Natal, 19 de março de 2012. - comperve.ufrn.br · A) a força que a Mônica exerce sobre a corda e...

Natal, 19 de março de 2012.

Ciências da Natureza, Matemática e suas

Tecnologias - Física

Fonte: Comissão Permanente do Vestibular, 2012.

OPÇÕES DE

RESPOSTA

% DE RESPOSTAS POR QUESTÃO

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12

C C A D B D A D C C B C

A 23,4 35,8 45,0 32,8 13,9 8,6 53,6 14,3 14,7 26,6 25,1 15,1

B 16,4 11,3 13,8 29,1 30,1 13,5 8,2 30,2 20,3 16,9 39,8 21,4

C 26,1 35,4 25,6 16,7 41,9 13,5 5,7 31,2 52,1 37,2 12,6 47,1

D 34,1 17,5 15,5 21,4 14 64,4 32,4 24,2 12,7 19,2 22,4 16,3

DUPLAS OU

BRANCAS 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1

ÍNDICE DE

ACERTO (%) 26,1 35,4 45 21,4 30,1 64,4 53,6 24,2 52,1 37,2 39,8 47,1

Qfinal

Qinicial

corte transversal deuma pá do gerador

OPÇÕES DE RESPOSTA % DE RESPOSTAS

A 23,4

B 16,4

C 26,1

D 34,1

DUPLAS OU BRANCAS 0,1

ÍNDICE DE ACERTO (%) 26,1

Em Tirinhas, é muito comum encontrarmos situações que envolvem conceitos de Física e que,

inclusive, têm sua parte cômica relacionada, de alguma forma, com a Física. Considere a tirinha

envolvendo a “Turma da Mônica”, mostrada a seguir.

Supondo que o sistema se encontra em equilíbrio, é correto afirmar que, de acordo com a Lei da Ação

e Reação (3ª Lei de Newton),

A) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que os meninos exercem sobre a corda

formam um par ação-reação.

B) a força que a Mônica exerce sobre o chão e a força que a corda faz sobre a Mônica formam um par

ação-reação.

C) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que a corda faz sobre a Mônica formam um par

ação-reação.

D) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que os meninos exercem sobre o chão formam

um par ação-reação.

A 35,8

B 11,3

C 35,4

D 17,5

Do ponto de vista da Física, o sistema de freios dos carros atuais é formado por uma alavanca e

por uma prensa hidráulica.

Enquanto a alavanca tem a capacidade de ampliação da força aplicada por um fator igual à razão

direta de seus braços, a prensa hidráulica amplia a força da alavanca na razão direta de suas

áreas. Finalmente, a força resultante aciona os freios, conforme mostrado na Figura, fazendo o

veículo parar.

Considere que a alavanca tem braço maior, L, igual a 40cm e braço menor, l, igual a 10cm, e a prensa

hidráulica apresenta êmbolos com área maior, A, oito vezes maior que a área menor, a.

Levando em consideração as características descritas acima, tal sistema de freios é capaz de fazer a

força exercida no pedal dos freios, pelo motorista, aumentar

A) 32 vezes. C) 24 vezes.

B) 12 vezes. D) 16 vezes.

A 45,0

B 13,8

C 25,6

D 15,5

Em um processo de demolição de um prédio, foi utilizado um guindaste como o mostrado na

Figura.

Nesse guindaste há um pêndulo formado por um cabo de aço de comprimento, L, e por uma esfera de

ferro (esfera de demolição) de massa, M.

Para realizar a demolição, a esfera é puxada pelo guindaste até a posição mostrada na Figura e, logo

após, é solta, indo, assim, de encontro ao prédio a ser demolido.

Considerando a aceleração da gravidade, g; o comprimento do arco, S, formado pelo movimento da

esfera; a diferença de altura, h, entre a posição inicial e sua posição no momento da colisão; a altura,

H, da esfera em relação ao solo na posição inicial; e o comprimento do cabo, L, conforme mostrados na

Figura, pode-se concluir que a energia máxima disponível em uma colisão é:

A) MgS.

B) MgH.

C) MgL.

D) Mgh.

A 32,8

B 29,1

C 16,7

D 21,4

Em seu livro “Diálogos sobre os dois Principais Sistemas do Mundo”, Galileu, através de seu

personagem Salviati, refuta um dos principais argumentos aristotélicos sobre o movimento da

Terra, defendido pelo personagem Simplício, que diz:

“Se de fato a Terra tivesse um movimento diurno de rotação, uma torre do alto da qual se deixasse cair

uma pedra, sendo transportada pela Terra em sua rotação, já se teria deslocado de muitas centenas de

jardas para leste durante o tempo de queda da pedra, e a pedra deveria atingir o solo a essa distância da

base da torre”.

Seguindo o argumento de Simplício, poder-se-ia concluir que a Terra não gira, pois a pedra sempre cai

atingindo o ponto verticalmente abaixo de onde foi solta.

Entretanto, a argumentação de Simplício está equivocada, pois sabe-se que a Terra tem movimento de

rotação, isto é, ela gira, e que a pedra cai no ponto abaixo do qual foi solta porque

A) sua velocidade de queda depende da velocidade linear da Terra.

B) sua velocidade angular é igual à velocidade angular da Terra.

C) sua aceleração angular é igual à aceleração da gravidade.

D) sua aceleração linear depende da aceleração linear da Terra.

A 13,9

B 30,1

C 41,9

D 14,0

Um cliente de lojas virtuais estava procurando adquirir um forno de microondas, que

apresentasse o menor consumo de energia dentre os modelos disponíveis, quando se interessou

por dois que apresentavam as seguintes características técnicas:

Aparelho Potência (W) Tensão (V) Frequência (Hz)

Forno 1 660 110 60

Forno 2 660 220 60

Em relação ao consumo de energia e considerando que qualquer um dos dois seria utilizado durante o

mesmo intervalo de tempo, as informações contidas na Tabela indicam ao cliente que ele pode adquirir

A) apenas o Forno 2, pois o consumo de energia depende apenas da tensão de alimentação.

B) apenas o Forno 1, pois o consumo de energia depende apenas da tensão de alimentação.

C) qualquer um dos fornos, pois o consumo de energia depende apenas da frequência.

D) qualquer um dos fornos, pois o consumo de energia depende apenas da potência.

A 13,9

B 30,1

C 41,9

D 14,0

B 13,5

C 13,5

D 64,4

Um técnico em eletrotécnica resolve controlar a intensidade luminosa de

seu quarto, instalando um potenciômetro (resistor de resistência variável)

em série com o circuito elétrico que alimenta a lâmpada de seu quarto,

conforme mostrado no esquema ao lado.

A) aumentar a resistência no potenciômetro e, assim, diminuir a corrente que passa pela lâmpada.

B) diminuir a resistência no potenciômetro e, assim, aumentar a corrente que passa pela lâmpada.

C) aumentar a resistência no potenciômetro e, assim, aumentar a corrente que passa pela lâmpada.

D) diminuir a resistência no potenciômetro e, assim, diminuir a corrente que passa pela lâmpada.

Considerando que a intensidade da radiação luminosa emitida pela

lâmpada depende da potência elétrica que nela circula, para reduzir a

intensidade luminosa no quarto, o técnico deverá

A 53,6

D 32,4

Visando a discutir os efeitos magnéticos da corrente elétrica sobre quatro pequenas bússolas

postas sobre uma placa, um professor montou, em um laboratório didático, o dispositivo

experimental representado na Figura abaixo.

Inicialmente, com a chave desligada, as bússolas ficam orientadas exclusivamente pela ação do

campo magnético terrestre. Ao ligar a chave e fazer circular uma corrente elétrica no circuito,

esta irá produzir um campo magnético muito mais intenso que o terrestre. Com isso, as bússolas

irão se orientar de acordo com as linhas desse novo campo magnético.

Das representações abaixo, a que melhor representa o efeito do campo magnético produzido

pela corrente sobre as bússolas é

A 14,3

B 30,2

C 31,2

D 24,2

Recentemente, tem-se falado muito sobre os possíveis danos que o uso contínuo de aparelhos

celulares pode trazer ao ser humano. Por sua vez, muitas pessoas que já utilizaram o celular

encostado à orelha, por um tempo suficientemente longo, perceberam que a região em torno

desta se aqueceu. Isso se explica pelo fato de que

A) o celular absorve ondas eletromagnéticas, que são transformadas em radiação ultravioleta e

aquecem os tecidos da região da orelha.

B) o celular emite ondas sonoras, as quais são absorvidas pelos tecidos da região da orelha,

aquecendo-a.

C) o celular emite ondas eletromagnéticas, as quais são absorvidas pelos tecidos da região da orelha,

aquecendo-a.

D) o celular absorve ondas sonoras, que são transformadas em radiação infravermelha que aquecem os

tecidos da região da orelha.

A 14,7

B 20,3

C 52,1

D 12,7

O uso de tecnologias associadas às energias renováveis tem feito ressurgir, em Zonas Rurais,

técnicas mais eficientes e adequadas ao manejo de biomassa para produção de energia. Entre

essas tecnologias, está o uso do fogão a lenha, de forma sustentável, para o aquecimento de

água residencial. Tal processo é feito por meio de uma serpentina instalada no fogão e

conectada, através de tubulação, à caixa d’água, conforme o esquema mostrado na Figura

abaixo

Na serpentina, a água aquecida pelo fogão sobe para a caixa d’água ao mesmo tempo em que a água fria

desce através da tubulação em direção à serpentina, onde novamente é realizada a troca de calor.

Considerando o processo de aquecimento da água contida na caixa d’água, é correto afirmar que este se

dá, principalmente, devido ao processo de

A) condução causada pela diminuição da densidade da água na serpentina.

B) convecção causada pelo aumento da densidade da água na serpentina.

C) convecção causada pela diminuição da densidade da água na serpentina.

D) condução causada pelo aumento da densidade da água na serpentina.

A 26,6

B 16,9

C 37,2

D 19,2

Duas pessoas, que estão em um ponto de ônibus, observam uma ambulância que delas se

aproxima com a sirene de advertência ligada. Percebem que, ao passar por elas, o som emitido

pela sirene se torna diferente daquele percebido durante a aproximação.

Por outro lado, comentando esse fato, elas concordam que o som mudou de uma tonalidade aguda para

uma mais grave à medida que a ambulância se distanciava. Tal mudança é explicada pelo efeito Doppler,

segundo o qual, para essa situação, a

A) amplitude do som diminuiu.

B) frequência do som diminuiu.

C) frequência do som aumentou.

D) amplitude do som aumentou.

A 25,1

B 39,8

C 12,6

D 22,4

Estudantes interessados em analisar a natureza dual da luz preparavam uma apresentação para

uma Feira de Ciências com três experimentos, conforme mostrados nas Figuras abaixo.

o 1º experimento mostra a difração da luz ao passar por uma fenda estreita;

o 2º experimento mostra o efeito fotoelétrico caracterizado pela geração de corrente elétrica a partir da

incidência de luz sobre uma célula fotoelétrica; e

o 3º experimento mostra o efeito da polarização da luz ao fazê-la incidir sobre filtros polarizadores.

A partir desses experimentos, é correto afirmar que

A) o efeito fotoelétrico e a polarização evidenciam a natureza ondulatória da luz, enquanto a difração

evidencia a natureza corpuscular da luz.

B) a polarização e a difração evidenciam a natureza corpuscular da luz, enquanto o efeito fotoelétrico

evidencia a natureza ondulatória da luz.

C) a difração e a polarização evidenciam a natureza ondulatória da luz, enquanto o efeito fotoelétrico

D) o efeito fotoelétrico e a difração evidenciam a natureza ondulatória da luz, enquanto a polarização

A 15,1

B 21,4

C 47,1

D 16,3

PROVA DISCURSIVA DE FÍSICA

COMPETÊNCIA: Apropriar-se de conhecimentos da física para, em

situações-problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-

tecnológicas.

HABILIDADE: Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de

partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes.

CONTEÚDO CONCEITUAL: Mecânica, cinemática, gráficos.

Entre as novas tecnologias mais divulgadas pelas mídias escritas e televisivas, merecem

destaque as reportagens sobre os novos modelos de carros movidos a eletricidade.

Em uma dessas reportagens, estava disponível o gráfico da velocidade em função do

tempo, como representado na Figura abaixo, para um desses carros de massa, m, igual a

1.472 kg e potência de 120 cv. Aproveitando as informações disponíveis na reportagem,

um estudante aficionado por automobilismo resolveu determinar algumas grandezas

mecânicas que lhe permitissem aplicar seus conhecimentos de Física. Neste sentido, ele

determinou a distância percorrida, d, o trabalho, T, realizado sobre o carro, a potência

média, P, durante os 10 segundos mostrados no Gráfico da velocidade, v(t), em função do

tempo, t.

Como a aceleração é igual a: a=V/t.

Então, do gráfico, pode-se obter a=V/t= (30-0)/(10-0) =30/10 = 3 m/s2.

Como a distância percorrida é determinada por d = ½ at2 e o intervalo de

tempo t é igual a 10s, logo

d = ½ at2 =(½ ) x 3 x (10)2 = 0,5x3x(10)2=0,5x3 x100 = 150 m.

Portanto, a distância percorrida pelo carro em 10 s será de 150 m.

O trabalho realizado sobre o carro pode ser calculado a partir da expressão

T= F.x, onde F=ma, e F é o módulo da força resultante sobre o carro e m é

a massa do carro.

Portanto, F= ma = 1472x3= 4416 N.

Logo, o trabalho será dado por T=4416x150=662400 J

Assim, o trabalho foi de 662400 J.

Uma vez que a potência desenvolvida pelo carro é determinada por

P= T/t

Logo: P= T/t=662400/10=66240 W

Que pode ser transformada em cv utilizando a relação 1 cv = 736 watts.

1W = 1/736 cv, Então, P=66240X1/736 = 90,0 cv

Portanto, a potência média de 90 cv, desenvolvida pelo carro nos 10s

mostrados no gráfico da questão, é compatível com a de um automóvel

capaz de desenvolver uma potencia de 120 cv.

Subitem A

- operações aritméticas;

- unidades;

- aplicação de fórmulas;

- resultados sem unidade ou com unidade incorreta.

Subitem B

- unidades de medida inconsistentes;

- interpretação gráfica (p. ex.: “trabalho X área” no lugar de “velocidade X

tempo”);

- utilização de valores incorretos do subitem anterior.

Subitem C

- conversão de unidades;

- equívocos na interpretação do enunciado;

- utilização de valores incorretos do subitem anterior.

VESTIBULAR 2012 - PROVA DISCURSIVA DE FÍSICA NOTA NA QUESTÃO 09

Média = 4.84 D. Padrão = 3.41 Mínimo = 0 Máximo = 10 Provas = 10689

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

13.3 % ( 1418 )

11.6 % ( 1236 )

6.9 % ( 738 )

5.9 % ( 628 )6.3 % ( 678 )

7.5 % ( 803 )8 % ( 857 )

7 % ( 744 )

7.7 % ( 822 )

22.9 % ( 2443 )

3 % ( 322 )

A análise do gráfico deverá ser

feita da seguinte forma:

para a primeira barra, o valor

acumulado é a nota 0; para a

segunda, o valor acumulado é

a nota 1; e, assim

sucessivamente para o eixo X.

NOTAS Nº de candidatos (%)

0,00 (zero) 1418 13,3

0,01 - 0,25 2240 21

0,26 - 0,50 1843 17,2

0,51 - 0,75 1893 17,7

0,76 -1,0 3295 30,8

NOTA MÉDIA 0,48

COMPETÊNCIA: Entender métodos e procedimentos próprios das

ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos.

HABILIDADE: Relacionar informações apresentadas em diferentes formas

de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou

biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas

ou linguagem simbólica.

CONTEÚDO CONCEITUAL: Mecânica, hidrostática, o calor e os

fenômenos térmicos.

O mergulho autônomo é uma atividade esportiva praticada nas cidades litorâneas do Brasil.

Na sua prática, mergulhadores, que levam cilindros de ar, conseguem atingir profundidades

da ordem de dezenas de metros.

A maior parte do corpo do mergulhador suporta bem as pressões em tais profundidades,

mas os pulmões são muito comprimidos e, portanto, ficam sujeitos a fortes estresses.

Assim, existe um limite máximo de profundidade a partir do qual é possível ao mergulhador

voltar rapidamente à superfície sem que o processo compressão-descompressão do seu

pulmão leve ao colapso dos alvéolos pulmonares e até a hemorragias fatais.

DADOS:

Lei fundamental da hidrostática P = Po + µgh.

Lei de Boyle, PoVo = P1V1.

Aceleração da gravidade, g = 10,0m/s2

Considere a densidade da água do mar, µágua = 1,0 x 103kg/m3.

Pressão atmosférica ao nível do mar, Po = 1,0 atm = 1,0 x 105N/m2

Considerando Vo o volume do pulmão ao nível do mar, onde a pressão atmosférica é Po,

e supondo que os pulmões do mergulhador obedecem à lei geral dos gases a

temperatura constante,

A) determine o valor da pressão sobre o mergulhador, quando ele se encontra a uma

profundidade de 30m.

B) verifique se o mergulhador poderá ultrapassar a profundidade de 30 m, sabendo que o

limite máximo de contração do pulmão, sem que este sofra danos, é 25% do volume do

pulmão na superfície. Justifique sua resposta.

O valor da pressão sobre o mergulhador que se encontra a uma profundidade

de 30 m é determinada a partir da expressão:

P = Po + µgh, onde Po é a pressão atmosférica ao nível do mar, µ é a

densidade da água do mar 1,0 x 103kg/m3, h é a profundidade em que se

encontra o mergulhador e g é a aceleração da gravidade 10 m/s2 .

Substituindo tais valores na expressão acima, obtém-se:

P=1x105+103x10x30=1x105+3x105=4x105 N/m2.

P=4x105 N/m2, que corresponde a uma pressão de 4 atm.

Uma vez que a Lei de Boyle relaciona as pressões e os volumes iniciais e finais de um

gás à temperatura constante, conhecendo-se o valor da pressão inicial Po e a relação

entre os volumes inicial Vo (volume do pulmão na superfície) e final V1 (volume do

pulmão a uma profundidade de 30 m), e considerando-se que V1 poderá atingir uma

contração máxima correspondente a 25% de Vo, pode-se escrever

V1 =(25/100)x Vo = 0,25xV0.

Substituindo os valores na expressão da Lei de Boyle (PoVo=P1V1), calcula-se a pressão

capaz de comprimir em 25% o volume (Vo) do pulmão. E, a partir daí, verifica-se se o

mergulhador pode ultrapassar o limite de 30m.

P1V1=P0V0 P1=PoVo/V1 P1=1x105xVo/V1

P1=1x105xVo/0,25Vo P1= 1x105/0,25= (1/0,25)x105

P1=4x105 N/m2

Uma vez que 4x105 N/m2 é exatamente igual à pressão sobre o mergulhador a 30m de

profundidade, então ele não poderá ultrapassar essa profundidade sem que o seu

pulmão possa vir a sofrer danos.

No geral, substituição dos valores na equação e unidades de medida

inconsistentes.

Subitem A

- notação científica (expoente de base 10).

Subitem B

- operações e conclusão com texto.

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

27.5 % ( 2944 )

19.7 % ( 2111 )

6.5 % ( 699 )

9.2 % ( 982 )8.6 % ( 921 )

4.8 % ( 508 )

0.9 % ( 98 )0.6 % ( 66 ) 0.7 % ( 70 )

1.6 % ( 173 )

19.8 % ( 2117 )

a nota 1; e, assim,

0,00 (zero) 2944 27,5

0,01 - 0,25 3004 28,1

0,26 - 0,50 2217 20,7

0,51 - 0,75 175 1,6

0,76-1,0 2349 22

NOTA MÉDIA 0,34

COMPETÊNCIA: Identificar a presença e aplicar as tecnologias

associadas às ciências naturais em diferentes contextos.

HABILIDADE: Relacionar informações para compreender manuais de

instalação ou utilização de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso

comum.

CONTEÚDO CONCEITUAL: Fenômenos Elétricos e Magnéticos.

O nosso dia a dia está repleto de equipamentos e aparelhos, elétricos, eletromagnéticos

e eletrônicos que, de diversas formas têm alterado as relações de trabalho e lazer em

nossa sociedade. Existem várias características que são comuns a todos os aparelhos e

outras que são comuns a grupos específicos deles. Por exemplo, todos estão sujeitos ao

aquecimento, quando ligados a uma fonte de energia elétrica como uma rede elétrica

externa ou uma bateria e, além disso, consomem quantidades de energia distintas

mesmo quando eventualmente são ligados à mesma fonte de tensão.

Neste contexto, levando em conta princípios físicos relacionados com a eletricidade e o

magnetismo,

A) explique o motivo pelo qual todos os aparelhos elétricos se aquecem quando ligados a

uma fonte de energia elétrica.

B) explique o fato de que diferentes aparelhos elétricos, quando ligados à mesma tensão

elétrica (ddp), podem dissipar diferentes potências elétricas.

Os aparelhos elétricos, quando ligados, permitem a circulação de correntes

elétricas nos elementos dos circuitos elétricos e fios existentes em seu

interior, os quais, por efeito Joule, isto é, devido às colisões entre os

portadores de carga e a rede cristalina, obrigatoriamente irão dissipar

energia na forma de calor, ou seja, ficarão aquecidos.

Os aparelhos elétricos podem ser ligados a uma mesma tensão elétrica e,

ao mesmo tempo, dissipar potências diferentes pelo fato de que a potência

dissipada depende do produto da tensão pela corrente elétrica (P=VI).

Desse modo, aparelhos pelos quais circulam correntes de diferentes

intensidades, por terem resistências elétricas diferentes, podem ter o

produto (VI) diferente, dissipando, assim, potências elétricas diferentes.

Subitem A

- confusão conceitual (eletromagnetismo X termodinâmica);

Subitem B

- confusão conceitual (potência X potencial elétrico; frequência X corrente

elétrica);

- tentativa de utilização de parte da resposta da questão 12 nesta questão.

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

25.3 % ( 2708 )

23.1 % ( 2473 )

14.4 % ( 1543 )

9.2 % ( 985 )

7.7 % ( 822 )

5.5 % ( 593 )

4.8 % ( 517 )

3.8 % ( 409 )

3.1 % ( 333 )

1.3 % ( 137 )1.6 % ( 169 )

a nota 1; e, assim,

0,00 (zero) 2708 25,3

0,01 - 0,25 4480 41,9

0,26 - 0,50 1936 18,1

0,51 - 0,75 1111 10,4

0,76-1,0 454 4,2

NOTA MÉDIA 0,23

COMPETÊNCIA: Apropriar-se de conhecimentos da física para, em

situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-

tecnológicas.

HABILIDADE: Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar

processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da

termodinâmica e(ou) do eletromagnetismo.

CONTEÚDO CONCEITUAL: Oscilações, ondas, óptica e radiação;

Interação da radiação com a matéria.

Descoberto independentemente pelo russo Alexandre Stoletov, em 1872, e pelo alemão

Heirich Hertz, em 1887, o efeito fotoelétrico tem atualmente várias aplicações tecnológicas

principalmente na automação eletro mecânica, tais como: portas automáticas, dispositivos

de segurança de máquinas e controle de iluminação.

Fundamentalmente, o efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons por superfícies

metálicas quando iluminadas por radiação eletromagnética.

Dentre as principais características observadas experimentalmente, destacamos:

Por menor que seja a intensidade da radiação causadora do fenômeno, o intervalo de tempo

entre a incidência da radiação e o aparecimento da corrente gerada pelos elétrons emitidos

é totalmente desprezível, isto é, o efeito é praticamente instantâneo.

Para cada superfície metálica específica, existe uma frequência mínima, chamada

“frequência de corte”, a partir da qual se verifica o fenômeno.

Se a frequência da radiação incidente está abaixo da frequência de corte, mesmo

aumentando sua intensidade, não se verifica o fenômeno. Por outro lado, para frequências

da radiação incidente acima da frequência de corte, o fenômeno se verifica para qualquer

intensidade.

Diante do exposto, responda as questões abaixo:

A) Como se explica o comportamento observado no item 1 do texto? Justifique sua resposta.

B) Como se explica o comportamento observado no item 2 do texto? Justifique sua resposta.

C) Como se explica o comportamento observado no item 3 do texto? Justifique sua resposta.

A Figura representa um dispositivo para o estudo efeito fotoelétrico. Nela,

elétrons são arrancados da superfície emissora, devido à radiação incidente,

e acelerados em direção à placa coletora pelo campo elétrico, gerando uma

corrente elétrica que é medida pelo amperímetro, A.

Tal comportamento se justifica pelo fato de que, ao contrário do previsto pela

teoria ondulatória, na qual demandaria algum tempo entre a incidência da

radiação na superfície metálica e a posterior emissão de elétrons por essa

superfície, no efeito fotoelétrico praticamente não existe intervalo de tempo

entre a incidência da radiação e a emissão do fotoelétron, isto é, o efeito é

praticamente instantâneo. Esse comportamento se justifica pelo modelo

corpuscular da luz, proposto por Einstein, segundo o qual a radiação é

formada por pequenos pacotes de energia (fótons) que, ao colidirem

diretamente com um dos elétrons da superfície, transmite toda sua energia

para o elétron, arrancando-o, assim, da superfície.

No modelo corpuscular proposto por Einstein, a energia do fóton é igual ao

produto da constante de Planck pela frequência da radiação incidente (E=hf),

e cada tipo de superfície metálica apresenta distinta função trabalho (energia

mínima necessária para se arrancar um elétron). Logo, existe uma frequência

mínima para a qual o fóton terá energia igual à da função trabalho da

superfície. Tal frequência é chamada de frequência de corte, e somente fótons

com frequências iguais ou maiores que à de corte serão capazes de arrancar

elétrons da superfície.

A não dependência da intensidade está associada à natureza corpuscular da

radiação eletromagnética, pois o aumento da intensidade significa apenas o

aumento da quantidade de fótons incidentes na placa metálica, por unidade

de tempo, não aumentando, assim, a energia de cada fóton. Portanto, o

aparecimento do fenômeno não pode depender da intensidade da radiação

incidente, mas apenas da energia de cada fóton, a qual depende

exclusivamente do produto da frequência da radiação incidente pela

constante de Planck, conforme descrito no modelo corpuscular da luz.

Subitem A

- repetição do enunciado da questão;

- desconhecimento do significado de “explicar”;

- utilização de teorias inexistentes (“teoria do tudo ou nada”).

Subitem B

- tentativa equivocada de associação da questão com “portas automáticas”,

“flash automático” e sensores.

Subitem C

- associação do item à Física Clássica e não à Física Moderna.

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

76.3 % ( 8158 )

11 % ( 1172 )

3.6 % ( 381 )2.6 % ( 275 ) 1.9 % ( 199 ) 1.4 % ( 154 ) 1.6 % ( 173 )

0.7 % ( 71 ) 0.4 % ( 44 ) 0.2 % ( 18 ) 0.4 % ( 44 )

a nota 1; e assim

0,00 (zero) 8158 76,3

0,01 - 0,25 1682 15,7

0,26 - 0,50 499 4,7

0,51 - 0,75 266 2,5

0,76-1,0 84 0,8

NOTA MÉDIA 0,06

VESTIBULAR 2012 - PROVA DISCURSIVA DE FÍSICA NOTA NA PROVA

Média = 1.11 D. Padrão = 0.92 Mínimo = 0 Máximo = 3.95 Provas = 10689

-0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

5.2 % ( 552 )

29.2 % ( 3125 )

20.9 % ( 2235 )

15.4 % ( 1649 )

9.7 % ( 1041 )9.3 % ( 996 )

6.8 % ( 725 )

3 % ( 316 )

0.5 % ( 50 )

A análise do gráfico deverá ser feita da seguinte forma:

para a primeira barra, o valor acumulado é a nota 0;

para a segunda, o valor acumulado é a nota 0,5; e, assim,

QUESTÃO 09 QUESTÃO 10 QUESTÃO 11 QUESTÃO 12

Nº de

candidatos (%)

Nº de

candidatos (%)

Nº de

candidatos (%)

Nº de

candidatos (%)

0,00 (zero) 1418 13,3 2944 27,5 2708 25,3 8158 76,3

0,01 - 0,25 2240 21,0 3004 28,1 4480 41,9 1682 15,7

0,26 - 0,50 1843 17,2 2217 20,7 1936 18,1 499 4,7

0,51 - 0,75 1893 17,7 175 1,6 1111 10,4 266 2,5

0,76-1,0 3295 30,8 2349 22,0 454 4,2 84 0,8

NOTA MÉDIA 0,48 0,34 0,23 0,06

Nota média na prova (por item): 0,28

Nota média na prova (total): 1,11

Total de candidatos: 10689

Arquivo disponível no sítio do OVEU -

Observatório da Vida do Estudante Universitário:

www.comperve.ufrn.br/conteudo/observatorio

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