(1) Física

FÍ SI CA I nstrução: As questões 01 a 03 estão relacionadas ao enunciado abaixo. O tempo de reação tR de um condutor de um automóvel é definido como o intervalo de tempo decorrido entre o instante em que o condutor se depara com uma situação de perigo e o instante em que ele aciona os freios. (Considere dR e dF, respectivamente, as distâncias percorridas pelo veículo durante o tempo de reação e de frenagem; e dT, a distância total percorrida. Então, dT = dR + dF). Um automóvel trafega com velocidade constante de módulo v = 54,0 km/h em uma pista horizontal. Em dado instante, o condutor visualiza uma situação de perigo, e seu tempo de reação a essa situação é de 4/5 s, como ilustrado na sequência de figuras abaixo. 01. Considerando-se que a velocidade do automóvel permaneceu inalterada durante o tempo de reação tR, é correto afirmar que a distância dR é de (A) 3,0 m. (B) 12,0 m. (C) 43,2 m. (D) 60,0 m. (E) 67,5 m. 02. Ao reagir à situação de perigo iminente, o motorista aciona os freios, e a velocidade do automóvel passa a diminuir gradativamente, com aceleração constante de módulo 7,5 m/s2. Nessas condições, é correto afirmar que a distância dF é de (A) 2,0 m. (B) 6,0 m. (C) 15,0 m. (D) 24,0 m. (E) 30,0 m. 1 03. Em comparação com as distâncias dR e dF, já calculadas, e lembrando que dT = dR + dF, considere as seguintes afirmações sobre as distâncias percorridas pelo automóvel, agora com o dobro da velocidade inicial, isto é, 108 km/h. I - A distância percorrida pelo automóvel durante o tempo de reação do condutor é de 2dR. II - A distância percorrida pelo automóvel durante a frenagem é de 2dF. 2 III- A distância total automóvel é de 2dT. percorrida pelo Quais estão corretas? (A) Apenas I. (B) Apenas II. (C) Apenas I e II. (D) Apenas I e III. 3 2 (E) I, II e III. UFRGS – CV/2012 – FIS 04. A figura abaixo apresenta, em dois instantes, as velocidades v1 e v2 de um automóvel que, em um plano horizontal, se desloca numa pista circular. 06. As forças resultantes sobre m1 e m2 são, respectivamente, Com base nos dados da figura, e sabendo-se que os módulos dessas velocidades são tais que v1 > v2 é correto afirmar que 07. Um objeto, com massa de 1,0 kg, é lançado, a partir do solo, com energia mecânica de 20 J. Quando o objeto atinge a altura máxima, sua energia potencial gravitacional relativa ao solo é de 7,5 J. (A) a componente centrípeta da aceleração é diferente de zero. (B) a componente tangencial da aceleração apresenta a mesma direção e o mesmo sentido da velocidade. (A) (B) (C) (D) (E) 3,0 4,5 4,5 6,0 6,0 N N N N N e e e e e 1,5 1,5 3,0 3,0 4,5 Desprezando-se a resistência do ar, e considerando-se a aceleração da gravidade com módulo de 10 m/s2, a velocidade desse objeto no ponto mais alto de sua trajetória é (C) o movimento do automóvel é circular uniforme. (A) zero. (D) o movimento do automóvel uniformemente acelerado. (C) 5,0 m/s. é (E) os vetores velocidade e aceleração são perpendiculares entre si. I nstrução: As questões 05 e 06 referem-se ao enunciado abaixo. Dois blocos, de massas m1=3,0 kg e m2=1,0 kg, ligados por um fio inextensível, podem deslizar sem atrito sobre um plano horizontal. Esses blocos são puxados por uma força horizontal F de módulo F=6 N, conforme a figura abaixo. (Desconsidere a massa do fio.) N. N. N. N. N. (B) 2,5 m/s. (D) 12,5 m/s. (E) 25,0 m/s. 08. Um bloco, deslizando com velocidade v sobre uma superfície plana sem atrito, colide com outro bloco idêntico, que está em repouso. As faces dos blocos que se tocam na colisão são aderentes, e eles passam a se mover como um único objeto. Sobre esta situação, são feitas as seguintes afirmações. I - Antes da colisão, a energia cinética total do blocos é o dobro da energia cinética total após a colisão. II - Ao colidir, os blocos sofreram uma colisão elástica. 05. A tensão no fio que liga os dois blocos é (A) zero. (B) 2,0 N. (C) 3,0 N. (D) 4,5 N. (E) 6,0 N. UFRGS – CV/2012 – FIS III- Após a colisão, a velocidade dos blocos é v/2. Quais estão corretas? (A) (B) (C) (D) (E) Apenas I. Apenas II. Apenas III. Apenas I e III. I, II e III. 3 09. Considerando que o módulo da aceleração da gravidade na Terra é igual a 10 m/s2, é correto afirmar que, se existissem um planeta cuja massa e cujo raio fossem quatro vezes superiores aos da Terra, a aceleração da gravidade seria de (A) 2,5 m/s2. (B) 5 m/s2. (C) 10 m/s2. (D) 20 m/s2. (E) 40 m/s2. 12. A figura abaixo apresenta um diagrama p x V que ilustra um ciclo termodinâmico de um gás ideal. Este ciclo, com a realização de trabalho de 750 J, ocorre em três processos sucessivos. No processo AB, o sistema sofre um aumento de pressão mantendo o volume constante; no processo BC, o sistema se expande mantendo a temperatura constante e diminuindo a pressão; e, finalmente, no processo CA, o sistema retorna ao estado inicial sem variar a pressão. 10. Uma pedra encontra-se completamente submersa e em repouso no fundo de um recipiente cheio de água; P e E são, respectivamente, os módulos do peso da pedra e do empuxo sobre ela. Com base nesses dados, é correto afirmar que o módulo da força aplicada pelo fundo do recipiente sobre a pedra é igual a (A) E. (B) P. (C) P − E. (D) P + E. (E) zero. 11. Em um calorímetro são colocados 2,0 kg de água, no estado líquido, a uma temperatura de 0 0C. A seguir, são adicionados 2,0 kg de gelo, a uma temperatura não especificada. Após algum tempo, tendo sido atingido o equilíbrio térmico, verifica-se que a temperatura da mistura é de 0 ºC e que a massa de gelo aumentou em 100 g. Considere que o calor específico do gelo (c = 2,1 kJ/kg.0 C) é a metade do calor específico da água e que o calor latente de fusão do gelo é de 330 kJ/kg; e desconsidere a capacidade térmica do calorímetro e a troca de calor com o exterior. O trabalho realizado no processo BC e a relação entre as temperaturas TA e TB são, respectivamente, (A) 1310 J e TA = TB/8. (B) 1310 J e TA = 8TB. (C) 560 J e TA = TB/8. (D) 190 J e TA = TB/8. (E) 190 J e TA = 8TB. Nessas condições, a temperatura do gelo que foi inicialmente adicionado à água era, aproximadamente, (A) (B) (C) (D) (E) 4 0 0C. −2,6 0C. −3,9 0C. −6,1 0C. −7,9 0C. UFRGS – CV/2012 – FIS 13. O gráfico abaixo representa o calor absorvido por unidade de massa, Q/m, em função das variações de temperatura ΔT para as substâncias ar, água e álcool, que recebem calor em processos em que a pressão é mantida constante. 14. As cargas elétricas +Q, -Q e +2Q estão dispostas num círculo de raio R, conforme representado na figura abaixo. (Considere que os valores de calor específico do ar, do álcool e da água são, respectivamente, 1,0 kJ/kg.ºC., 2,5 kJ/kg.ºC e 4,2 kJ/kg.ºC.) Com base nos dados da figura, é correto afirmar que, o campo elétrico resultante no ponto situado no centro do círculo está representado pelo vetor Com base nesses dados, é correto afirmar que as linhas do gráfico identificadas pelas letras X, Y e Z, representam, respectivamente, (A) (B) (C) (D) (E) E1. E2. E3. E4. E5. (A) o ar, o álcool e a água. (B) o ar, a água e o álcool. (C) a água, o ar e o álcool. (D) a água, o álcool e o ar. (E) o álcool, a água e o ar. 15. Considere que U é a energia potencial elétrica de duas partículas com cargas +2Q e -2Q, fixas a uma distância R uma da outra. Uma nova partícula de carga +Q é agregada a este sistema entre as duas partículas iniciais, conforme representado na figura abaixo. A energia potencial elétrica configuração do sistema é (A) (B) (C) (D) (E) UFRGS – CV/2012 – FIS desta nova zero. U/4. U/2. U. 3U. 5 16. Considere o circuito abaixo. 18. Circuitos elétricos especiais provocam oscilações de elétrons em antenas emissoras de estações de rádio. Esses elétrons acelerados emitem ondas de rádio que, através de modulação controlada da amplitude ou da frequência, transportam informações. Qual é, aproximadamente, o comprimento de onda das ondas emitidas pela estação de rádio da UFRGS, que opera na frequência de 1080 kHz? No circuito, por onde passa uma corrente elétrica de 4.A, três resistores estão conectados a uma fonte ideal de força eletromotriz de 20 V. (Considere a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas na atmosfera igual a 3 x 108 m/s.) Os valores da resistência total deste circuito e da resistência RX são, respectivamente, (A) (B) (C) (D) (E) (A) 0,8 Ω e 2,6 Ω. (B) 0,8 Ω e 4,0 Ω. (C) 5,0 Ω e 5,0 Ω. (D) 5,0 Ω e 10,0 Ω. (E) 10,0 Ω e 4,0 Ω. 17. A figura abaixo representa três posições, P1, P2 e P3, de um anel condutor que se desloca com velocidade v constante numa região em que há um campo magnético B, perpendicular ao plano da página. 3,6 3,6 2,8 2,8 2,8 x x x x x 10-6 m. 10-3 m. 102 m. 105 m. 108 m. 19. Considere as seguintes afirmações sobre ondas eletromagnéticas. I - Frequências de ondas de rádio são menores que frequências da luz visível. II - Comprimentos de onda de microondas são maiores que comprimentos de onda da luz visível. III- Energias de ondas de rádio são menores que energias de microondas. Quais estão corretas? (A) (B) (C) (D) (E) Com base nestes dados, é correto afirmar que uma corrente elétrica induzida no anel surge em (A) P1. (B) P3. (C) P1 e P3. (D) P2 e P3. (E) P1, P2 e P3. 6 Apenas I. Apenas II. Apenas III. Apenas II e III. I, II e III. 20. Um determinado pêndulo simples oscila com pequena amplitude em um dado local da superfície terrestre, e seu período de oscilação é de 8.s. Reduzindo-se o comprimento desse pêndulo para 1/4 do comprimento original, sem alterar sua localização, é correto afirmar que sua frequência, em Hz, será de (A) (B) (C) (D) (E) 2. 1/2. 1/4. 1/8. 1/16. UFRGS – CV/2012 – FIS 21. Um estudante, para determinar a velocidade da luz num bloco de acrílico, fez incidir um feixe de luz sobre o bloco. Os ângulos de incidência e refração medidos foram, respectivamente, 45° e 30°. (Dado: sen 30° = 2 1 ) ; sen 45° = 2 2 Sendo c a velocidade de propagação da luz no ar, o valor obtido para a velocidade de propagação da luz no bloco é (A) c 2 (B) c Para que os seguranças possam controlar o movimento dos clientes, muitos estabelecimentos comerciais instalam espelhos convexos em pontos estratégicos das lojas. A adoção desse procedimento deve-se ao fato de que esses espelhos aumentam o campo de visão do observador. Isto acontece porque a imagem de um objeto formada por esses espelhos é ........ , ........ e ........ objeto. (A) virtual – direta 2 (C) c (D) 22. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. – menor que o (B) virtual – invertida – maior que o (C) virtual – invertida – igual ao 2c (E) 2c (D) real – invertida – menor que o (E) real – direta – igual ao 23. Em 1905, Einstein propôs uma teoria simples e revolucionária para explicar o efeito fotoelétrico, a qual considera que a luz é constituída por partículas sem massa, chamadas de fótons. Cada fóton carrega uma energia dada por hf, onde h.=4,1 x 10-15 eV.s é a constante de Planck, e f é a frequência da luz. Einstein relacionou a energia cinética, E, com que o elétron emerge da superfície do material, à frequência da luz incidente sobre ele e à função trabalho, W, através da equação E=hf-W. A função trabalho W corresponde à energia necessária para um elétron ser ejetado do material. Em uma experiência realizada com os elementos Potássio (K), Chumbo (Pb) e Platina (Pt), deseja-se obter o efeito fotoelétrico fazendo incidir radiação eletromagnética de mesma frequência sobre cada um desses elementos. Dado que os valores da função trabalho para esses elementos são WK = 2,1 eV, WPb = 4,1 eV e WPt = 6,3 eV, é correto afirmar que o efeito fotoelétrico será observado, nos três elementos, na frequência (A) 1,2 x 1014 Hz. (B) 3,1 x 1014 Hz. (C) 5,4 x 1014 Hz. (D) 1,0 x 1015 Hz. (E) 1,6 x 1015 Hz. UFRGS – CV/2012 – FIS 7 24. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Uma característica importante das radiações diz respeito ao seu poder de penetração na matéria. Chama-se alcance a distância que uma partícula percorre até parar. Para partículas α e β de mesma energia, o alcance da partícula α é ........ da partícula β. Raios X e raios γ são radiações de mesma natureza, mas enquanto os raios X se originam ....... , os raios γ têm origem ........ do átomo. (A) maior que o − na eletrosfera − no núcleo (B) maior que o − no núcleo − na eletrosfera (C) igual ao − no núcleo − na eletrosfera (D) menor que o − no núcleo − na eletrosfera (E) menor que o − na eletrosfera − no núcleo 25. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. As reações nucleares 2 H1 + 2H1 → 3He2 + n e n+ U92 → 235 91 Kr36 + 142 Ba56 + 3 n liberam energia e são, respectivamente, exemplos de reações nucleares chamadas ........ e ........ . (A) fissão nuclear − fusão nuclear (B) fusão nuclear − fissão nuclear (C) reação em cadeia − fusão nuclear (D) reação em cadeia − fissão nuclear (E) reação em cadeia − reação em cadeia 8 UFRGS – CV/2012 – FIS