UFRGS 2018 RESOLUÇÃO DA PROVA DE FÍSICA

Prof. Giovane Irribarem de Mello

Prof. Giovane Irribarem de Mello giovanemello@me.com1. Dois objetos de massas m1 e m2 (= 2m1) encontram-se na borda de uma mesa de altura h em relação ao solo, conforme representa a figura abaixo.

!

O objeto 1 é lentamente deslocado até começar a cair ver-ticalmente. No instante em que o objeto 1 começa a cair, o objeto 2 é lançado horizontalmente com velocidade V0. A resistência do ar é desprezível.

Assinale a alternativa que melhor representa os gráficos de posição vertical dos objetos 1 e 2, em função do tempo. Nos gráficos, tq1 representa o tempo de queda do objeto 1. Em cada alternativa, o gráfico da esquerda representa o objeto 1 e o da direita representa o objeto 2.

!

!

!

2. Em grandes aeroportos e shoppings, existem esteiras móveis horizontais para facilitar o deslocamento de pes-soas. Considere uma esteira com 48 m de comprimento e velo-cidade de 1,0 m/s. Uma pessoa Ingressa na esteira e segue caminhando so-bre ela com velocidade constante no mesmo sentido de movimento da esteira. A pessoa atinge a outra extremida-de 30 s após ter ingressado na esteira. Com que velocidade, em m/s, a pessoa caminha sobre a esteira?

(A) 2,6. (B) 1,6. (C) 1,0. (D) 0,8 (E) 0,6

RESOLUÇÃO DAS QUESTÃO 1. No enunciado da questão vemos a informação em relação as massas dos corpos que caem, mas sabemos que esta não influencia na queda dos corpos na ausência da resis-tência do ar. Como a questão quer uma avaliação do mo-vimento dos objetos com relação ao eixo vertical, sabemos que ambos caem da mesma altura e suas velocidades ini-ciais no eixo vertical são iguais e valem zero. A velocidade inicial que o objeto 2 possui é a componente horizontal da velocidade que não interfere no tempo de queda e sim apenas no alcance. Portanto, se ambos caem da mesma altura e são abandonados ao mesmo tempo, seus tempos de queda são iguais, portanto seus gráficos de altura em função do tempo, também serão iguais, portanto só nos sobrou a letra A e E. Os movimentos de queda livre são descritos pela equa-ção:

!

Então podemos perceber, que a equação acima, é de se-gundo grau, o que nos permite avaliar que o gráfico tem que ser de formato de uma parábola, ou parte dela. Resposta letra A. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 2. Para um referencial no solo fora da esteira a velocidade relativa da pessoa será dada por:

!

Mas a velocidade relativa determinada acima para um referencial no solo é a soma da velocidade da pessoa mais a da esteira, como dado abaixo:

vR = ve + vp

Como a velocidade da esteira foi fornecida no enunciado, podemos calcular a velocidade da pessoa.

vR = ve + vp → 1,6 = 1 + vp → vp = 0,6 m/s Resposta letra E.

h = h0 + v0.t +g.t2

2

vR = dt= 48

30= 1,6 m/s

UFRGS 2018 ! FÍSICA2

Prof. Giovane Irribarem de Mello giovanemello@me.com3. O cabo-de-guerra é uma atividade esportiva na qual duas equipes, A e B, puxam uma corda pelas extremida-des opostas, conforme representa a figura abaixo.

!

Considere que a corda é puxada pela equipe A com uma força horizontal de módulo 780 N e pela equipe B com uma força horizontal de modulo 720 N. Em dado instante, a corda arrebenta. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacu-nas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. A força resultante sobre a corda, no instante imediatamen-te anterior ao rompimento, tem módulo 60 N e aponta para a ………… . Os módulos das acelerações das equipes A e B, no instante imediatamente posterior ao rompimento da corda, são, respectivamente, ………………, supondo que cada equipe tem massa de 300 kg.

(A) esquerda - 2,5 m/s2 e 2,5 m/s2 (B) esquerda - 2,6 m/s2 e 2,4 m/s2 (C) esquerda - 2,4 m/s2 e 2,6 m/s2 (D) direita - 2,6 m/s2 e 2,4 m/s2 (E) direita - 2,4 m/s2 e 2,6 m/s2

4. Considere as afirmações abaixo, sobre o sistema Terra-Lua.

I - Para acontecer um eclipse lunar, a Lua deve estar na fase Cheia. II - Quando acontece um eclipse solar, a Terra está entre o Sol e a Lua. Ill - Da Terra, vê-se sempre a mesma face da Lua, porque a Lua gira em torno do próprio eixo no mesmo tempo em que gira em torno da Terra.

Quais estão carretas?

(A) Apenas I. (B) Apenas II. (C) Apenas I e III. (D) Apenas II e III. (E) I, II e III.

Instrução: O enunciado a seguir refere-se às questões 05 e 06. A figura abaixo representa duas esferas, 1 e 2, de massas iguais a m, presas nas extremidades de uma barra rígida de comprimento L e de massa desprezível. O sistema for-mado é posto a girar com velocidade angular constante em torno de um eixo, perpendicular à página, que passa pelo ponto P.

!

5. Sendo vi a velocidade tangencial da esfera i (i = 1,2) e Fi a força centrípeta nela resultante, as razoes v1/v2 e F1/F2 entre os módulos dos respectivos vetores são, nessa or-dem,

(A) 1/3 e 1/2. (B) 1/2 e 1/4. (C) 1/2 e 1/2. (D) 1/2 e 3/2. (E) 3/2 e 1/2.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 3. Completando as lacunas. A força resultante terá seu sentido determinado pela equi-pe que faz maior força, no caso como a equipe A faz mais força, e puxa o cabo para a esquerda, dando assim este o sentido da força resultante. Para determinar as acelerações de cada equipe temos que usar a segunda Lei de Newton.

FR = m.a

Como a aceleração solicitada é após o rompimento, então a força resultante sobre a equipe A vale 780 N e sobre a equipe B 720 N. Calculando suas acelerações temos:

!

Resposta letra B. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 4. Respondendo as afirmações temos: I - Correta, pois para vermos um eclipse lunar, ele ocorre à noite e a face da Lua deve estar toda iluminada pelo Sol, e isto ocorre na fase cheia. II - Falso, pois quando a Terra está entre o Sol o e a Lua temos um eclipse lunar, como na figura abaixo.

! https://www.todamateria.com.br/eclipse-lunar/

III - Correta, essa sincronia entre esse dois movimentos existe sim!

Resposta da letra C.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 5. De acordo com o enunciado ambas as esferas tem a mes-ma velocidade angular, então podemos igualar elas usan-do a expressão v = 𝜔.R (1) e isolando a velocidade angu-lar teremos:

!

Agora para determinar a razão entre as forças centrípetas temos que usar (1) na expressão da força centrípeta, co-mo mostraremos abaixo:

!

Igualando novamente as velocidades angulares, teremos:

!

Resposta da letra C.

FRA= m.aA → aA =

FRA

m= 780

300= 2,6 m/s2

FRB= m.aB → aB =

FRB

m= 720

300= 2,4 m/s2

ω1 = ω2 →v1R1

=v2R2

→v1v2

=R1R2

=L32L3

= L3x32L

= 12

FC =m.v2

R→FC =m.

ω.R( )2R

→FC =m.ω2.R→ω =FCm.R

ω1 = ω2 →F1m.R1

=F2m.R2

→F1m.R1

=F2m.R2

=F1F2

=R1R2

L32L3

= L3x32L

= 12

UFRGS 2018 ! FÍSICA3

Prof. Giovane Irribarem de Mello giovanemello@me.com6. Em relação ao eixo de rotação em P, o centro de massa do sistema descreve uma trajetória circunferencial de raio

(A) L/2. (B) L/3. (C) L/4. (D) L/6. (E) L/9.

7. A figura mostra três trajetórias, 1, 2 e 3, através das quais um corpo de massa m, no campo gravitacional ter-restre, é levado da posição inicial i para a posição final f, mais abaixo.

!

Sejam W1, W2 e W3, respectivamente, os trabalhos reali-zados pela força gravitacional nas trajetórias mostradas.

Assinale a alternativa que correlaciona corretamente os trabalhos realizados.

(A) W1 < W2 < W3 (B) W1 < W2 = W3 (C) W1 = W2 = W3 (D) W1 = W2 > W3 (E) W1 > W2 > W3

8. O uso de arco e flecha remonta a tempos anteriores à história escrita. Em um arco, a força da corda sobre a fle-cha é proporcional ao deslocamento x, ilustrado na figura abaixo, a qual representa o arco nas suas formas relaxada I e distendida lI.

!

Uma força horizontal de 200 N, aplicada na corda com uma flecha de massa m = 40 g, provoca um deslocamento x = 0,5 m. Supondo que toda a energia armazenada no arco seja transferida para a flecha, qual a velocidade que a flecha atingiria, em m/s, ao abandonar a corda?

(A) 5x103. (B) 100. (C) 50. (D) 5. (E) 101/2.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 6. Como as esferas tem a mesma massa, então o centro de massa do sistema (CM) se encontrará no meio da barra, como é mostrado na figura abaixo.

! Esse centro de massa (CM) gira em torno do ponto P com um raio R que pode ser determinado calculando a seguir:

!

Essa diferença entre essas distâncias nos fornece o raio executado pelo centro de massa do sistema. Resposta letra D. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 7. De acordo com o Teorema Trabalho - Energia podemos verificar que em todas as três trajetórias no ponto inicial te-mos sempre a mesma altura e para o ponto final também temos a mesma altura para as três trajetórias. Como o Teorema é W = ΔEP, podemos concluir que a va-riação da energia potencial gravitacional é a mesma para os três percursos, pois o que interessa é apenas os pontos de partida e chegada, e portanto, todos os trabalhos são iguais. Resposta letra C. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 8. De acordo com o enunciado podemos considerar que este sistema é conservativo e podemos então determinar a ve-locidade usando a Lei de Conservação de Energia. Mas antes temos que observar que a massa da flecha es-tá em gramas e temos que usar o S.I., portanto a massa da flecha é m = 0,04 kg. Precisaremos também da constante de elasticidade do ar-co e esta podemos determinar através da Lei de Hooke.

F = k.x → 200 = k.0,5 → k = 400 N/m

Na figura abaixo selecionamos dois pontos de interesse, o A como ponto de maior deformação do arco e B quando não há deformação.

! Pela Lei de Conservação a energia mecânica do sistema é a mesma nos dois pontos selecionados.

!

Resposta letra C.

R = L2− L3= 3L − 2L

6= L6

EMA= EMB

→ECA+EPeA

= ECB+EPeB

→ 0 +EPeA

= ECB+ 0

k.x2

2= m.v2

2→ 400. 0,5( )2

= 0,04.v2 → v = 50 m/s

UFRGS 2018 ! FÍSICA4

Prof. Giovane Irribarem de Mello giovanemello@me.com9. Considere as três afirmações abaixo.

I - Em qualquer processo de colisão entre dois objetos, a energia cinética total e a quantidade de movimento linear total do sistema são quantidades conservadas. II - Se um objeto tem quantidade de movimento linear, en-tão terá energia mecânica. III - Entre dois objetos de massas diferentes, o de menor massa jamais terá quantidade de movimento linear maior do que o outro.

Quais estão corretas?

(A) Apenas I. (B) Apenas lI. (C) Apenas III. (D) Apenas I e lI. (E) I, II e III.

10. A figura I representa um corpo metálico maciço, sus-penso no ar por um dinamômetro, que registra o valor 16 N. A figura II representa o mesmo corpo totalmente submerso na dinamômetro registra 14 N.

! Desprezando o empuxo do ar e considerando a densidade da água 𝜌a = 1,0x103 kg/m3 e a aceleração da gravidade g = 10 m/s2, o volume e a densidade do corpo são, respecti-vamente,

(A) 2,0x10-4 m3 e 10,0x103 kg/m3. (B) 2,0x10-4 m3 e 8,0x103 kg/m3. (C) 2,0x10-4 m3 e 7,0x103 kg/m3. (D) 1,5x10-3 m3 e 8,0x103 kg/m3. (E) 1,5x10-3 m3 e 7,0x103 kg/m3.

11. Uma barra metálica de 1 m de comprimento é subme-tida a um processo de, aquecimento e sofre uma variação de temperatura. O gráfico abaixo representa a variação Δl, em mm, no comprimento da barra, em função da variação de tempera-tura ΔT, em oC.

! Qual é o valor do coeficiente de dilatação térmica linear do material de que é feita a barra, em unidades 10-6/oC?

(A) 0,2. (B) 2,0. (C) 5,0. (D) 20. (E) 50.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 9. Analisando as afirmações da questão temos: I - Falsa, pois somente na colisão perfeita elástica a ener-gia cinética do sistema antes e depois da colisão não se altera. II - Correta, pois tendo quantidade de movimento, ele pos-sui velocidade (Q = m.v), e com isso, possuirá energia ci-nética fazendo o corpo também possuir energia mecânica (EM = EC + EP). III - Falsa, pois a quantidade de movimento não depende apenas da massa, mas também da velocidade (Q = m.v). Resposta letra B. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 10. Quando o corpo está imerso no ar (Fig. 1) a leitura do di-namômetro indica o peso do corpo (FDin. = P), pois este em repouso, a força resultante é nula!

! ! Fig. 1 Fig. 2

Como o corpo está em repouso no líquido (Fig. 2), a força resultante é zero! Com isso as duas forças apontadas para cima somadas tem o mesmo valor da força para baixo. Analisando ainda, corpo está totalmente submerso, o volu-me deslocado pelo corpo é o próprio volume dele então podemos montar a equação abaixo e resolve-la para en-contrar o volume do corpo.

!

E para determinar sua densidade, precisamos antes da massa do corpo. Como temos seu peso e o valor do “g”, a massa vale: !

!

Resposta letra B. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 11. Para determinar o coeficiente de dilatação linear, basta aplicar a fórmula e usar os dados do enunciado e do gráfi-co.

ΔL = L0.α.ΔT Escolhendo uma variação de temperatura de 40 oC teremos uma dilatação da barra de 0,8 mm = 0,8x10-3 m. Substituindo na equação acima teremos:

Como é solicitado apenas valor do coeficiente que está a frente da potência 10-6, então a resposta é 20! Resposta letra D.

FR = 0→P = FDin. +E→16 = 14 + ρliq..g.VLd

2 = 103.10.Vc → Vc = 2x10−4 m3

P =m.g→16 =m.10→m = 1,6kg

ρ = mV

= 1,62x10−4 = 0,8x104 = 8x103 kg / m3

0,8x10−3 = 1.α.40

α = 8x10−4

40= 1x10−4

5= 0,2x10−4 = 2x10−5 = 20x10−6 oC

UFRGS 2018 ! FÍSICA5

Prof. Giovane Irribarem de Mello giovanemello@me.com12. Uma quantidade de calor Q = 56.100,0 J é fornecida a 100 g de gelo que se encontra inicialmente a -10 °C.

Sendo o calor específico do gelo cg = 2,1 J/(goC),o calor específico da água ca = 4,2 J/(goC) e o calor latente de fusão LF =330,0 J/g,a temperatura final da água em °C é, aproximadamente,

(A) 83,8. (B) 60,0. (C) 54,8. (D) 50,0. (E) 37,7.

13. A velocidade máxima do vento no furacão Irma em se-tembro/2017 chegou a 346 km/h, o que o classifica como um furacão de categoria 5. Segundo um modelo teórico desenvolvido no MIT (Mas-sachuttes Institute of Thecnology), um furacão pode ser tratado como uma máquina de calor de Carnot. A tempes-tade extrai calor do oceano tropical quente (água como fonte de calor) e converte parte do calor em energia cinéti-ca (vento). Nesse modelo, a velocidade máxima Vmáx pode ser obtida da equação

!

Nessa equação, Toce e Tatm são, respectivamente, a tem-peratura da superfície do oceano e a temperatura no nível do topo da nuvem a cerca de 12 a 18 km, ambas em K, e E corresponde à taxa de transferência de calor do oceano para a atmosfera.

Considere, no modelo, os seguintes processos.

I - Diminuição da temperatura na superfície do oceano. II - Aumento na diferença de temperatura entre a superfí-cie do oceano e o topo da nuvem na atmosfera. III- Diminuição na taxa de transferência de calor .

Quais processos contribuem para o aumento da velocida-de máxima do vento em um furacão?

(A) Apenas I. (B) Apenas II. (C) Apenas III. (D) Apenas I e lI. (E) I, II e III.

14. Utilizados em diversas áreas de pesquisa, balões es-tratosféricos são lançados com seu invólucro impermeável parcialmente cheio de gás, para que possam suportar grande expansão à medida em que se elevam na atmos-fera.

Um balão, lançado ao nível do mar, contém gás hélio à temperatura de 27°C, ocupando um volume inicial Vi. O balão sobe e atinge uma altitude superior a 35 km, onde a pressão do ar é 0,005 vezes a pressão ao nível do mar e a temperatura é -23°C.

Considerando que o gás hélio se comporte como um gás ideal, qual é, aproximadamente, a razão Vf/Vi, entre os vo-lumes final Vf e inicial Vi? (A) 426. (B) 240. (C) 234. (D) 167. (E) 17.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 12. Para resolver esta questão basta somar as quantidades de calor recebidas pelo gelo para aquece-lo até 0 °C, depois para derrete-lo e por último aquecer a água líquida, oriun-da do gelo. Esta soma é igual à quantidade de energia total que foi indicada no enunciado, como mostrado na equação abaixo. QSg + QL + QSa = 56000 mg.cg.ΔTg + mg.LF + ma.ca.ΔTa = 56000 100.2,1.[0 - (-10)] + 100.330 + 100.4,2.(T - 0) = 56000 2100 + 33000 + 420.T = 56000 420.T = 56000 - 35100 T = 49,7 oC Resposta letra D. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 13. Analisando as afirmações em função do modelo mate-mático dado na questão, que vão contribuir para o au-mento da velocidade máxima.

I - Falsa, pois dentro da raiz há uma diferença entre a temperatura do oceano e no alto da atmosfera. Como no alto da atmosfera a temperatura é bem baixa, a tem-peratura do oceano é maior que no topo da atmosfera, portanto se a temperatura do oceano reduzir essa dife-rença fica menor e a velocidade máxima também dimi-nui. II - Correta, pois como explicado acima, quanto maior essa diferença, será maior a velocidade máxima. III - Falsa, pois de acordo com o modelo matemático, quanto maior essa taxa de calor, maior é a velocidade máxima. Resposta letra B. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 14. Para determinar a razão entre os volumes final e inicial, precisamos passar as temperaturas para a escala de Kelvin.

TK = TC + 273

Ti = 27 + 273 = 300 K Tf = -23 + 273 = 250 K

Para determinar a razão usamos a equação abaixo:

!

Resposta letra D.

Vmáx =Toce − TatmTatm

⎛

⎝⎜⎞

⎠⎟E

p1.V1T1

=p2.V2T2

→pa.ViTi

=pf.VfTf

pa.Vi300

=0,005.pa.Vf

250→VfVi

= 250300.0,005

= 166,6...

UFRGS 2018 ! FÍSICA6

Prof. Giovane Irribarem de Mello giovanemello@me.com15. Uma carga negativa Q é aproximada de uma esfera condutora isolada, eletricamente neutra. A esfera é, então, aterrada com um fio condutor. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacu-nas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.

Se a carga Q for afastada para bem longe enquanto a es-fera está aterrada, e, a seguir, for desfeito o aterramento, a esfera ficará …………. . Por outro lado, se primeiramente o aterramento for des-feito e, depois, a carga Q for afastada, a esfera ficará …………… .

(A) eletricamente neutra - positivamente carregada (B) eletricamente neutra - negativamente carregada (C) positivamente carregada - eletricamente neutra (D) positivamente carregada - negativamente carregada (E) negativamente carregada - positivamente carregada

16. Uma fonte de tensão cuja força eletromotriz é de 15 V tem resistência interna de 5 𝛺. A fonte está ligada em série com uma lâmpada incandescente e com um resistor. Me-didas são realizadas e constata-se que a corrente elétrica que atravessa o resistor é de 0,20 A, e que a diferença de potencial na lâmpada é de 4 V. Nessa circunstância, as re-sistências elétricas da lâmpada e do resistor valem res-pectivamente,

(A) 0,8 𝛺 e 50 𝛺. (B) 20 𝛺 e 50 𝛺. (C) 0,8 𝛺 e 55 𝛺. (D) 20 𝛺 e 55 𝛺. (E) 20 𝛺 e 70 𝛺.

17. Na figura abaixo, está representada a trajetória de uma partícula de carga negativa que atravessa três regiões on-de existem campos magnéticos uniformes e perpendicula-res à trajetória da partícula.

!

Nas regiões I e III, as trajetórias são quartos de circunfe-rências e, na região II, a trajetória é uma semicircunferên-cia. A partir da trajetória representada, pode-se afirmar corretamente que os campos magnéticos nas regiões I, II e III, em relação à página, estão, respectivamente,

(A) entrando, saindo e entrando. (B) entrando, saindo e saindo.(C) saindo, saindo e entrando.(D) entrando, entrando e entrando. (E) saindo, entrando e saindo.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 15. O processo descrito no enunciado é o da eletrização por indução. E para mostrar de fato o que está ocorrendo usa-rei duas imagens que estão abaixo:

Fig. 1 ! ! Fig. 2 https://www.infoescola.com/eletrostatica/eletrizacao/

A esfera “A" negativa estando carregada, faz as cargas ne-gativas da esfera B se deslocarem para a Terra por repul-são (Fig. 1). No entanto, se a esfera “A” for afastada, a re-pulsão não existirá e as cargas negativas retornam à esfe-ra B, deixando a esfera “B" eletricamente neutra. Agora se na situação da (fig. 1) acima, o fio Terra foi corta-do e após a esfera “A" for afastada, as cargas negativas que se deslocaram para a Terra, não terão como retornar, pois a ligação foi desfeita. Neste caso a esfera “B" perden-do cargas negativas, fica positivamente carregada. Resposta letra A. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 16. Nesta questão temos um circuito em série com três resis-tores (resistência interna da fonte, lâmpada e um resistor). A corrente de 0,20 A percorre os três resistores, com isso já podemos determinar a resistência da lâmpada usando a primeira Lei de Ohm.

!

Para determinar a resistência do resistor vamos primeiro calcular a resistência equivalente do circuito.

!

Como a resistência equivalente em um circuito em série também pode ser dada por: Req = Rinterna + Rlâmpada + Rresistor ; então: 75 = 5 + 20 + Rresistor → Rresistor = 50𝛀 Resposta letra B. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 17. Para determinar os sentidos das linhas de indução do campo magnético, temos que usar a regra do tapa da mão direita, como na figura abaixo.

! Como é uma carga negativa a orientação da força na figu-ra acima é invertida, ou seja, o tapa é pelas costas da mão! Na região I, seu dedão deve estar voltado para a direita, indicando o sentido de movimento da partícula, e como ela se desloca para a base da página (as costas da palma vol-tadas para a base da página), seus outros 4 dedos devem estar voltados para a página (entrando). Na região II, seu dedão deve estar apontado para a base da página, e a partícula está sendo empurrada para a di-reita (as costas da palma voltadas para a direita da pági-na) quando entra nessa região, com isso seus 4 dedos devem estar apontados para fora da página (saindo). Na região III, seu dedão deve estar apontado para o topo da página e as costas da palma da mão voltada para a direita, indicando pra onde a partícula vai, com isso seus 4 dedos devem estar voltados para a página (entrando). Resposta letra A.

Rlâmpada =Ui= 40,20

= 20Ω

Req =Ui= 150,20

= 75Ω

UFRGS 2018 ! FÍSICA7

Prof. Giovane Irribarem de Mello giovanemello@me.com18. A figura abaixo representa um experimento em que um ímã está sendo aproximado com velocidade V de uma bo-bina em repouso, ligada em série com um galvanômetro G.

!

A seguir, três variantes do mesmo experimento estão re-presentadas nas figuras I, II e III.

!

Assinale a alternativa que indica corretamente as variantes que possuem corrente elétrica induzida igual àquela pro-duzida no experimento original.

(A) Apenas I. (B) Apenas lI. (C) Apenas III. (D) Apenas I e II. (E) I, II e III.

19. Um feixe de luz monocromática, propagando-se em um meio transparente com índice de refração n1, incide sobre a interface com um meio, também transparente, com índice de refração n2.

Considere θ1 e θ2, respectivamente, os ângulos de inci-dência e de refração do feixe luminoso.

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacu-nas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Haverá reflexão total do feixe incidente se …………. e se o valor do ângulo de incidência for tal que ………..… .

(A) n1 < n2 - sen θ1 < n2/n1 (B) n1 < n2 - sen θ1 > n2/n1 (C) n1 = n2 - sen θ1 = n2/n1 (D) n1 > n2 - sen θ1 < n2/n1 (E) n1 > n2 - sen θ1 > n2/n1

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 18. A questão trata sobre a indução magnética e temos que em primeiro lugar descobrir qual o sentido da corrente elé-trica induzida no experimento mostrado. Como o ímã se aproxima da bobina, de acordo com a Lei de Faraday-lenz, o fluxo magnético vai aumentar e induzir uma corrente elétrica na bobina, essa corrente tem que gerar um efeito de oposição ao fluxo sobre ela, ou seja, se o fluxo está aumentando, vai aparecer nela (bobina) uma corrente que gera no seu lado direito um pólo sul para tentar repelir o ímã para não deixar o fluxo aumentar. Usando a regra da mão direita para o solenóide podemos determinar o sentido da corrente nele. Lembre-se de que o dedão indica o lado do pólo norte e os outros dedos o sentido da corrente.

! Agora temos que verificar nas três situações quais tem o mesmo sentido a corrente induzida da situação acima. I - correta, se a bobina vem se aproximando pela direita do ímã onde temos um pólo norte, o lado esquerdo da bobina também aparece um pólo norte pra impedir o aumento do fluxo magnético como mostrado na figura acima. II - correta, se o ímã se afasta da bobina pela direita com um pólo norte, o fluxo magnético diminui e com isso a cor-rente induzida tem que gerar um pólo sul (figura acima) para impedir o afastamento do ímã e a redução do fluxo magnético. III - errada, se a bobina se aproxima do ímã pela direita onde agora temos um pólo sul, no lado esquerdo da bobi-na também deve aparecer um pólo sul, pois o fluxo mag-nético está aumentando e a corrente induzida gera esse pólo sul para repelir, e o sentido da corrente fica invertido se invertermos o dedão na figura acima. Resposta letra D. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 19. Para que ocorra a reflexão total, a luz deve incialmente es-tar no meio mais refringente (índice de refração maior), in-do para o meio menos refringente (índice de refração me-nor), n1 > n2, na figura abaixo exemplifico a situação des-crita no enunciado. E com a Lei de Snell-Descartes podemos determinar o ân-gulo limite.

! http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/reflexao-total-luz.htm

Na figura L é o ângulo de incidência (θ1). n1.sen θ1 = n2.sen θ2 → para o ângulo limite θ2 = 90o n1.sen θ1 = n2.sen 90o n1.sen θ1 = n2.1 sen θ1 = n2/n1 Esta razão dá o maior ângulo para obter a refração, por-tanto, para obtermos a reflexão total, o ângulo de incidên-cia deve ser maior (sen θ1 > n2/n1). Resposta letra E.

UFRGS 2018 ! FÍSICA8

Prof. Giovane Irribarem de Mello giovanemello@me.com20. Muitas pessoas não enxergam nitidamente objetos em decorrência de deformação no globo ocular ou de acomo-dação defeituosa do cristalino. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacu-nas dos enunciados a seguir, na ordem em que aparecem. Para algumas pessoas a imagem de um objeto forma-se à frente da retina, conforme ilustrado na figura I abaixo. Es-se defeito de visão é chamado de ........ , e sua correção é feita com lentes ......... .

!

Em outras pessoas, os raios luminosos são interceptados pela retina antes de se formar a imagem, conforme repre-sentado na figura II abaixo. Esse defeito de visão é cha-mado de ........ , e sua correção é feita com lentes ......... .

!

(A) presbiopia - divergentes - hipermetropia - convergentes(B) presbiopia - divergentes - miopia - convergentes(C) hipermetropia - convergentes - presbiopia- divergentes (D) miopia - convergentes - hipermetropia - divergentes(E) miopia - divergentes - hipermetropia - convergentes 21. Existe uma possibilidade de mudar a frequência de uma onda eletromagnética por simples reflexão. Se a su-perfície refletora estiver em movimento de aproximação ou afastamento da fonte emissora, a onda refletida terá, res-pectivamente, frequência maior ou menor do que a onda original. Esse fenômeno, utilizado pelos radares (RaDAR é uma si-gla de origem inglesa: Radio Detection And Ranging), é conhecido como efeito

(A) Doppler. (B) Faraday. (C) Fotoelétrico. (D) Magnus. (E) Zeeman.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 20. Preenchendo as lacunas teremos: O defeito de visão mostrado na figura I é a miopia e a sua correção é feita com lentes divergentes como mostrado na figura abaixo.

! https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e0/Myopia_and_lens_correction.svg

O defeito de visão mencionado na sequência é a hiperme-tropia e sua correção é feita com lentes convergentes co-mo mostrado na figura abaixo.

! https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1d/Hypermetropia_color.png

Resposta letra E. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 21. O fenômeno que está relacionado com alteração da fre-quência percebida por um observador quando há um mo-vimento relativo entre ele e a fonte de onda é chamado de efeito Doppler. No caso do radar sua função é detectar objetos em movi-mento, e quando a onda emitida por ele atinge um objeto em movimento, esta onda é refletida, mas sofre uma redu-ção em seu comprimento de onda, e consequentemente, um aumento na sua frequência, portanto o equipamento recebe uma frequência maior do que a emitida por ele. Resposta letra A.

UFRGS 2018 ! FÍSICA9

Prof. Giovane Irribarem de Mello giovanemello@me.com22. A figura l, abaixo, representa esquematicamente o ex-perimento de Young. A luz emitida pela fonte F, ao passar por dois orifícios, dá origem a duas fontes de luz F1 e F2, idênticas, produzindo um padrão de interferência no ante-paro A. São franjas de interferência, compostas de faixas claras e escuras, decorrentes da superposição de ondas que chegam no anteparo.

A figura lI, abaixo, representa dois raios de luz que atin-gem o anteparo no ponto P. A onda oriunda do orifício F1 percorre uma distância maior que a onda proveniente do orifício F2. A diferença entre as duas distâncias é ΔL.

!

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacu-nas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.

Se, no ponto P, há uma franja escura, a diferença ΔL deve ser igual a um número ........ de comprimentos de onda. No ponto central O, forma-se uma franja ........ decorrente da interferência ........ das ondas.

(A) inteiro - escura - destrutiva (B) inteiro - escura - construtiva (C) inteiro - clara - construtiva (D) semi-inteiro - escura - destrutiva (E) semi-inteiro - clara - construtiva

23. As forças que se observam na natureza podem ser ex-plicadas em termos de quatro interações fundamentais. Na primeira coluna do quadro abaixo, estão listadas as quatro interações fundamentais; na segunda, exemplos de fenômenos que se observam na natureza.

!

Assinale a alternativa que associa corretamente as intera-ções fundamentais, mencionadas na primeira coluna, aos respectivos exemplos, listados na segunda.

(A) 1(c) - 2(b) - 3(a) - 4(d) (B) 1(c) - 2(d) - 3(a) - 4(b) (C) 1(c) - 2(d) - 3(b) - 4(a) (D) 1(a) - 2(b) - 3(c) - 4(d) (E) 1(a) - 2(d) - 3(b) - 4(c)

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 22. Preenchendo as lacunas sobre o fenômeno da interferên-cia. Se no ponto P temos uma franja escura, então ali está ocorrendo uma interferência destrutiva. Isso é explicado através da diferença de caminho (ΔL) entre os raios prove-nientes das fendas 1 e 2 (F1 e F2). Essa diferença de ca-minha faz que as ondas sobrepostas em P não estejam em fase e sim fora de fase, ou seja, teremos uma crista sobreposta com um vale. Para que isto ocorra, essa dife-rença de caminho deve ser um semi-inteiro do comprimen-to de onda (figura abaixo). No ponto O, o caminho percorrido pelas duas ondas é o mesmo, pois a distância é mesma, fazendo assim coincidir neste ponto duas cristas de cada onda proveniente de ca-da fenda ou dois vales, indicando uma interferência cons-trutiva e aparecendo na tela uma franja clara, como mos-trado na figura abaixo.

! http://revistapesquisa.fapesp.br/wp-content/uploads/2012/12/018-025_Fotons_202-31.jpg

Portanto resposta letra E. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 23. Respondendo com exemplos: 1 - Força gravitacional é uma interação entre corpos com massa, e no caso da tabela, é responsável pelas eleva-ções das águas (marés) devido a atração, por exemplo da Lua sobre a massa de água na superfície do planeta Terra. 2 - Força eletromagnética é a força de interação entre car-gas positivas e negativas, como prótons e elétrons no áto-mo. Esta força mantém a estabilidade elétrica do átomo ou da matéria. 3 - Força nuclear forte é a força responsável por impedir do núcleo explodir, pois como sabemos, há muitas partí-culas no interior de um núcleo (prótons) com mesma carga se repelindo, e a força nuclear atua apenas no interior do núcleo, sendo atrativa entre essas partículas, mantendo assim a coesão do núcleo atômico. 4 - Força nuclear fraca é a força responsável pelas emis-sões de partículas do núcleo, como por exemplo, o decai-mento beta, onde um elétron é expelido de dentro do nú-cleo. Resposta letra C.

UFRGS 2018 ! FÍSICA10

Prof. Giovane Irribarem de Mello giovanemello@me.com24. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que apare-cem.

Quando um núcleo de urânio 238U92 absorve um nêutron, forma-se o núcleo 239U92 que é radioativo com meia-vida de 24 minutos.

Núcleos de urânio 239U92 emitem radiação ........, transfor-mando-se em núcleos de netúnio 239Np93. Esse isótopo de netúnio também é radioativo com meia-vida de 2,3 dias.

Ao emitirem radiação ........ , os núcleos de netúnio 239Np93 transformam-se em núcleos de plutônio 239Pu94, cuja meia-vida é cerca de 24.000 anos.

(A) 𝛼 - 𝛽 (B) 𝛼 - 𝛾 (C) 𝛽 - 𝛼 (D) 𝛽 - 𝛽 (E) 𝛽 - 𝛾

25. Dilatação temporal e contração espacial são conceitos que decorrem da

(A) Teoria Especial da Relatividade. (B) Termodinâmica.(C) Mecânica Newtoniana.(D) Teoria Atômica de Bohr. (E) Mecânica Quântica.

RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 24. Para entender o decaimento ocorrido na primeira etapa te-mos:

239U92 → 239Np93 + 0X-1

Na reação descrita acima para a formação do netúnio, ve-mos que a partícula X ao ser emitida do núcleo, não alte-rou o número de massa do núcleo e fazendo aumentar apenas o número atômico. Como sabemos a partícula res-ponsável por esse tipo de processo é a beta (𝛽). O mesmo netúnio da reação acima, sofre um novo decai-mento como mostrado abaixo:

239Np93 → 239Pu94 + 0Y-1

Novamente temos um decaimento idêntico ao anterior, mudando apenas o número atômico e o de massa ficando inalterado, indicando que a partícula Y emitida pelo núcleo, mais uma vez é a beta (𝛽). Resposta letra D. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 25. Os conceitos mencionados no enunciado são decorrentes da constância da velocidade da luz no vácuo, proposto por por A. Einstein no seu trabalho publicado em 1905, com o título, A Eletrodinâmica dos Corpos em Movimento, e que hoje chamamos de Teoria Especial da Relatividade. Resposta letra A.

UFRGS 2018 ! FÍSICA11