x 108 m/s
- velocidade do som no ar vsom = 340 m/s
TABELA TRIGONOMÉTRICA
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DIAGRAMA DO ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO
PROVA DE FÍSICA
QUESTÃO 01
A figura representa esquematicamente um olho humano.
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Suponha que a córnea e o cristalino do olho formem uma lente fina, que está a 2,2 cm de distância da
retina. Essa lente é deformável, ou seja, sua distância focal pode ser modificada, alterando-se seu
perfil, de modo a formar uma imagem nítida na retina.
Com base nessas informações,
1. DETERMINE a distância focal da lente quando se observa um objeto muito distante.
JUSTIFIQUE sua resposta.
2. Em um olho míope, as imagens são formadas antes da retina. Uma técnica cirúrgica para corrigir a
miopia consiste no uso de um laser para "esculpir" a córnea, a fim de modificar a convergência do
conjunto córnea/cristalino.
A figura mostra, de forma esquemática, o perfil da córnea de um olho míope.
DESENHE, sobre essa mesma figura, como deve ficar o perfil da córnea após uma cirurgia de
correção de miopia.
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JUSTIFIQUE sua resposta.
QUESTÃO 02
A figura mostra uma corrente formada por três elos. A massa de cada elo é de 100 g e uma força
2
vertical puxa essa corrente para cima. A corrente sobe com uma aceleração de 3,0 m/s .
Considerando essas informações, CALCULE
1. o módulo da força que puxa a corrente.
2. o módulo da força resultante que atua sobre o elo do meio.
3. o módulo da força que o elo do meio faz sobre o elo de baixo.
QUESTÃO 03
A figura I mostra uma caixa de aço, cúbica e oca, formada por duas metades. A aresta do cubo mede
0,30 m.
Essas duas metades são unidas e o ar do interior da caixa é retirado até que a pressão interna seja de
0,10 atm.
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Isso feito, duas pessoas puxam cada uma das metades da caixa, tentando separá-las, como mostra a
figura II.
A pressão atmosférica é de 1,0 atm (1 atm = 1,0 x 105 N/m2).
Considerando as informações dadas, RESPONDA:
Nessa situação, as pessoas conseguirão separar as duas metades dessa caixa?
Justifique sua resposta, apresentando os cálculos necessários.
QUESTÃO 04
Na bateria de um automóvel, há as seguintes especificações: 12 V e 40 Ah (Ampère-hora). Esse
automóvel foi deixado com dois faróis e dois faroletes acesos. A potência das lâmpadas de cada farol
é de 30 W e a de cada farolete é de 10 W.
1. DETERMINE a grandeza física associada à especificação Ah.
JUSTIFIQUE sua resposta.
2. CALCULE o tempo decorrido desde o instante em que os faróis e os faroletes do automóvel foram
ligados até o momento em que a bateria se descarregou totalmente.
Despreze a resistência interna da bateria.
3. RESPONDA: Em uma situação real, o tempo para a descarga total da bateria é maior, menor ou
igual ao calculado no item 2?
JUSTIFIQUE sua resposta.
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QUESTÃO 05
As máquinas térmicas funcionam em ciclos. Em cada ciclo, elas absorvem calor de uma fonte quente,
produzem trabalho e cedem calor a uma fonte fria.
Uma indústria precisa adquirir uma máquina que opere com a fonte quente a 600 K e com a fonte fria a
300 K. Foram-lhe apresentadas três propostas, resumidas abaixo, de máquinas com características
básicas diferentes.
Para cada proposta, EXPLIQUE se o funcionamento da máquina descrita é compatível com as leis da
Física. Em caso afirmativo, CALCULE a eficiência da máquina.
1. Proposta I: Em cada ciclo, a máquina retira 400 J da fonte quente, realiza 200 J de trabalho e cede
250 J para a fonte fria.
2. Proposta II: Em cada ciclo, a máquina retira 400 J da fonte quente e realiza essa mesma
quantidade de trabalho.
3. Proposta III: Em cada ciclo, a máquina retira 400 J da fonte quente, realiza 100 J de
trabalho e cede 300 J para a fonte fria.
QUESTÃO 06
A figura mostra uma harpa, instrumento musical construído com várias cordas, de comprimentos
diferentes, presas em suas extremidades.
1. Considere que uma das cordas da harpa vibra com sua menor freqüência possível.
Nessa situação, como se relacionam o comprimento da corda e o comprimento de onda da onda?
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justifique sua resposta.
2. Considere, agora, duas cordas da harpa, uma delas com o dobro do comprimento da outra.
Suponha que, nessas cordas, a velocidade de propagação das ondas é a mesma.
Assim sendo, CALCULE a relação entre as freqüências fundamentais das ondas produzidas
nessas duas cordas.
QUESTÃO 07
A figura mostra um tipo de "gato", prática ilegal e extremamente perigosa usada para roubar energia
elétrica.
Esse "gato" consiste em algumas espiras de fio colocadas próximas a uma linha de corrente elétrica
alternada de alta voltagem. Nas extremidades do fio que forma as espiras, podem ser ligadas, por
exemplo, lâmpadas, que se acendem.
EXPLIQUE o princípio físico de funcionamento desse "gato".
QUESTÃO 08
O modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio pressupõe que o elétron descreve uma órbita circular de
raio R em torno do próton.
O módulo da força elétrica de atração entre o próton e o elétron é dado pela expressão
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,
em que k é uma constante e q , a carga do elétron.
1. Assim sendo, DETERMINE a expressão para a energia cinética do elétron em termos de k, q e R.
2. A energia mecânica total do elétron é expressa por
.
Assim sendo, EXPLIQUE a que se deve a diferença entre essa energia mecânica total e o resultado
encontrado no item 1 para a energia cinética.
QUESTÃO 09
O principal processo de produção de energia na superfície do Sol resulta da fusão de átomos de
hidrogênio para formar átomos de hélio. De uma forma bem simplificada, esse processo pode ser
descrito como a fusão de quatro átomos de hidrogênio (mH = 1,67 x 10 _27 kg) para formar um átomo
de hélio (mHe = 6,65 x 10 _27 kg).
Suponha que ocorram 1038 reações desse tipo a cada segundo.
1. Considerando essas informações, EXPLIQUE como essa reação pode produzir energia.
2. Com base nas suposições feitas, CALCULE a quantidade de energia liberada a cada segundo.
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