PREPARAÇÃO PARA UECE

01. A figura ilustra o movimento de um planeta em torno do Sol.

                              

Se os tempos gastos para o planeta se deslocar de A para B, de C para D e de E para F são iguais, então as áreas – A₁, A₂ e A₃ – apresentam a seguinte relação:

a) A₁ = A₂ = A₃.     b) A₁ > A₂ = A₃.     c) A₁ < A₂ < A₃.      d) A₁ > A₂ > A₃.

Em intervalos de tempos iguais temos áreas iguais.

02. Um planeta gira, em órbita elíptica, em torno do Sol. Considere as afirmações:

I) Na posição A, a quantidade de movimento linear do planeta tem módulo máximo.

II) Na posição C, a energia potencial do sistema (Sol + planeta) é máxima.

III) Na posição B, a energia total do sistema (Sol + planeta) tem um valor intermediário, situado entre os correspondentes valores em A e C.

                              

Assinale a alternativa correta:

a) I e III são verdadeiras.

b) I e II são verdadeiras.

c) II e III são verdadeiras.

d) Apenas II é verdadeira.

I) Verdadeira, pois em A, pela Lei das Áreas, a velocidade do planeta á máxima.

II) Verdadeira. Podemos chegar a essa conclusão a partir, também, da Lei das Áreas e do Princípio da Conservação da Energia Mecânica. Da Lei das Áreas concluímos que em A a velocidade é máxima; portanto, a energia cinética é máxima. Em B, pela mesma lei, concluímos que a velocidade é mínima; logo, a energia cinética é mínima. Como a energia mecânica se conserva, onde a energia cinética é máxima, a energia potencial gravitacional do sistema Sol-planeta é mínima (no ponto A) e, onde a energia cinética é mínima, a energia potencial gravitacional desse sistema é máxima (no ponto B).

III) Falsa, pois esse é um sistema conservativo em que a energia mecânica é constante.

03. Numa placa retangular são aplicadas três forças contidas no plano da placa, conforme o esquema:

                             

O momento resultante dessas forças em relação a um eixo, que é perpendicular à placa e passa pelo centro C, tem, em N · m, módulo igual a:

a) zero.     b) 2,0.      c) 4,0.     d) 6,0.   

                  

M_FR = F₁.d₁ - F₂.d₂ + F₃.d₃ = 10.0,2 – 20.0,2 + 20.0,1 = 2 - 4 + 2 = 0.

04. Um caminhão-tanque, transportando gasolina, se move no sentido indicado com aceleração a. Uma pequena bóia b flutua na superfície do líquido como indica a figura.

                                          

A inclinação do líquido no interior do tanque, expressa pela tangente do ângulo θ, é igual a:

a) a/g .       b) 2a/g .       c) 3a/g .      d) 4a/g .

                                            

Para um referencial fixo no interior do tanque, a bóia está sujeita à aceleração inercial -a_i de mesmo módulo e sentido oposto à aceleração a do caminhão, e a aceleração g, da gravidade, dando origem à aceleração inercial resultante, g_i, perpendicular à superfície da gasolina. No triângulo sombreado, temos, portanto, em módulo: tgθ = a_i/g = a/g.

05. Nos esquemas a seguir temos a representação de um pulso que se propaga em uma corda. O lado 1 representa o pulso incidente e o lado 2 representa o pulso após ocorrido o fenômeno de reflexão, refração ou ambos. Diante do exposto julgue os itens em (V) se forem verdadeiros ou (F) se forem falsos.

                                    lado 1                                       lado 2

 a)

                   

  b)      

                   

   c)      

                  

    d)    

                 

        

 a) Falsa, pois ao passar para a corda mais fina, ”parte do pulso” é refratada, enquanto outra “parte do pulso” se reflete, sem inversão de fase, mas as amplitudes não são iguais nem entre si nem em relação à amplitude da onda incidente.

b) Verdadeira. Quando a extremidade é livre, o pulso é refletido sem inversão de fase e, nesse caso, com a mesma amplitude.

c) Falsa. Para a extremidade fixa, o pulso é refletido com inversão de fase.

d) Falsa. Quando passa para a corda mais grossa, parte do pulso é refratada sem inversão de fase, e parte é refletida com inversão de fase, mas as amplitudes não são iguais, como na alternativa a.

06. A velocidade de propagação v de um pulso transversal numa corda depende da força de tração T com que a corda é esticada e de sua densidade linear d (massa por unidade de comprimento): v² = T/d. Um cabo de aço, com 2,0 m de comprimento e 200 g de massa, é esticado com força de tração de 40 N. A velocidade de propagação

de um pulso nesse cabo é, em m/s:

a) 1,0.      b) 2,0.      c) 4,0.      d) 20.      

v² = T/d = 40.2/0,2 = 400 => v = 20 m/s.

07. Na figura abaixo, A₁ e A₂ representam duas fontes sonoras que emitem ondas com mesma frequência e em fase. No ponto O está localizado um observador. As ondas emitidas têm frequência de 1 700 Hz e velocidade de propagação igual a 340 m/s.

Com base nas informações acima e nas propriedades ondulatórias, analise as proposições:

                                        

I. As ondas emitidas pelas duas fontes são do tipo transversal.

II. O comprimento de onda das ondas emitidas pelas fontes é 0,20 m.

III. A diferença entre as distâncias percorridas pelas ondas de cada fonte até o observador é igual a um número inteiro de comprimentos de onda.

IV. A interferência das ondas no ponto O é destrutiva.

V. Frentes de onda emitidas por qualquer uma das fontes levarão menos que 0,10s para atingir o observador.

VI. O fenômeno da interferência entre duas ondas é uma conseqüência do princípio da superposição.

Podemos afirmar que há:

a) duas afirmativas corretas;

b) três afirmativas corretas;

c) cinco afirmativas corretas;

d) seis afirmativas corretas;

                           

a) Falso, pois ondas sonoras são longitudinais.

b) Verdadeiro, v = λ.f   λ = v/f = 340/1700 = 0,20 m

c) Verdadeiro, d = 50 - 40 = 10 m e d = n.λ  10 = n.0,2  n = 50.

d) Falso, pois, as distâncias é um número inteiro de comprimento de onda, ao atingir o ponto O, as ondas estão em fase e a interferência é construtiva.

e) Falso, pois V_M = ΔS/Δt, então: Δt₁ = 50/340 = 0,15s e Δt₂ = 40/340 = 0,12s.

f) Verdadeiro, pois a interferência é o resultado da soma algébrica das ordenadas de cada onda durante a superposição.

08. Um estudante de física observa um raio luminoso se propagando de um meio A para um meio B, ambos homogêneos e transparentes como mostra a figura. A partir desse fato, o estudante concluiu que:

                                

 a) o valor do índice de refração do meio A é maior que o do meio B.

b) o valor do índice de refração do meio A é metade que o do meio B.

c) nos meios A e B, a velocidade de propagação da luz é a mesma.

d) a velocidade de propagação da luz no meio A é maior que no meio B.

09. Um prisma equilátero de índice de refração n_P está em contato com dois meios, cujos índices de refração são n_A (ar) e n_L (líquido). Um raio de luz incide sobre uma das superfícies do prisma com um ângulo de α = 30°, conforme mostra a figura abaixo:

                    

Se n_P = 1,5 e n_A = 1,0, qual deve ser o índice de refração do líquido para termos reflexão total na interface prisma-líquido?

a) 1,3      b) 1,5      c) 1,8      d) 2,5

Na figura, o ângulo de incidência na interface ar-prisma é de 0°. Portanto, ele não sofre desvio e o ângulo de incidência na interface prisma-líquido é 60°, pois o prisma é equilátero. Veja a figura:

                               

 Para que haja reflexão total, temos: n_P.sen 60°  n_L.sen 90°  1,5.0,87  n_L.1  n_L  1,3.

10. Um desafio interessante consiste em colocar uma moeda no fundo de um prato, de forma que ela fique coberta por uma fina camada de água, conforme está representado na figura I, e retirá-la sem molhar os dedos, utilizando apenas um copo, uma vela e um isqueiro. Uma solução é apresentada nas figuras seguintes: a vela é

acesa e, posteriormente, o copo é emborcado sobre ela; depois de algum tempo, a chama da vela extingue-se, e a água do prato é drenada para o interior do copo.

                    

Com relação à situação apresentada, julgue os itens que se seguem.

I. A massa total de gás aprisionado no interior do copo com a vela acesa é menor que a massa total do gás que seria aprisionado se o copo fosse emborcado com a vela apagada.

II. A chama da vela se apagará somente se a água que entrar no copo for suficiente para atingir o pavio aceso.

III. Enquanto a vela estiver acesa no interior do copo, observar-se-á um aumento no brilho da chama.

IV. Depois que a chama da vela se apaga, o gás no interior do copo resfria-se, originando uma região de baixa pressão. Consequentemente, a pressão exterior empurra a água para o interior do copo.

É (são) correta (s):

a) I e IV      b) II e III     c) III e IV      d) Somente I

a) Verdadeira, pois perto da chama o ar aquecido é mais rarefeito do que o ar do ambiente restante.

b) Falsa, pois a chama se apagará quando a queima extinguir o oxigênio do ar confinado dentro do copo.

c) Falsa, pois à medida que a quantidade de oxigênio dentro do copo diminui, a chama torna-se cada vez menos intensa.

d) Verdadeira, pois, depois que a chama se apaga, o ar no interior do copo resfria-se, originando uma região de pressão menor que a pressão exterior (atmosférica), que empurra a água para dentro do copo.

11. Uma gota de tinta cai 5 cm do centro de um disco que está girando a 30 rpm. As velocidades angular e linear da mancha provocada pela tinta são, respectivamente, iguais a:

a) π rad/s e 5π cm/s.

b) 4π rad/s e 20π cm/s.

c) 5π rad/s e 25π cm/s.

d) 8π rad/s e 40π cm/s.

A velocidade angular é dada pela expressão ω = 2πf. Sendo f = 30 rpm = 30/60 Hz = 0,50 Hz, temos: ω = 2π.0,50 = π rad/s.

O módulo da velocidade linear v pode ser obtido pela expressão v = ω.R. Logo, sendo R = 5 cm, temos: v = π.5 = 5π cm/s.

12. A figura mostra duas esferas carregadas com cargas de mesmo módulo e de sinais contrários, mantidas fixas em pontos equidistantes do ponto O.

                      

Considerando essa situação, é correto afirmar que o campo elétrico produzido pelas duas cargas:

a) não pode ser nulo em nenhum dos pontos marcados.

b) pode ser nulo em todos os pontos da linha XY.

c) pode ser nulo nos pontos P e Q.

d) pode ser nulo somente no ponto O.

                

No ponto P, o vetor campo elétrico E₊ devido à carga positiva tem mesma direção e sentido contrário ao do vetor E- devido à carga negativa. Como as esferas têm cargas de mesmo módulo, da expressão E = k.Q/d², podemos concluir que E₊ > E-, logo o vetor campo elétrico resultante não é nulo. É fácil verificar que isso será válido para qualquer ponto da reta PQ à esquerda da esfera de carga positiva. No ponto Q, o vetor

campo elétrico E₊ devido à carga positiva tem mesma direção e sentido contrário ao do vetor E- devido à carga negativa. Como as esferas têm cargas de mesmo módulo, da expressão E = k.Q/d²,podemos concluir que E₊ < E-, logo o vetor campo elétrico resultante não é nulo. É fácil verificar que isso será válido para qualquer ponto da reta PQ à direita da esfera de carga negativa. No ponto O, os vetores E₊ e E- têm a mesma direção e sentido. Logo, o vetor campo elétrico resultante não é nulo. Isso é válido para qualquer ponto da reta PQ entre as esferas. No ponto X, os vetores E₊ e E- têm direções e sentidos indicados na figura. Como as esferas têm cargas de mesmo módulo e a distância entre o ponto X e as esferas é a mesma, da expressão E = k.Q/d², concluímos que E₊ = E-, e obtemos o vetor resultante como mostra a figura — horizontal para a direita. É fácil verificar que o vetor resultante terá direção horizontal

e sentido para a direita em qualquer ponto da reta XY.

13. Dois capacitores, de capacitâncias C₁ e C₂, são carregados quando ligados a uma fonte de diferença de potencial V, conforme a figura:

           

Nessas condições, assinale o que for correto:

a) Os capacitores ficam submetidos às diferenças de potenciais V₁ e V₂, sendo V = V₁ + V₂.

b) Os capacitores adquirem cargas q₁ e q₂, proporcionais às suas capacitâncias, sendo q = q₁ + q₂ a carga total do sistema.

c) Introduzindo-se um dielétrico, de constante dielétrica K, entre as placas do capacitor C₂, q₂ aumenta e q₁ diminui, pois a carga total do sistema permanece constante.

d) Introduzindo-se um metal entre as placas do capacitor C₁, de tal forma que o espaço entre elas fique totalmente preenchido, q₁ = 0 e q₂ não se altera.

a) Falsa, Os capacitores 1 e 2 estão associados numa ligação em paralelo. Portanto, a diferença de potencial é a mesma em todos os capacitores, isto é, V = V₁ = V₂.

b) Verdadeira.

c) Falsa, Da expressão C = Q/V temos, para o capacitor 2,V = q₂/C₂. Como a introdução do dielétrico aumenta o valor da capacidade C₂ do capacitor e V é constante, então q₂ também aumenta. Mas a carga total não é constante, pois os capacitores estão ligados a uma fonte que mantém no capacitor C₁ a mesma carga q₁. Portanto, q₁ não diminui.

d) Falsa, Colocando-se uma placa metálica entre as placas de C₁, elimina-se esse capacitor e coloca-se a fonte em curto-circuito. A diferença de potencial entre os terminais de C₂ se anula e ele se descarrega. Logo, q₂ = 0.

14. No circuito da figura, o amperímetro A e o voltímetro V são ideais. O voltímetro marca 50 V quando a chave C está aberta.

                          

Com a chave fechada, o amperímetro marcará:

a) 0,1 A.       b) 0,2 A.        c) 0,5 A.       d) 1,0 A.      

Se a chave está aberta, podemos redesenhar o circuito como na figura:

                              

Sendo V = 5,0 V e R = 100 Ω, podemos calcular a corrente que passa pelo circuito usando a equação V = Ri. Logo: i = 50/100 = 0,5 A.

Os resistores estão associados em série. A resistência equivalente a essa associação pode ser obtida usando a expressão R_S = R₁ + R₂. Logo: R_S = 100 + 100 = 200 Ω.

Podemos, então, calcular a diferença de potencial fornecida pela bateria ao circuito, usando a expressão ε = Ri. Logo: ε = R_S.i = 200. 0,5 = 100 V.

Se a chave for fechada, teremos um curto-circuito e podemos redesenhar o circuito como na figura:

                                              

Sendo V = 100 V e R = 100 Ω, da expressão V = Ri, temos: i = V/R =1,0 A.

15. Um feixe de elétrons incide horizontalmente no centro O de um anteparo (ver figura). Criando na região, simultaneamente, um campo magnético vertical, para cima, e um campo elétrico vertical, para baixo, o feixe de elétrons irá se desviar, atingindo o anteparo num ponto de que região?

                                            

a) 1       b) 2      c) 3       d) 4

Devido ao campo elétrico, os elétrons irão se desviar para cima:

                                  

Devido ao campo magnético, os elétrons irão se desviar “para dentro do papel”:

                                  

Portanto ele atingirá a região 2.

16. Nas figuras estão representados os diagramas de fases de duas substâncias puras.

             

Indique qual da informações abaixo é verdadeira:

A) No diagrama A, se a pressão aumenta, a temperatura de fusão também aumenta.

B) A substância do diagrama B pode ser encontrada na forma líquida acima de 31 °C.

C) A substância do diagrama A não pode ser obtida na forma de vapor acima de 374 °C.

D) A substância do diagrama B não pode ser encontrada na fase sólida acima de 20 °C.

O ponto C ou ponto crítico corresponde à temperatura crítica da substância, temperatura acima da qual a substância está na forma de gás e não mais de vapor.

17. Um carro percorreu a metade de uma estrada viajando a 30 km/h, e a outra metade da estrada, a 60 km/h. Sua velocidade média no percurso total foi de:

A) 60 km/h          B) 54 km/h        C) 48 km/h        D) 40 km/h      

V_M = 2.V₁.V₂/(V₁ + V₂) = 2.30.60/(30 + 60) = 2.1800/90 = 2.20 = 40 km/h.

18. O gráfico representa a relação entre a temperatura medida em uma escala de temperatura hipotética W e a temperatura medida na escala Celsius, sob pressão normal.

                                      

 A temperatura de fusão do gelo e a de ebulição da água são, em graus W, respectivamente, iguais a:

A) – 40 e 40      B) – 40 e 110     C) 20 e 110        D) – 40 e 100       

Para a fusão do gelo: t_W = - 40⁰ W.

Para a ebulição da água: t_W – (-40)/20 – (-40) = 100 – 0/40 – 0  t_W + 40/60 = 100/40  t_W + 40 = 60.2,5  t_W  = 150 – 40 = 110⁰ W.

19. O fluxo total de sangue na grande circulação, também chamado de débito cardíaco, faz com que o coração de um homem adulto seja responsável pelo bombeamento, em média, de 20 litros de sangue por minuto. Qual a ordem de grandeza do volume de sangue, em litros, bombeado pelo coração em um dia?

A) 10³         B) 10⁴        C) 10⁵         D) 10⁶

V = (20L/1min).24.60min = 20.24.60 = 28800 L = 2,88.10⁴, como 2,88 < 3,16, a ordem da grandeza é 10⁴.

20. Uma substância tem massa específica de 0,78 g/cm³ a 25 °C e 0,65 g/cm³ a 425 °C. Qual o seu coeficiente de dilatação volumétrica?

A) 5.10^–4 °C^–1.       B) 4.10^–4 °C^–1.       C) 3.10^–4 °C^–1.       D) 2.10^–4 °C^–1.

μ = μ₀.(1 + γΔθ)   1 + γΔθ = μ₀/μ  1 + γ.(425 – 25) = 0,78/0,65   400γ = 1,2 – 1  

400γ = 0,2   γ = 5.10^–4 °C^–1.

21. A função de uma onda é dada pela expressão: y = 20.cos2π(4t – x/3) em que x e y estão em centímetros e t, em segundos. O valor da amplitude, do período e da frequência dessa onda, são respectivamente iguais a:

A) 20 cm; 0,25 s; 4 Hz    

B) 40 cm; 0,50 s; 2 Hz    

C) 20 cm; 0,20 s; 5 Hz

D) 20 cm; 0,125 s; 8 Hz

y = A.cos(2π.(f.t – x/λ) + φ₀). Comparando:

A = 20 cm, f = 4 Hz e f = 1/T   4 = 1/ T  T = 1/4 = 0,25 s.

22. Nas situações representadas nas figuras seguintes, as partículas realizam colisões unidimensionais. Os módulos de suas velocidades escalares estão indicados. De acordo com cada caso verifique a interação ocorrida entre os corpos.

I.

     

II.

     

III.

    

IV.

      

V.

      

Sobre o tipo de colisão, podemos afirmar que:

A) I e IV são parcialmente elásticos.

B) II e V são parcialmente elásticos.

C) III e IV são elásticos.

D) somente V é totalmente inelástico.

I. e = |vr_AF|/|vr_AP| = (12 –7)/(15 + 5) = 0,25; parcialmente elástica.

II. e = |vr_AF|/|vr_AP| = 0/(30 + 20) = 0; totalmente inelástica.

III. e = |vr_AF|/|vr_AP| = 10/10 = 1; elástica.

IV. e = |vr_AF|/|vr_AP| = (4 + 2)/(7 + 3) = 0,6 ; parcialmente elástica.

V. e = |vr_AF|/|vr_AP| = 0/400 = 0 ; totalmente inelástica.

23. Considere dois blocos, um de vidro e outro de diamante, de mesmo formato e igualmente lapidados, imersos no ar. Sabe-se que o índice de refração do diamante é maior que o do vidro. Sendo igualmente iluminados:

a) o diamante brilha mais, porque o ângulo-limite na fronteira diamante-ar é menor que na fronteira vidro-ar, o que favorece a reflexão da luz internamente no diamante;

b) o diamante brilha mais, porque o ângulo-limite na fronteira diamante-ar é maior que na fronteira vidro-ar;

c) o diamante brilha mais, porque a luz se propaga em seu interior com velocidade maior que no interior do vidro;

d) o vidro brilha mais, porque ele é mais refringente que o diamante;

Como o índice de refração do diamante é maior que o do vidro, o ângulo-limite na fronteira diamante-ar é menor que na fronteira vidro-ar. Assim, raios de luz propagando-se do diamante para o ar tem maior probabilidade de sofrerem reflexão total na fronteira, o que faz o diamante brilhar mais que o vidro.

24. Analise as seguintes afirmações:

I. Durante a apresentação de uma orquestra, um som grave emitido por um contrabaixo e um agudo emitido por um violino propagam-se com a mesma velocidade até a platéia.

II. Uma locomotiva parada numa estação emite um som (apito) que se propaga no ar (sem vento) a 340 m/s. Se, em vez de estar parada, a locomotiva estivesse passando pela mesma estação a 20 m/s, o som emitido (apito) se propagaria, no sentido do movimento da locomotiva, a 360 m/s.

III. Quando aumentamos o volume do rádio, a velocidade do som emitido por ele também aumenta.

IV. Ondas sonoras de maior amplitude são sempre mais velozes que as de amplitude menor.

As afirmações incorretas são.

A) I e III        B) II, III e IV      C) I, II e IV       D) III e IV  

I. Correta. A velocidade do som não depende de sua frequencia.

II. Incorreta. A velocidade do som não depende da velocidade da fonte sonora

que o emitiu.

III. Incorreta. A velocidade do som não depende de sua intensidade

IV. Incorreta.

25. São fontes luminosas primárias:

A) lanterna acesa, espelho plano, vela apagada;

B) olho-de-gato, Lua, palito de fósforo aceso;

C) lâmpada acesa, arco voltaico, vaga-lume aceso;

D) planeta Marte, fio aquecido ao rubro, parede de cor clara;

As fontes luminosas primárias emitem luz própria.

26. Um estudante que contemple um arco-íris através de um filtro

óptico (lâmina de acrílico) amarelo:

a) verá o arco-íris completo, com todas as suas cores;

b) não verá nada do arco-íris;

c) verá apenas a faixa amarela do arco-íris;

d) verá todas as faixas do arco-íris, exceto a amarela.

27. A figura abaixo mostra duas cargas q₁ e q₂, afastadas a uma distância d, e as linhas de campo do campo eletrostático criado.

              

Observando a figura acima, quais os sinais das cargas q₁ e q₂?

A) q₁ (positiva), q₂ (negativa);

B) q₁ (positiva), q₂ (positiva);

C) q₁ (negativa), q₂ (negativa);

D) q₁ (negativa), q₂ (positiva);

Em q₁ há um afastamento (saindo) e em q₂ uma aproximação (entrando).