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FÍSICA – UFF1° Fase

2011

1 – Em dias frios, o chuveiro elétrico é geralmente regulado para a posição “inverno”. O efeito dessa regulagem é alterar a resistência elétrica do resistor do chuveiro de modo a aquecer mais, e mais rapidamente, a água do banho. Para isso, essa resistência deve ser:(A) diminuída, aumentando-se o comprimento do resistor.(B) aumentada, aumentando-se o comprimento do resistor.(C) diminuída, diminuindo-se o comprimento do resistor.(D) aumentada, diminuindo-se o comprimento do resistor.(E) aumentada, aumentando-se a voltagem nos terminais do resistor.

2 - Medidas para facilitar o uso de bicicletas como meio de transporte individual estão entre aquelas frequentemente tomadas para diminuir a produção de poluentes pelo trânsito urbano. Numa bicicleta, o freio é constituído por sapatas de borracha que, quando acionadas, comprimem as rodas . Analise as três possibilidades de posicionamento das sapatas indicadas em vermelho nas figuras abaixo. Chame de T1, T2 e T3 o tempo necessário para a parada total das rodas da bicicleta com cada um desses arranjos.

Supondo que a velocidade inicial das bicicletas é a mesma e que a força feita pelas sapatas é igual nos três casos, é correto, então, afirmar que:

3 - Após um ataque frustrado do time adversário, o goleiro se prepara para lançar a bola e armar um contra-ataque. Para dificultar a recuperação da defesa adversária, a bola deve chegar aos pés de um atacante no menor tempo possível. O goleiro vai chutar a bola, imprimindo sempre a mesma velocidade, e deve controlar apenas o ângulo de lançamento. A figura mostra as duas trajetórias possíveis da bola num certo momento da partida.

Assinale a alternativa que expressa se é possível ou não determinar qual destes dois jogadores receberia a bola no menor tempo. Despreze o efeito da resistência do ar.(A) Sim, é possível, e o jogador mais próximo receberia a bola no menor tempo.(B) Sim, é possível, e o jogador mais distante receberia a bola no menor tempo.(C) Os dois jogadores receberiam a bola em tempos iguais.(D) Não, pois é necessário conhecer os valores da velocidade inicial e dos ângulos de lançamento.(E) Não, pois é necessário conhecer o valor da velocidade inicial.

4 - Segundo os autores de um artigo publicado recentemente na revista The Physics Teacher*, o que faz do corredor Usain Bolt um atleta especial é o tamanho de sua passada.

Para efeito de comparação, Usain Bolt precisa apenas de 41 passadas para completar os 100m de uma corrida, enquanto outros atletas de elite necessitam de 45 passadas para completar esse percurso em 10s.*A. Shinabargar, M. Hellvich; B. Baker, The Physics Teacher 48, 385. Sept. 2010.

Marque a alternativa que apresenta o tempo de Usain Bolt, para os 100 metros rasos, se ele mantivesse o tamanho médio de sua passada, mas desse passadas com a frequência média de um outro atleta, como os referidos anteriormente.(A) 9,1 s (B) 9,6 s (C) 9,8 s(D) 10 s (E) 11 s

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Questões de Física UFF Questões de Física UFF5 - Na preparação para a competição “O Homem mais Forte do Mundo”, um dedicado atleta improvisa seu treinamento, fazendo uso de cordas resistentes, de dois cavalos do mesmo porte e de uma árvore. As modalidades de treinamento são apresentadas nas figuras abaixo, onde são indicadas as tensões nas cordas que o atleta segura.

Suponha que os cavalos exerçam forças idênticas em todas as situações, que todas as cordas estejam na horizontal, e considere desprezíveis a massa das cordas e o atrito entre o atleta e o chão.

Assinale, dentre as alternativas abaixo, aquela que descreve as relações entre as tensões nas cordas quando os conjuntos estão em equilíbrio.

6 - O fenômeno da miragem, comum em desertos, ocorre em locais onde a temperatura do solo é alta. Raios luminosos chegam aos olhos de um observador por dois caminhos distintos, um dos

quais parece proveniente de uma imagem especular do objeto observado, como se esse estivesse ao lado de um espelho d’água (semelhante ao da superfície de um lago). Um modelo simplificado para a explicação desse fenômeno é mostrado na figura abaixo.

O raio que parece provir da imagem especular sofre refrações sucessivas em diferentes camadas de ar próximas ao solo.

Esse modelo reflete um raciocínio que envolve a temperatura, densidade e índice de refração de cada uma das camadas.

O texto abaixo, preenchidas suas lacunas, expõe esse raciocínio.“A temperatura do ar ___________________ com a altura da camada, provocando _________________ da densidade e _________________ do índice de refração; por isso, as refrações sucessivas do raio descendente fazem o ângulo de refração ______________ até que o raio sofra reflexão total, acontecendo o inverso em sua trajetória ascendente até o olho do observador”.Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas.(A) aumenta – diminuição – aumento – diminuir(B) aumenta – diminuição – diminuição – diminuir(C) diminui – aumento – aumento – aumentar(D) diminui – aumento – diminuição – aumentar(E) não varia – diminuição – diminuição – aumentar

7 - O sifão é um instrumento usado para a retirada de água de lugares de difícil acesso. Como mostra a figura abaixo, seu funcionamento se baseia no fato de que, quando o tubo que liga os recipientes A e B está cheio, há uma diferença de pressão hidrostática entre os pontos P e Q, o que provoca um fluxo de água de A para B.

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Essa diferença de pressão depende da seguinte característica do nosso planeta:(A) pressão atmosférica.(B) aceleração da gravidade local.(C) temperatura da superfície.(D) densidade da atmosfera.(E) velocidade de rotação do planeta.

8 - Quando se retira uma garrafa de vidro com água de uma geladeira, depois de ela ter ficado lá por algum tempo, veem-se gotas d’água se formando na superfície externa da garrafa. Isso acontece graças, principalmente, à:(A) condensação do vapor de água dissolvido no ar ao encontrar uma superfície à temperatura mais baixa.(B) diferença de pressão, que é maior no interior da garrafa e que empurra a água para seu exterior.(C) porosidade do vidro, que permite a passagem de água do interior da garrafa para sua superfície externa.(D) diferença de densidade entre a água no interior da garrafa e a água dissolvida no ar, que é provocada peladiferença de temperaturas.(E) condução de calor através do vidro, facilitada por sua porosidade.

2010

1 - A figura mostra um objeto e sua imagem produzida por um espelho esférico.

Escolha a opção que identifica corretamente o tipo do espelho que produziu a imagem e a posição do objeto em relação a esse espelho.(A) O espelho é convexo e o objeto está a uma distância maior que o raio do espelho.(B) O espelho é côncavo e o objeto está posicionado entre o foco e o vértice do espelho.(C) O espelho é côncavo e o objeto está posicionado a uma distância maior que o raio do espelho.(D) O espelho é côncavo e o objeto está posicionado entre o centro e o foco do espelho.(E) O espelho é convexo e o objeto está posicionado a uma distância menor que o raio do espelho.

2 - Duas lâmpadas incandescentes A e B são ligadas em série a uma pilha, conforme mostra a figura 1. Nesse arranjo, A brilha mais que B. Um novo arranjo é feito, onde a polaridade da pilha é invertida no circuito, conforme mostrado na figura 2.

Assinale a opção que descreve a relação entre as resistências elétricas das duas lâmpadas e as suas respectivas luminosidades na nova situação.

(A) As resistências elétricas são iguais e, na nova situação, A brilha menos que B.(B) A tem maior resistência elétrica e, na nova situação, brilha menos que B.(C) A tem menor resistência elétrica e, na nova situação, brilha mais que B.

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(D) A tem menor resistência elétrica e, na nova situação, brilha menos que B.(E) A tem maior resistência elétrica e, na nova situação, brilha mais que B.

3 - Uma bola de ferro e uma bola de madeira, ambas com a mesma massa e a mesma temperatura, são retiradas de um forno quente e colocadas sobre blocos de gelo.

Marque a opção que descreve o que acontece a seguir.

(A) A bola de metal esfria mais rápido e derrete mais gelo.(B) A bola de madeira esfria mais rápido e derrete menos gelo.(C) A bola de metal esfria mais rápido e derrete menos gelo.(D) A bola de metal esfria mais rápido e ambas derretem a mesma quantidade de gelo.(E) Ambas levam o mesmo tempo para esfriar e derretem a mesma quantidade de gelo.

4 - A figura representa quatro esferas metálicas idênticas penduradas por fios isolantes elétricos.

O arranjo está num ambiente seco e as esferas estão inicialmente em contato umas com as outras. A esfera 1 é carregada com uma carga elétrica +Q. Escolha a opção que representa a configuração do sistema depois de atingido o equilíbrio.

5 - Um carro desloca-se para frente em linha reta sobre uma estrada horizontal e plana com uma velocidade que varia em função do tempo, de acordo com o gráfico mostrado na figura.

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Escolha a opção que representa a força resultante que o solo faz sobre o carro.

6 - Dois brinquedos idênticos, que lançam dardos usando molas, são disparados simultaneamente n vertical para baixo.

As molas com os respectivos dardos foram inicialmente comprimidas até a posição 1 e, então, liberadas. A única diferença entre os dardos I e II, conforme mostra a figura, é que I tem um pedaço de chumbo grudado nele, o que não existe em II. Escolha o gráfico que representa as velocidades dos dardos I e II, como função do tempo, a partir do instante em que eles saem dos canos dos brinquedos.

7 - Três recipientes idênticos contêm água pura no mesmo nível e estão sobre balanças, conforme mostra a figura. O recipiente I contém apenas água, no recipiente II flutuam cubos de gelo e no recipiente III flutuam bolas de plástico que têm densidade menor que a do gelo.

Escolha a opção que descreve a relação entre os pesos dos três recipientes com seus respectivos conteúdos(PI, PII e PIII).

8 - Duas bolas de mesma massa, uma feita de borracha e a outra feita de massa de modelar, são largadas de uma mesma altura. A bola de borracha

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bate no solo e retorna a uma fração da sua altura inicial, enquanto a bola feita de massa de modelar bate e fica grudada no solo.

Assinale a opção que descreve as relações entre as intensidades dos impulsos Ib e IIm

exercidos, respectivamente, pelas bolas de borracha e de massa de modelar sobre o solo, e entre as respectivas variações de energias cinéticas

e das bolas de borracha e de massa de

modelar devido às colisões.

9 - Antoine de Saint-Exupéry gostaria de ter começado a história do Pequeno Príncipe dizendo:

“Era uma vez um pequeno príncipe que habitava um planeta pouco maior que ele, e que tinha necessidade de um amigo …”

Considerando que o raio médio da Terra é um milhão de vezes o raio médio do planeta do Pequeno Príncipe, assinale a opção que indica a razão entre a densidade do planeta do Pequeno Príncipe, ρP, e a densidade da Terra, ρT , de modo que as acelerações da gravidade nas superfícies dos dois planetas sejam iguais.

2009

1 - Uma amostra de um gás ideal sofre a seqüência de processos descrita pelo gráfico pressão versus temperatura mostrado.

É correto afirmar que o volume do gás:

(A) diminui no trecho AB, permanece constante no trecho BC, aumenta no trecho CD;(B) aumenta no trecho AB, permanece constante no trecho BC, diminui no trecho CD;(C) aumenta no trecho AB, diminui no trecho BC, permanece constante no trecho CD;(D) permanece constante no trecho AB, aumenta no trecho BC, diminui no trecho CD;(E) permanece constante no trecho AB, aumenta no trecho BC, permanece constante no trecho CD.

2 - Um raio luminoso, propagando-se num meio A, atinge a interface entre os meios A e B, conforme esquematizado na figura. As linhas tracejadas representam as frentes de onda associadas ao raio, e a distância entre elas é o comprimento de onda da luz incidente. Sabe-se que o tempo que a luz leva para percorrer uma certa distância em A é menor que o tempo que ela leva para percorrer a mesma distância em B.

A propagação da onda refratada no meio B é corretamente representada pelo diagrama:

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3 - Você segura com a mão um cilindro de ferro e o aproxima de um ímã permanente muito pesado apoiado sobre uma mesa horizontal, como mostra o diagrama.

À medida que o cilindro se aproxima da mesa, ele é atraído pelo ímã com intensidade cada vez maior.O ímã não se move. Nos diagramas de força

abaixo, representa o peso do ímã, representa

a normal da mesa sobre o ímã e f representa a força feita pelo cilindro sobre o ímã.

Escolha aquele que melhor representa as forças sofridas pelo ímã.

4 - Na prova de lançamento de martelo nas Olimpíadas, o atleta coloca o martelo a girar e o solta quando atinge a maior velocidade que ele lhe consegue imprimir. Para modelar este fenômeno, suponha que o martelo execute uma trajetória circular num plano horizontal. A figura abaixo representa esquematicamente esta trajetória enquanto o atleta o acelera, e o ponto A é aquele no qual o martelo é solto.

Assinale a opção que representa corretamente a trajetória do martelo, vista de cima, após ser solto.

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Questões de Física UFF Questões de Física UFF5 - Um circuito é composto por 3 lâmpadas idênticas (A, B e C), um interruptor e fios de resistência desprezível. A fiação está embutida, sendo, portanto, invisível, e o circuito é alimentado por uma tomada comum. Quando o interruptor está aberto, as lâmpadas A e B estão acesas e brilham com a mesma intensidade, enquanto a lâmpada C permanece apagada. Quando o interruptor é fechado, o brilho da lâmpada A aumenta, o da lâmpada B diminui, e a lâmpada C se acende, ficando com o mesmo brilho que B.

Escolha, dentre as alternativas abaixo, o esquema de ligação entre as lâmpadas e o interruptor que possibilita estas 2 situações:

6 - Três esferas metálicas, apoiadas em suportes isolantes, são colocadas próximas, como no desenho abaixo, porém sem se tocarem. Um bastão carregado positivamente é aproximado da primeira esfera.

Assinale o diagrama que melhor representa a distribuição de cargas nas esferas.

7 - Uma lente convergente de pequena distância focal pode ser usada como lupa, ou lente de

aumento, auxiliando, por exemplo, pessoas com deficiências visuais a lerem textos impressos em caracteres pequenos.

Supondo que o objeto esteja à esquerda da lente, é correto afirmar que, para produzir uma imagem maior que o objeto, este deve ser:

(A) colocado sobre o foco e a imagem será real;(B) posicionado entre a lente e o foco e a imagem será real;(C) posicionado num ponto à esquerda muito afastado da lente e a imagem será virtual;(D) posicionado num ponto à esquerda do foco, mas próximo deste, e a imagem será virtual;(E) posicionado entre a lente e o foco e a imagem será virtual.

8 - O aumento da temperatura anual média da Terra tem sido atribuído às modificações provocadas pelo homem. O aquecimento global é sentido nos pólos, comprovado pela diminuição das áreas geladas.

Considere um grande iceberg. Parte do seu volume, que estava acima do nível da água, se separa, deixando de fazer parte do iceberg, e cai no mar.

Assinale a afirmativa correta, considerando a nova situação do iceberg.

(A) A pressão exercida pela água no fundo do mar, sob o iceberg, diminui.(B) O volume de água deslocado pelo iceberg permanece o mesmo.(C) O nível do mar sobe.(D) O empuxo sobre o iceberg diminui.(E) A densidade do iceberg diminui.

9 - No cuidado com o planeta, a reciclagem é uma das estratégias mais eficientes. Um técnico guardou três resistores iguais de um Ω.

Assinale o valor de resistência que ele não será capaz de obter, utilizando todos os três resistores.(A) 1/3 Ω (B) 2/3 Ω(C) 1 Ω (D) 3/2 Ω(E) 3 Ω

2008

1 - Numa experiência de eletrostática realizada no laboratório didático do Instituto de Física da UFF duas bolas idênticas são penduradas por fios

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Questões de Física UFF Questões de Física UFFisolantes muito finos a uma certa distância uma da outra. Elas são, então, carregadas eletricamente com quantidades diferentes de carga elétrica de mesmo sinal: a bola I recebe 8 unidades de carga e a bola II recebe 2 unidades de carga.

Escolha o diagrama que representa corretamente as forças de interação entre as bolas.

2 – Professores do Instituto de Física da UFF estudam a dinâmica do movimento de placas geológicas que compõem a crosta terrestre, com o objetivo de melhor compreender a física dos terremotos. Um sistema simples que exibe os elementos determinantes desta dinâmica é composto por um bloco apoiado sobre uma mesa horizontal rugosa e puxado por uma mola, como mostrado abaixo. A mola é esticada continuamente por uma força F de módulo crescente, mas o bloco permanece em repouso até que o atrito não seja mais suficiente para impedir seu deslocamento.

Enquanto não houver deslizamento, é correto afirmar que:(A) o módulo da força que o bloco faz sobre a mola é igual ao módulo da força de atrito sobre o bloco;(B) o módulo da força de atrito sobre o bloco é maior que o módulo da força que a mola faz sobre o bloco;(C) o módulo da força de atrito depende da força normal sobre o bloco, já que a normal é a reação ao peso;(D) o módulo da força que a mola faz sobre o bloco é maior que o módulo da força que o bloco faz sobre a mola;(E) o módulo da força de atrito sobre o bloco não muda enquanto a mola é esticada.

3 - Dois carrinhos podem deslizar sem atrito sobre um trilho de ar horizontal. A colisão entre eles foi registrada, utilizando sensores de movimento, e as respectivas velocidades, durante o processo, estão ilustradas no gráfico. O carrinho de massa m2

estava inicialmente em repouso.

Assinale a opção que identifica corretamente as relações entre as massas m1 e m2

dos dois carrinhos e entre as energias cinéticas

totais do sistema antes ( ) e depois ( ) da

colisão.

4 - Ao passar por um prisma, a luz branca é separada em componentes com diferentes freqüências. Isto ocorre porque a velocidade da luz no prisma depende da freqüência. O gráfico representa, esquematicamente, a dependência da velocidade da luz no prisma com o comprimento de onda da luz.

Assinale a opção que representa corretamente a separação da luz branca ao passar pelo prisma.

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5 - Em um dos seus projetos, o Grupo de Ensino do Instituto de Física da UFF desenvolve atividades que permitam a alunos com deficiências visuais terem experiências sensoriais diretas de fenômenos físicos. Numa dessas atividades, objetos pesados são presos a um barbante separados por distâncias bem definidas. Inicialmente, o conjunto é mantido na vertical, segurando-se o objeto mais alto e mantendo-se o mais baixo no chão. Em seguida, o conjunto é solto, permitindo que o aluno ouça os sons emitidos ao fim da queda de cada objeto. Dois destes arranjos, chamados I e II, são mostrados na figura abaixo. Em ambos os arranjos as distâncias entre os objetos 1 e 2 e 2 e 3 são, respectivamente, iguais a d e 3d. No arranjo I a distância entre os objetos 3 e 4 é 3d, enquanto no arranjo II a distância entre eles é 5d.

Escolha a alternativa que exibe corretamente a relação entre os intervalos de tempo decorridos entre os sons emitidos pela chegada ao chão dos objetos 2 e 3 (T) e 3 e 4 (T ’) nos 2 arranjos.

6 - Dejetos orgânicos depositados no fundo da Baía de Guanabara liberam bolhas de gases poluentes quando se decompõem. O diagrama abaixo representa uma bolha de gás que sobe no interior de um líquido em duas posições, I e II, ao longo da subida.

Identifique a opção que compara corretamente as pressões (P) sobre a bolha, os módulos das resultantes das forças que o líquido faz sobre a bolha (E) e os módulos das acelerações (A) do movimento da bolha nas duas posições mostradas:

7 - Em residências antigas, era comum que todos os eletrodomésticos fossem ligados a um único circuito elétrico, em geral montado com fios de ligação finos. Um modelo deste tipo de circuito está esquematizado na figura ao lado, onde r representa a resistência total dos fios de ligação.

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Ao ligar eletrodomésticos com resistência baixa, como chuveiros elétricos, percebia-se uma diminuição no brilho das lâmpadas.

Marque a alternativa que justifica tal diminuição no brilho das lâmpadas.(A) A corrente total no circuito diminui, fazendo com que a diferença de potencial (ddp) aplicada às lâmpadas diminua e, portanto, a corrente através delas seja menor.(B) Embora a diferença de potencial (ddp) nas lâmpadas permaneça a mesma, a corrente total no circuito diminui, diminuindo assim a corrente nas lâmpadas.(C) A corrente total no circuito permanece a mesma mas, como a maior parte dela passa através do chuveiro, sobra menos corrente para as lâmpadas.(D) A corrente total no circuito aumenta, aumentando assim a resistência das lâmpadas, o que diminui a corrente através delas.(E) A corrente total no circuito aumenta, causando maior queda de potencial através de r e diminuindo assim a diferença de potencial (ddp) e a corrente nas lâmpadas.

8 - Um aquecedor elétrico, cujo elemento fundamental é um resistor, foi projetado para funcionar ligado a uma diferença de potencial de 220V e aquece uma certa quantidade de água de 20 º C a 80 º C em 4 minutos.

Assinale a temperatura final da água, caso este aquecedor seja ligado a uma diferença de potencial de 110 V e usado para aquecer a mesma quantidade de água, inicialmente a 20 °C, durante os mesmos 4 minutos.(A) 35 º C (B) 40 º C(C) 50 º C (D) 65 º C(E) 80 º C

9 - O funcionamento do forno de microondas é baseado na excitação de moléculas polares (tais

como de água e gorduras) por um campo elétrico variável no tempo. Em um modelo simplificado essas moléculas podem ser descritas como sendo constituídas por duas cargas elétricas pontuais (+q) e (–q) separadas por uma distância fixa d.

Considere uma molécula polar, inicialmente em repouso, na presença de um campo elétrico E uniforme como representado na figura.

Nessas condições podemos afirmar que esta molécula:(A) terá movimento de rotação no sentido horário e de translação no sentido do campo elétrico;(B) terá movimento de rotação no sentido anti-horário e não terá movimento de translação;(C) terá movimento de rotação no sentido horário e não terá movimento de translação;(D) terá movimento de rotação no sentido anti-horário e de translação no sentido oposto ao do campo elétrico;(E) não terá movimento nem de rotação nem de translação porque a cargas se anulam.