UFRGS – Física 2005 1) Na temporada automobilística de Fórmula 1 do ano passado, os motores dos carros de corridaatingiram uma velocidade angular de 18.000 rotações por minuto. Em rad/s, qual é o valor dessavelocidade? a) 300 π b) 600 π c) 9.000 π d) 18.000 π e) 36.000 π 2) Um caminhão percorre três vezes o mesmo trajeto. Na primeira, sua velocidade média é de 15m/s e o tempo de viagem é t1. Na segunda, sua velocidade média é de 20 m/s e o tempo de viagem é t2. Se, na terceira, o tempo de viagem for igual a (t1 + t2)/2, qual será a velocidade média do caminhão nessa vez? a) 20,00 m/s b) 17,50 m/s c) 17,14 m/s d) 15,00 m/s e) 8,57 m/s 3) Cada vez que a gravação feita em um disco de vinil é reproduzida, uma agulha fonocaptora percorre uma espiral de sulcos que se inicia na periferia do disco e acaba nas proximidades doseu centro. Em determinado disco, do tipo 78 rpm, a agulha completa esse percurso em 5minutos. Supondo que a velocidade relativa entre a agulha e o disco decresce linearmente emfunção do tempo, de 120 cm/s no sulco inicial para 40 cm/s no sulco final, qual seria o comprimento do percurso completo percorrido pela agulha sobre o disco? a) 400 m b) 240 m c) 48 m d) 24 m e) 4 m 4) 0 gráfico abaixo representa as velocidades (v), em função do tempo (t), de dois carrinhos, X e Y, que se deslocam em linha reta sobre o solo, e cujas massas guardam entre si a seguinte relação:mx= 4 my.A respeito desse gráfico, considere as seguintes afirmações.I. No instante t = 4s, X e Y têm a mesma energia cinética.II. A quantidade de movimento linear que Y apresenta no instante t = 4s é igual, em módulo,à quantidade de movimento linear que X apresenta no instante t = 0.III. No instante t = 0, as acelerações de X e Y são iguais em módulo.Quais estão corretas? a) apenas I b) apenas III c) apenas I e II d) apenas II e III e) I, II e III 5) A figura abaixo representa dois objetos, P e Q, cujos pesos, medidos com um dinamômetro porum observador inercial, são 6 N e 10 N, respectivamente.Por meio de dois fios de massas desprezíveis, os objetos P e Q acham-se suspensos, em repouso,ao teto de um elevador que, para o referido observador, se encontra parado. Para o mesmoobservador, quando o elevador acelerar verticalmente para cima à razão de 1 m/s², qual seráo módulo da tensão no fio 2?(Considere a aceleração da gravidade igual a 10m/s².) a) 17,6 N b) 16,0 N c) 11,0 N d) 10,0 N e) 9,0 N 6) A figura abaixo representa um pêndulo cônico ideal que consiste em uma pequena esfera suspensa a um ponto fixo por meio de um cordão de massa desprezível.Para um observador inercial, o período de rotação da esfera, em sua órbita circular, é constante.Para o mesmo observador, a resultante das forças exercidas sobre a esfera aponta a) verticalmente para cima b) verticalmente para baixo c) tangencialmente no sentido do movimento d) para o ponto fixo e) para o centro da órbita Instrução: as questões 07 e 08 referem-se ao enunciado abaixo.Um par de carrinhos idênticos, cada um com massa igual a 0,2 kg, move-se sem atrito, daesquerda para a direita, sobre um trilho de ar reto, longe e horizontal. Os carrinhos, que estão desacoplados um do outro, têm a mesma velocidade de 0,8 m/s em relação ao trilho. Em dado instante o carrinho traseiro colide com um obstáculo que foi interposto entre os dois. Em consequência dessa colisão, o carrinho traseiro passa a se mover da direita para a esquerda, mas ainda com velocidade de módulo igual a 0,8 m/s, enquanto o movimento do carrinho dianteiro prossegue inalterado.7) Em relação ao trilho, os valores, em kg-m/s, da quantidade de movimento linear do par de carrinhos antes e depois da colisão são, respectivamente, a) 0,16 e zero b) 0,16 e 0,16 c) 0,16 e 0,32 d) 0,32 e zero e) 0,32 e 0,48 8) Qual é o valor do quociente da energia cinética final pela energia cinética inicial do par de carrinhos, em relação ao trilho? a) 1/2 b) 1 c) 2 d) 4 e) 8 Instrução: as questões 09 e 10 referem-se ao enunciado que segue.Um recipiente de paredes de espessura e peso desprezíveis se encontra sobre o prato de umabalança, mantida em equilíbrio para medir a massa da água nele contida. O recipiente consiste em um cilindro, com 100 cm² de área da base e 10 cm de altura, provido de um gargalo em forma de tubo com 1 cm² de seção reta, conforme indica a figura abaixo.Considere ainda os seguintes dados.- Uma coluna de 10 cm de água exerce uma pressão de 0,1 N/cm2 sobre a base que asustenta.- O peso de 1 litro de água é de 10 N.9) Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas do parágrafo abaixo, na ordem em que elas aparecem.Quando o recipiente contém água até o nível B, o módulo da força que a água exerce sobre abase do recipiente é de ....................., e o peso da água nele contida é de .................. . a) 0,1 N - 1,0 N b) 1,0 N - 1,0 N c) 1,0 N - 10,0 N d) 10,0 N - 1,0 N e) 10,0 N - 10,0 N 10) Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas do parágrafo abaixo, na ordem em que elas aparecem. Quando o recipiente contém água até o nível C, o módulo da força que a água exerce sobre a base do recipiente é de ................. e o peso da água nele contida é de ..................... . a) 10,0 N - 11,1 N b) 10,0 N - 19,9 N c) 20,0 N - 10,1 N d) 20,0 N - 19,9 N e) 20,0 N - 20,0 N 11) Em certo instante, um termômetro de mercúrio com paredes de vidro, que se encontra à temperatura ambiente, é imerso em um vaso que contém água a 100 °C. Observa-se que, no início, o nível da coluna de mercúrio cai um pouco e, depois, se eleva muito acima do nível inicial. Qual das alternativas apresenta uma explicação correta para esse fato? a) A dilatação do vidro das paredes do termômetro se inicia antes da dilatação do mercúrio b) O coeficiente de dilatação volumétrica do vidro das paredes do termômetro é maior que o do mercúrio c) A tensão superficial do mercúrio aumenta em razão do aumento da temperatura d) A temperatura ambiente, o mercúrio apresenta um coeficiente de dilatação volumétrica negativo, tal corno a água entre 0 °C e 4 °C. e) O calor específico do vidro das paredes do termômetro é menor que o do mercúrio 12) 0 gráfico abaixo representa as variações de temperatura ΔT, em função do calor absorvido Q,sofridas por dois corpos, A e B, de massas mA e mB e calores específicos cA e cB, respectivamente.Nesse caso, pode-se afirmar que a razão cA/cB é igual a a) 4mB/mA b) 2mB/mA c) mB/mA d) mB/(2mA) e) m3/(4mA) 13) A frase "O calor do cobertor não me aquece direito" encontra-se em uma passagem da letra damúsica Volta, de Lupicínio Rodrigues. Na verdade, sabe-se que o cobertor não é uma fonte decalor e que sua função é a de isolar termicamente nosso corpo do ar frio que nos cerca. Existem,contudo, cobertores que, em seu interior, são aquecidos eletricamente por meio de uma malhade fios metálicos nos quais é dissipada energia em razão da passagem de uma corrente elétrica.Esse efeito de aquecimento pela passagem de corrente elétrica, que se observa em fios metálicos,é conhecido como a) efeito Joule b) efeito Doppler c) efeito estufa d) efeito termoiônico e) efeito fotoelétrico 14) Um recipiente cilíndrico fechado, provido de um êmbolo, contém certa quantidade de um gás ideal. À temperatura de 10 °C, o gás ocupa um volume V0 e sua pressão é P. A partir desse estadoinicial, o gás sofre uma expansão isobárica até atingir a temperatura de 20 °C. A respeito da transformação descrita acima, é correto afirmar que a) o gás passa a ocupar, depois da transformação, um volume igual a 2V0 b) a energia cinética média final das moléculas do gás é igual ao dobro da sua energia cinética média inicial. c) a velocidade média das moléculas do gás não varia quando o gás passa do estado inicial para o estado final. d) a variação na energia interna do gás é nula na transformação. e) o calor absorvido pelo gás, durante a transformação, é maior que o trabalho por ele realizado. 15) Três cargas puntiformes, de valores +2Q, +Q e -2Q, estão localizadas em três vértices de umlosango, do modo indicado na figura abaixo.Sabendo-se que não existem outras cargas elétricas presentes nas proximidades desse sistema,qual das setas mostradas na figura representa melhor o campo elétrico no ponto P, quarto vérticedo losango? a) A seta 1 b) A seta 2 c) A seta 3 d) A seta 4 e) A seta 5 16) Para iluminar sua barraca, um grupo de campistas liga uma lâmpada a uma bateria de automóvel. A lâmpada consome uma potência de 6 W quando opera sob uma tensão de 12 V. A bateria traz as seguintes especificações: 12 V, 45 A h, sendo o último valor a carga máxima que a bateria é capaz de armazenar. Supondo-se que a bateria seja ideal e que esteja com a metade dacarga máxima, e admitindo-se que a corrente fornecida por ela se mantenha constante até acarga se esgotar por completo, quantas horas a lâmpada poderá permanecer funcionando continuamente? a) 90h b) 60 h c) 45 h d) 22 h 30 min e) 11 h 15 min 17) No circuito elétrico representado na figura abaixo, a fonte de tensão é uma fonte ideal que está sendo percorrida por uma corrente elétrica contínua de 1,0 A.Quanto valem, respectivamente, a força eletromotriz ε da fonte e a corrente elétrica i indicadas nafigura? a) 2,0 V e 0,2 A b) 2,0V e 0,5 A c) 2,5 V e 0,3 A d) 2,5 V e 0,5 A e) 10,0 V e 0,2 A 18) A figura abaixo representa uma região do espaço no interior de um laboratório, onde existe um campo magnético estático e uniforme. As linhas do campo apontam perpendicularmente para dentro da folha, conforme indicado.Uma partícula carregada negativamente é lançada a partir do ponto P com velocidade inicial v0 em relação ao laboratório.Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmaçõesabaixo, referentes ao movimento subsequente da partícula, com respeito ao laboratório.( ) Se v0 for perpendicular ao plano da página, a partícula seguirá uma linha reta, mantendosua velocidade inicial.( ) Se v0 apontar para a direita, a partícula se desviará para o pé da página.( ) Se v0 apontar para o alto da página, a partícula se desviará para a esquerda.A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é a) V - V - F b) F - F - V c) F - V - F d) V - F - V e) V - V - V 19) Uma espira condutora retangular, de comprimento 2L, desloca-se para a direita, no plano da página, com velocidade v constante. Em seu movimento, a espira atravessa completamente umaregião do espaço, de largura L, onde está confinado um campo magnético constante, uniformee perpendicular ao plano da página, conforme indica a figura abaixo.Sendo t = 0 o instante em que espira começa a ingressar na região onde existe o campo magnético, assinale a alternativa que melhor representa o gráfico da corrente elétrica induzida i na espira, durante sua passagem pelo campo magnético, em função do tempo t. a) b) c) d) e) 20) A figura abaixo representa uma esfera metálica oca, de raio R e espessura desprezível. A esfera é mantida eletricamente isolada e muito distante de quaisquer outros objetos, num ambiente onde se fez vácuo.Em certo instante, uma quantidade de carga elétrica negativa, de módulo Q, é depositada no ponto P da superfície da esfera. Considerando nulo o potencial elétrico em pontos infinitamente afastados da esfera e designando por k a constante eletrostática, podemos afirmar que, após terem decorrido alguns segundos, o potencial elétrico no ponto S, situado à distância 2R da superfície da esfera, é dado por a) -KQ/2R b) -KQ/3R c) +KQ/3R d) -KQ/9R² e) +KQ/9R² 21) Considere o enunciado abaixo e as quatro propostas para completá-lo.Do ponto de vista de um observador em repouso com relação a um sistema de referência S, umcampo magnético pode ser gerado1. pela força de interação entre duas cargas elétricas em repouso com relação a S.2. pelo alinhamento de dipolos magnéticos moleculares.3. por uma corrente elétrica percorrendo um fio condutor.4. por um campo elétrico cujo módulo varia em função do tempo.Quais propostas estão corretas? a) apenas 1 e 3 b) apenas 1 e 4 c) apenas 2 e 3 d) apenas 1, 2 e 4 e) apenas 2, 3 e 4 22) Certo instrumento de medida tem um ponteiro P cuja extremidade se move sobre uma escalaespelhada EE', graduada de 0,0 a 10,0 mA. Quando se olha obliquamente para a escala - o que éum procedimento incorreto de medida - o ponteiro é visto na posição indicada na figura abaixo,sendo R sua reflexão no espelho.Se a leitura do instrumento for feita corretamente, seu resultado será a) o valor de 7,5 mA b) um valor entre 7,5 mA e 8,0 mA c) o valor de 8,0 mA d) um valor entre 8,0 mA e 8,5 mA e) o valor de 8,5 mA 23) Na figura abaixo, um feixe de luz monocromática I, proveniente do ar, incide sobre uma placa de vidro de faces planas e paralelas, sofrendo reflexões e refrações em ambas as faces da placa.Na figura, θi , representa o ângulo formado pela direção do feixe incidente com a normal à superfície no ponto A, e θr representa o ângulo formado pela direção da parte refratada desse feixe com a normal no mesmo ponto A.Pode-se afirmar que os ângulos α, β e γ definidos na figura são, pela ordem, iguais a a) θi, θr e θi b) θi, θi e θr c) θr, θi e θr d) θr, θr e θi e) θr, θi e θi 24) No estudo de espelhos planos e esféricos, quando se desenham figuras para representar objetos e imagens, costuma-se selecionar determinados pontos do objeto. Constrói-se, então, um ponto imagem P', conjugado pelo espelho a um ponto objeto P, aplicando as conhecidas regras para construção de imagens em espelhos que decorrem das Leis da Reflexão.Utilizando-se tais regras, conclui-se que um ponto imagem virtual P', conjugado pelo espelho aum ponto objeto real P, ocorre a) apenas em espelhos planos b) apenas em espelhos planos e côncavos c) apenas em espelhos planos e convexos d) apenas em espelhos côncavos e convexos e) em espelhos planos, côncavos e convexos 25) São exemplos de ondas os raios X, os raios gama, as ondas de rádio, as ondas sonoras e as ondas de luz. Cada um desses cinco tipos de onda difere, de algum modo, dos demais.Qual das alternativas apresenta uma afirmação que diferencia corretamente o tipo de onda referido das demais ondas acima citadas? a) Raios X são as únicas ondas que não são visíveis b) Raios gama são as únicas ondas transversais c) Ondas de rádio são as únicas ondas que transportam energia d) Ondas sonoras são as únicas ondas longitudinais e) Ondas de luz são as únicas ondas que se propagam no vácuo com velocidade de 300.000 km/s 26) A figura abaixo representa uma roda, provida de uma manivela, que gira em torno de um eixo horizontal, com velocidade angular ω constante. Iluminando- se a roda com feixes paralelos de luz, sua sombra é projetada sobre uma tela suspensa verticalmente. O movimento do ponto A' da sombra é o resultado da projeção, sobre a tela, do movimento do ponto A da manivela.A respeito dessa situação, considere as seguintes afirmações.I. O movimento do ponto A é um movimento circular uniforme com período igual a 2π/ω.II. O movimento do ponto A' é um movimento harmônico simples com período igual a 2π/ω.III. O movimento do ponto A' é uma sequência de movimentos retilíneos uniformes com períodoigual a π/ω.Quais estão corretas? a) apenas I b) apenas II c) apenas III d) apenas I e II e) apenas I e III 27) Um trem de ondas planas de comprimento de onda λ, que se propaga para a direita em uma cuba com água, incide em um obstáculo que apresenta uma fenda de largura F. Ao passar pela fenda, o trem de ondas muda sua forma, como se vê na fotografia abaixo.Qual é o fenômeno físico que ocorre com a onda quando ela passa pela fenda? a) difração b) dispersão c) interferência d) reflexão e) refração 28) Um contador Geiger indica que a intensidade da radiação beta emitida por uma amostra de determinado elemento radioativo cai pela metade em cerca de 20 horas. A fração aproximada do número inicial de átomos radioativos dessa amostra que se terão desintegrado em 40 horas é a) 1/8 b) 1/4 c) 1/3 d) 1/2 e) 3/4 29) Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto abaixo, na ordem em que elas aparecem. Entre os diversos isótopos de elementos químicos encontrados na natureza, alguns possuem núcleos atômicos instáveis e, por isso, são radioativos. A radiação emitida por esses isótopos instáveis pode ser de três classes. A classe conhecida como radiação alfa consiste de núcleos de ........................... .Outra classe de radiação é constituída de elétrons, e é denominada radiação ..................... .Uma terceira classe de radiação, denominada radiação ............... , é formada de partículas eletricamente neutras chamadas de ........................ . Dentre essas três radiações, a que possui maior poder de penetração nos materiais é a radiação .................. . a) hidrogênio - gama - beta - nêutrons - beta b) hidrogênio- beta - gama - nêutrons - alfa c) hélio - beta - gama - fótons - gama d) deutério - gama - beta - neutrinos - gama e) hélio - beta - gama - fótons - beta 30) Em 1887, quando pesquisava sobre a geração e a detecção de ondas eletromagnéticas, o físicoHeinrich Hertz (1857-1894) descobriu o que hoje conhecemos por efeito fotoelétrico. Após a morte de Hertz, seu principal auxiliar, Philip Lenard (1862-1947), prosseguiu a pesquisa sistemática sobre o efeito descoberto por Hertz. Entre as várias constatações experimentais daí decorrentes, Lenard observou que a energia cinética máxima, Kmax, dos elétrons emitidos pelo metal era dada por uma expressão matemática bastante simples:Kmax = B f - C,onde B e C são duas constantes cujos valores podem ser determinados experimentalmente.A respeito da referida expressão matemática, considere as seguintes afirmações.I. A letra f representa a freqüencia das oscilações de uma força eletromotriz alternada quedeve ser aplicada ao metal.II. A letra B representa a conhecida Constante Planck, cuja unidade no Sistema Internacionalé J.s.III. A letra C representa uma constante, cuja unidade no Sistema Internacional é J, quecorresponde à energia mínima que a luz incidente deve fornecer a um elétron do metalpara removê-lo do mesmo.Quais estão corretas? a) apenas I b) apenas II c) apenas I e III d) apenas II e III e) I, II e III Time's up