PS - 2016 - UFPA - Física

1. (UFPA 2016)  Sabe-se que o conceito de movimento em Física é relativo, ou seja, depende de um referencial. Considerando essa afirmação, pode-se afirmar que, para uma pessoa sentada numa cadeira de uma Roda Gigante, em movimento, a trajetória de outra pessoa que está sentada diametralmente oposta é 

a) uma reta.   

b) uma parábola.   

c) um círculo.   

d) um segmento de reta.   

e) inexistente, porque não há movimento.   

Comentários: A distância entre as duas pessoas é constante e igual ao diâmetro da Roda Gigante. Portanto, uma realiza em relação a outra movimento circular uniforme de raio 30 m.    

2. (UFPA 2016)  Durante os festejos do Círio de Nazaré, em Belém, uma das atrações é o parque de brinquedos situado ao lado da Basílica, no qual um dos brinquedos mais cobiçados é a Roda Gigante, que gira com velocidade angular ω, constante.

Considerando-se que a velocidade escalar de um ponto qualquer da periferia da Roda é v = 1 m/s   e que o raio é de r = 15 m,  pode-se afirmar que a frequência de rotação f em hertz, e a velocidade angular ω, em rad/s são respectivamente iguais a: 

a)  1/30π e 2/15     

b)  1/15π e 2/15     

c)  1/30π e 1/15     

d)  1/15π e 1/15   

e)  1/30π e 1/30π

Cálculo da frequência: 

v = 2*π*R*f

f = v/(2*π*R)

f = 1/(2*π*15)

f = 1/(30*π)

Cálculo da velocidade angular

ω = 2*π*f

ω = 2*π*(1/30π)

ω = 1/15 rad/s

3. (Ufpa 2016)  Um menino solta uma moeda, a partir do repouso, sobre um plano inclinado. Desprezando-se o atrito, pode-se afirmar que a velocidade, ao final da rampa, é 

a) igual a de qualquer ponto anterior à do final.   

b) diretamente proporcional à altura do plano.   

c) diretamente proporcional ao quadrado da altura do plano.   

d) diretamente proporciona à raiz quadrada da altura do plano.   

e) inversamente proporcional à altura do plano.   

Pela conservação da energia mecânica: 

m*v²/2 = m*g*h

v = √2gh

A velocidade é diretamente proporcional à raiz quadrada da altura do plano inclinado.  

4. (UFPA 2016)  Considere as seguintes situações: na primeira, o menino deixa cair a moeda, do ponto mais alto, a partir do repouso, e a moeda chega à base do plano inclinado com uma energia cinética   Ec na segunda, do ponto mais alto, o menino lança a moeda ao longo do plano inclinado para baixo, com velocidade v = 2 m/s,  e ela, nessa segunda situação, chega a base com uma energia cinética 20% maior do que na primeira situação.

Considerando-se a aceleração da gravidade g = 10 m/s² pode-se afirmar que a altura vertical, em metros, desse plano é 

a) 1

b) 1,5

c) 2     

d) 2,5

e) 3

Embora o enunciado não cite que o atrito entre o plano inclinado e a moeda é desprezível vamos considerá-lo para efeito de calculo aplicando a conservação da energia mecânica às duas situações:

Ec = m*g*h (I)

1,2* Ec = m*g*h + m*v²/2 (II)  

Substituindo (I) em (II):

 1,2* m*g*h = m*g*h + m*v²/2

0,2*g*h = v²/2

0,2*10*h = 2²/2

h =1 m

5. (UFPA 2016)  Sabendo-se que um espelho esférico, que serve para acender uma tocha olímpica, pode ser usado, também, como um sistema de aquecimento (forno óptico), considere uma situação em que no lugar da tocha fossem colocados 300 g de água e que a temperatura desta subisse de 30 ºC para 100 ºC em 30 min. 

Desprezando–se a absorção de calor pelo recipiente que contem a água, pode-se afirmar que a potência útil desse forno é, em Watts, igual a

Dados:

- o equivalente mecânico do calor tal que  1 cal = 4,2 J

- o calor específico da água  1 cal/gºC 

a) 11    

b) 18    

c) 25    

d) 31    

e) 49    

Pot = Q /∆t

Pot = m*c*∆T /∆t

Pot = [300*4,2*(100 - 30)] /(30*60)

Pot = 49 W

6. (Ufpa 2016)  Os próximos jogos Olímpicos, neste ano, acontecerão no Brasil, em julho, mas a tocha olímpica já foi acesa, em frente ao templo de Hera, na Grécia, usando-se um espelho parabólico muito próximo de um espelho esférico de raio   que produz o mesmo efeito com um pouco menos de eficiência. Esse tipo de espelho, como o da figura (imagem divulgada em toda a impressa internacional e nacional), consegue acender um elemento inflamável, usando a luz do sol.

Pode-se afirmar que o elemento inflamável acende devido ao fato de esse tipo de espelho 

a) refletir os raios do sol, dispersando-os.   

b) refletir mais luz que os espelhos planos.   

c) refletir os raios do sol, concentrando-os.   

d) absorver bastante a luz do sol.   

e) transmitir integralmente a luz do sol.   

Comentários: O espelho parabólico reflete os raios solares para um mesmo ponto (foco), onde toda energia refletida é concentrada.  

7. (UFPA 2016)  Um prisma de vidro está no ar e é feito de um material cujo índice de refração é n > 1 A forma de sua seção transversal é a de um triângulo retângulo isósceles, conforme a figura abaixo. Observa-se nele, que um feixe de luz incide perpendicularmente a face de entrada e, após refletir na segunda face inclinada, emerge perpendicularmente na terceira face do prisma, como mostrado pelas setas.

 

Qual deve ser o menor valor do índice de refração n para ocorrer a situação descrita e o feixe não sair pela segunda face?

Dado: o índice de refração do ar é igual a  1. 

a) 1,3     

b) √2

c) √3   

d) 1,8   

e) 1,2  

A figura mostra os ângulos relevantes para a resolução.

Está ocorrendo o fenômeno da reflexão, que se dá quando a onda luminosa, se propaga no sentido do meio mais refringente (prisma) para o menos refringente (ar), incidindo na interface dos dois meios com ângulo maior que o ângulo limite.

   

i > L

sen i > sen L

sen 45º > n menor / n maior

√2/2 > 1/ n

(√2/2)² > (1/ n)²

2/4 > 1/ n²

n > √2

8. (UFPA 2016)  A figura a seguir representa o esquema das resistências elétricas de um certo aparelho, no qual o valor de cada resistência está indicado.

Sabendo-se que a corrente elétrica, na resistência R2 = 3 Ω é de i2 = 1A, pode-se afirmar que a potência elétrica dissipada no resistor  R1 em Watts, é de:

a) 20     

b) 30    

c) 40     

d) 50     

e) 60     

9. (UFPA 2016)  Uma carga elétrica   (negativa) entra, com velocidade   numa região onde existe um campo magnético   que está indicado com os símbolos   (que representam um vetor entrando no plano desta folha).

A alternativa que indica o vetor (direção e sentido) da força magnética Fm  no exato instante no qual a carga entra na região do campo magnético, com o vetor velocidade na posição horizontal, conforme está indicado na figura acima, é: 

a)   

b)

c)

d)

e)

10. (UFPA 2016)  Um homem (observador) assiste sentado a uma corrida de fórmula 1, localizado em uma arquibancada lateral à pista de corrida. O observador tem um aparelho que registra a frequência principal do motor dos carros tanto na aproximação quanto no afastamento. Sabendo-se que a razão entre as frequências na aproximação e no afastamento é   pode-se afirmar, nesse caso, que a velocidade do carro de corrida (considerada constante) é, em m/s igual a:

Dado: a velocidade do som no ar é 340m/s

   

a) 170     

b) 215     

c) 290    

d) 315    

e) 415    

11. (Ufpa 2016)  A luz e o som são considerados como ondas por transportarem energia sem haver transporte de matéria, no entanto têm características diferentes. A alternativa correta sobre essas duas ondas é: 

a) O SOM é uma onda Mecânica e pode ser Polarizado enquanto a LUZ é uma onda Eletromagnética e não pode ser polarizada.   

b) O SOM é uma onda Mecânica e não pode ser polarizado enquanto a LUZ é uma onda eletromagnética e pode ser polarizada.   

c) Tanto o SOM como a LUZ são ondas Eletromagnéticas e podem ser polarizadas.   

d) Tanto o SOM como a LUZ são ondas Mecânicas.   

e) Tanto o SOM como a LUZ são ondas Eletromagnéticas, mas nenhuma delas pode ser polarizada.   

Comentário: O som é onda longitudinal e a luz é onda transversal. Como a polarização somente é possível para ondas transversais, apenas a luz pode ser polarizada.  

TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: 

Sobre uma mesa plana alguns estudantes conseguiram montar um experimento simples, usando dois corpos cujas massas são: m = 3 kg  e M = 3 kg  em que simulam duas situações distintas, conforme a descrição e a figura a seguir.

I. Não existe o atrito.

II. Existe o atrito com um coeficiente de atrito  µ = 2/7

  

12. (UFPA 2016)  Tendo em vista as duas situações (I – sem atrito e II – com atrito) e admitindo-se que o atrito na polia e a sua massa são desprezíveis e a aceleração da gravidade é 10 m/s²  então, pode-se afirmar que as acelerações a1  e a2  nos casos I e II são, em m/s²  iguais respectivamente a 

a)  2 e 1    

b)  3 e 2    

c)  4 e 2    

d)  3 e 1   

e)  4 e 1    

13. (UFPA 2016)  Em qualquer das duas situações I ou II, a razão entre as forças de tração na parte horizontal (ante da polia) da corda e na parte vertical (depois da polia) é 

a) 5    

b) 4   

c) 3  

d) 2    

e) 1    

TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: 

Uma partícula de massa m e carga q (negativa) penetra num capacitor plano com velocidade V paralela, no ponto médio entre as placas que são quadradas de área   e separadas de uma distância  d conforme mostra a figura a seguir. O capacitor está carregado com uma tensão U,  com cargas positivas na placa de cima e negativas na de baixo. Considere o efeito da força gravitacional da Terra sobre a massa m,  como sendo desprezível diante do efeito da força elétrica.

14. (UFPA 2016)  Considerando-se um referencial fixo num ponto da placa, carregada negativamente, do capacitor, a trajetória da partícula carregada é um(a) 

a) círculo.   

b) linha reta paralela as placas.   

c) reta inclinada para cima.   

d) reta inclinada para baixo.   

e) parábola.    

15. (UFPA 2016)  Com base nos dados, a alternativa que contém a relação correta para velocidade de maneira que a carga   atravesse o capacitor sem tocar nas placas é: